倪翔

摘要：土石方計(jì)算是貫穿設(shè)計(jì)全過(guò)程的重要內(nèi)容，是工程造價(jià)的重要組成部分。傳統(tǒng)土石方計(jì)算方法在可研及方案研究階段主要根據(jù)路基面頂寬、路基體長(zhǎng)度進(jìn)行估算，精度有待提高。而在初步設(shè)計(jì)及施工圖階段，需在外業(yè)隊(duì)測(cè)出的地面線上進(jìn)行橫斷面設(shè)計(jì)，并取前后斷面的平均數(shù)進(jìn)行累加，以此來(lái)得出較為準(zhǔn)確的土方量。復(fù)雜地形車站由于斷面多且復(fù)雜，在這些計(jì)算過(guò)程中的效率更為低下了。因此，研究地形復(fù)雜車站土石方計(jì)算對(duì)提高工作效率有著極為重要的意義。

關(guān)鍵詞：土石方計(jì)算;工程造價(jià);橫斷面

1 引言

可研站場(chǎng)土石方數(shù)量計(jì)算工序主要有四步：準(zhǔn)備站場(chǎng)平面、線路縱斷面→頂寬、路基體長(zhǎng)度、填挖高確定→Excel表計(jì)算→檢算與復(fù)核。施工圖則細(xì)化為五個(gè)工序：準(zhǔn)備站場(chǎng)平面、外業(yè)隊(duì)測(cè)繪地面線→繪制橫斷面→量面積→Excel表計(jì)算→檢算與復(fù)核。

調(diào)查多個(gè)國(guó)鐵項(xiàng)目得到兩臺(tái)四線復(fù)雜地形車站的土石方數(shù)量計(jì)算時(shí)間在可研階段平均為5.1h，施工圖階段為132.8h。通過(guò)相關(guān)文獻(xiàn)歸類整理、樹(shù)狀圖分析，總結(jié)出影響土石方計(jì)算效率的五大因素：部分人員缺少經(jīng)驗(yàn)、填挖高需人工計(jì)算、橫斷面繪制耗時(shí)長(zhǎng)、橫斷面量面積耗時(shí)長(zhǎng)以及設(shè)計(jì)方案不穩(wěn)定。

2 要因確認(rèn)

末端因素一：部分人員經(jīng)驗(yàn)不足

確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)：部分人員因經(jīng)驗(yàn)不足造成的額外耗時(shí)對(duì)癥結(jié)的影響程度大于15%。

確認(rèn)過(guò)程：對(duì)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行調(diào)查，將其按照土石方計(jì)算設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)平均分成兩組，第一組經(jīng)驗(yàn)豐富，第二組缺少經(jīng)驗(yàn)。隨后兩組設(shè)計(jì)人員對(duì)同一個(gè)兩臺(tái)四線車站進(jìn)行土石方工程數(shù)量進(jìn)行計(jì)算。

調(diào)查顯示，經(jīng)驗(yàn)豐富的一組比缺少經(jīng)驗(yàn)的一組計(jì)算時(shí)間分別平均少0.6h和16.4h，缺少經(jīng)驗(yàn)造成的額外耗時(shí)/癥結(jié)耗時(shí)=0.6/5.1≈11.8%，16.4/132.8≈12.3%，對(duì)本課題癥結(jié)影響較小。

確認(rèn)結(jié)論：該因素不是要因。

末端因素二：填挖高、數(shù)據(jù)處理需人工計(jì)算

確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)：縱坡手工計(jì)算對(duì)癥結(jié)的影響程度大于15%。

確認(rèn)過(guò)程：對(duì)蘭合、銀西鐵路項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)查確認(rèn)，設(shè)計(jì)人員在可研階段均結(jié)合縱斷面人工確認(rèn)填挖高。小組以項(xiàng)目中劉家峽站、臨夏站、甜水堡站、永壽西站、曲子站五個(gè)車站為樣本進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)手工計(jì)算測(cè)試。測(cè)試結(jié)果顯示車站人工計(jì)算均耗時(shí)達(dá)2.2h，手工計(jì)算耗時(shí)/平均耗時(shí)=2.2/5.1≈43.1%，影響程度大。

確認(rèn)結(jié)論：該因素是要因。

末端因素三：橫斷面繪制耗時(shí)長(zhǎng)

確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)：確定橫斷繪制耗時(shí)對(duì)癥結(jié)的影響程度大于15%;

確認(rèn)過(guò)程：對(duì)蘭合、銀西鐵路項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)查確認(rèn)，設(shè)計(jì)人員在可研階段均結(jié)合縱斷面人工確認(rèn)填挖高。小組以項(xiàng)目中劉家峽站、臨夏站、甜水堡站、永壽西站、曲子站五個(gè)車站為樣本進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)橫斷面繪制測(cè)試。測(cè)試結(jié)果顯示單個(gè)兩臺(tái)四線車站中確定橫斷面繪制的平均時(shí)間為97.4h，確定橫斷面平均耗時(shí)/總耗時(shí)=97.4/132.8=73.3%。影響程度較大。

確認(rèn)結(jié)論：該因素是要因。

末端因素四：橫斷面量面積耗時(shí)

確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)：確定橫斷繪制耗時(shí)對(duì)癥結(jié)的影響程度大于15%;

確認(rèn)過(guò)程：對(duì)蘭合、銀西鐵路項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)查確認(rèn)，設(shè)計(jì)人員在繪制完橫斷面后手工量面積，小組以項(xiàng)目中劉家峽站、臨夏站、甜水堡站、永壽西站、曲子站五個(gè)車站為樣本進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)橫斷面量面積測(cè)試。測(cè)試結(jié)果顯示單個(gè)兩臺(tái)四線車站中確定橫斷面繪制的平均時(shí)間為21.6h，確定橫斷面平均耗時(shí)/總耗時(shí)=21.6/132.8=16.3%，影響程度較大。

確認(rèn)結(jié)論：該因素是要因。

末端因素五：設(shè)計(jì)方案不穩(wěn)定

確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)：因方案不穩(wěn)定所造成的額外耗時(shí)對(duì)癥結(jié)的影響程度大于15%;

確認(rèn)過(guò)程：小組成員對(duì)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)因方案不穩(wěn