数字测量在土方测定中的应用

陈春芝　李争光

摘要：针对实际工作中遇到的具体情况，运用不同的土方测量方法快速实施工作，准确计算出所需土方量。测量工作过程，应用先进的数字测量技术，针对不同工作环境采用不同的计算方法，在满足精度要求的前提下，可以提高工作效率。

关键词：方格网法测图；土方量计算；数字测量；土方测定

中图分类号：TU751

文献标识码：A

文章编号：1009-2374(2009)14-0057-02

一、塌陷区概况

城郊煤矿是永煤集团第三对开采矿井，年产500万吨。随着井下工作面延伸及回采，地面塌陷越来越严重。为做好塌陷区的复垦再利用工作，准确测量计算土方工程量就显得尤为重要。小刘岗塌陷区是一个面积约300亩的水塘，与沱河支流相邻。需要通过附近的水沟将塌陷区内的水引入沱河支流。因此需要测算水沟的挖方量和塌陷区的填方量。

二、测量方案布置

本次测量采用TOPCON5"或5"以上全站仪。水沟周围地势平坦，采取在高程有明显变化的地点加密采点密度，平缓地点减少采点密度的方法来减少工作时间。由于塌陷区积水较深，最深处有3米左右，普通标杆长2至3米，无法满足需要，于是对3米长的标杆进行了加工改造，自制了一个长4米的标杆。同时考虑到要在水面乘船放置标杆，随意性较大，点位布置不均匀，在水塘四周每隔40米布置一个点，大致建立起40m×40m的方格网，使点位布置尽量均匀，提高测量计算精度。

三、全站仪外业数据采集

根据水塘和水沟周围的具体情况，在其周围分别布置了5个基本控制点，在每个基本控制点上架设全站仪，利用坐标测量模式，建立文件名，输入控制点的三维坐标及仪器高、棱镜高，采集点位的三维坐标，记录在全站仪中，及时绘制草图，标注测点点号。此次使用TOPCON全站仪共计收集数据水沟40多个，水塘100多个。测得的数据见表1：

四、计算机内业数据处理

(一)水沟挖方量计算

从外业采集的数据可以看出，水塘最低点为L18，高程+29.713。为将水塘的水全部引走，水沟挖方后的高程不能超过L18点，确定水沟挖方后高程H=+29.0m。由于水沟地势平坦，可采取水沟采集点平均高程作为地平高程H_地=30.56。因此：

水沟挖方量=(H_地-H)×水沟面积

=(30.56-29.0)×1980.2

=3089.1(立方米)

(二)水塘填方量计算

根据水塘复垦后作为农田的要求，我们取地形图上塌陷前地面各点高程的平均值作为水塘的地平高程H地=33.2。水塘最低点高程+29.713，最高点高程H14=+31.406，相差1.7左右。为尽量使的计算数据接近实际，本次计算利用CASSIO软件的土方计算功能，建立起数字高程模型，利用方格网法计算水塘的填方量。

方格网法计算土方量是根据实地测定的地面点坐标(X，Y，Z)和设计高程，通过生成方格网来计算每一个长方体的填挖方量，最后累计得到指定范围内填方和挖方的土方量，并绘出填挖方分界线。

由于要求的地平高程远远高于水塘内各点高程，实际计算中只存在填方量的计算。

首先用复合线画出所要计算土方的区域，一定要闭合，但是尽量不要拟合。因为拟合过的曲线在进行土方计算时会用折线迭代。影响计算结果的精度。

然后用鼠标点取“工程应用”菜单下的“方格网法土方计算”。屏幕上将弹出选择高程坐标文件的对话框，在对话框中选择所需坐标文件(全站仪保存的数据文件)。按照屏幕下方提示输入相应内容，最后即可得填方量约59万立方米。

运用同样得方法计算得到水沟挖方量3150.3方，与4.1中计算的数据较接近，因此此次计算水塘的填方量也是可信的。

五、结论

从本次测量工作过程，可以得出以下几点体会：

1.应用先进的数字测量技术，针对不同工作环境采用不同的计算方法，在满足精度要求的前提下。可以提高工作效率。

2.采用数字测量采集特征点时，对于起伏较大，变化明显的地段，要加密采点密度，而平坦地段，可适当减少采集数。

3.为准确建立数字高程模型，要详细绘制草图。