摘 要：大型露天煤礦采剝量計(jì)算是關(guān)系到施工單位與建設(shè)單位利益的關(guān)鍵工作。CASS9.1軟件能高效快捷成圖并計(jì)算出剝離土石方工程量，解決工程量存在的糾紛與爭(zhēng)議，得到各方的認(rèn)可。以內(nèi)蒙古錫林郭勒盟賀斯格烏拉露天煤礦土石方剝離量復(fù)核驗(yàn)收測(cè)量為例，淺析CASS9.1軟件在大型露天礦坑土方量計(jì)算中的計(jì)算步驟及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：CASS9.1；DTM法；土石方剝離量

引言

土石方剝離量計(jì)算是露天煤礦采掘工程量預(yù)算、編制施工組織設(shè)計(jì)和合理安排施工現(xiàn)場(chǎng)的重要依據(jù)，土石方計(jì)算的正確與否直接關(guān)系到施工單位和委托單位的利益，也會(huì)影響工程的后續(xù)施工。因此，如何利用外業(yè)采集的碎部點(diǎn)數(shù)據(jù)精確計(jì)算出土石方量已成為了參與工程各方日益關(guān)心的問(wèn)題。

南方CASS9.1軟件是廣東南方數(shù)碼科技有限公司基于AUTOCAD平臺(tái)技術(shù)開(kāi)發(fā)的地形地籍成圖軟件，其土石方量計(jì)算功能得到業(yè)內(nèi)廣泛應(yīng)用，并有各種工程領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例，獲得了較為滿意的成果。本文通過(guò)將CASS9.1軟件應(yīng)用于內(nèi)蒙古錫林郭勒盟賀斯格烏拉露天煤礦剝離量復(fù)核驗(yàn)收測(cè)量為例，淺析CASS9.1軟件在大型露天煤礦土石方剝離量計(jì)算中的應(yīng)用。

1 工程概況

內(nèi)蒙古賀斯格烏拉煤礦位于錫林郭勒盟烏拉蓋管理區(qū)，該礦探明儲(chǔ)量達(dá)11.2億噸，設(shè)計(jì)規(guī)模年產(chǎn)達(dá)1500萬(wàn)噸。該煤礦處于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)煤炭規(guī)劃區(qū)，也是內(nèi)蒙古自治區(qū)及錫林郭勒盟大力建設(shè)烏拉蓋能源化工基地的重要原料基地。

賀斯格烏拉煤礦共有兩個(gè)采區(qū)，其中二采區(qū)占地約1.8km3，采坑內(nèi)最低平臺(tái)距坑外原始地表高差達(dá)到90米。自2010年項(xiàng)目開(kāi)工至今已經(jīng)基本完成土石方剝離工作，露煤區(qū)已產(chǎn)出少量原煤。此次由第三方完成的土石方剝離量測(cè)量計(jì)算成為復(fù)核這三年土方測(cè)量工作的重要依據(jù)。

2 CASS9.1軟件的應(yīng)用

CASS9.1軟件計(jì)算土方量有方格網(wǎng)法、斷面法、等高線法和DTM法等，其中各種方法都有其適用的條件。方格網(wǎng)法適用于高差不大的平坦地區(qū)，其優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算模型簡(jiǎn)單、計(jì)算結(jié)果直觀以及速度較快。但缺點(diǎn)是，在地形復(fù)雜地區(qū)計(jì)算精度較低。斷面法一般適用于道路土方的平整計(jì)算。等高線法只適用于白紙圖掃描后的矢量化圖，因其要求圖內(nèi)等高線必須是閉合的，所以一般很少采用。DTM法是靠建立三角網(wǎng)來(lái)計(jì)算土石方的，三角網(wǎng)構(gòu)建好之后，用生成的三角網(wǎng)來(lái)計(jì)算每個(gè)三棱柱的填挖方量，最后累積得到指定范圍內(nèi)的填方和挖方量。因此，對(duì)于地形極其復(fù)雜的情況使用基于DTM的三角網(wǎng)法是精度最高的。本次工程中依然使用了DTM法中的計(jì)算兩期間土方功能。

2.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。利用GPS-RTK儀器現(xiàn)場(chǎng)采集露天礦坑范圍內(nèi)的所有地形特征點(diǎn)。碎部點(diǎn)采集的精確度直接影響到土方計(jì)算的精度，因此技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)要求采集點(diǎn)位平均距離不能超過(guò)15m，并且要注意盡量消除現(xiàn)場(chǎng)積雪對(duì)采集真實(shí)地表信息的影響。之后將現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)導(dǎo)入至計(jì)算機(jī)中，并展會(huì)到CASS9.1軟件內(nèi)。

2.2 三角網(wǎng)建立。將展會(huì)在圖內(nèi)的高程點(diǎn)組成三角網(wǎng)，建立DTM。通過(guò)加入地性線和重組三角網(wǎng)等方法對(duì)不合理的三角網(wǎng)進(jìn)行重新組合，直至DTM所生成的等高線能真實(shí)地表達(dá)測(cè)區(qū)的地表信息。最后對(duì)已修好的三角網(wǎng)成果進(jìn)行保存，生成后綴為SJW的文件。

2.3 土方量計(jì)算。露天礦開(kāi)挖之前的地形圖以及三角網(wǎng)成果由礦方提供。開(kāi)挖之前測(cè)區(qū)地形較為平坦，三角網(wǎng)組網(wǎng)合理，因此原始地形的DTM成果可以直接利用。之后，以CASS9.1軟件中計(jì)算兩期間土方功能分別選取原始三角網(wǎng)和實(shí)測(cè)三角網(wǎng)文件，計(jì)算出露天礦總挖方量和填方量。

3 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

3.1 DTM法計(jì)算的不足之處是計(jì)算速度較慢。尤其是計(jì)算兩期間土方時(shí)需要逐個(gè)比較二期三角網(wǎng)與一期三角網(wǎng)之間的重疊區(qū)域，再對(duì)每個(gè)重疊三棱柱的體積進(jìn)行計(jì)算累加，因此算量比較大。本次二期土方計(jì)算中共計(jì)算了DTM三角網(wǎng)126661個(gè)，平均用時(shí)10分鐘左右，生成的后綴為log文件達(dá)到17MB。當(dāng)軟件開(kāi)始計(jì)算并顯示無(wú)響應(yīng)時(shí)可查看系統(tǒng)在三角網(wǎng)存放目錄下生成的dtmtf.log文件，該文件大小在不停地變化表示軟件正在進(jìn)行計(jì)算。等到計(jì)算完畢，便會(huì)彈出土方計(jì)算成果表。

3.2 計(jì)算二期間土方時(shí)對(duì)測(cè)區(qū)邊界沒(méi)有太嚴(yán)苛的要求。如本次工程中可在采坑外圍適當(dāng)距離內(nèi)采集高程點(diǎn)，并參加土石方量計(jì)算。二期土方計(jì)算只是對(duì)現(xiàn)狀與原始地貌之間重疊部分進(jìn)行計(jì)算，而采坑范圍外只有填土作業(yè)，因此計(jì)算出的挖方量便是采坑范圍內(nèi)的真實(shí)土石挖方量。通過(guò)ARCGIS軟件生成了這二期間的土方填挖量效果圖，從中很明顯地識(shí)別出了填方只出現(xiàn)在了采坑外圍。

3.3 通過(guò)清華山維EPS2003軟件對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立計(jì)算，驗(yàn)證了南方CASS9.1軟件計(jì)算成果的可靠性。兩種軟件計(jì)算成果只相差1603m3，占到總體積0.00221%。

4 結(jié)語(yǔ)

在大型露天煤礦土石方剝離量計(jì)算中利用CASS9.1軟件的兩期間土方計(jì)算功能是可行且有效的。同時(shí)應(yīng)保證外業(yè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和三角網(wǎng)的加密修繕，只有這樣才能計(jì)算出更加貼近真實(shí)的土石方量。

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作者簡(jiǎn)介：徐劭俠（1984-），女，陜西藍(lán)田人，學(xué)士學(xué)位，任助理測(cè)繪工程師。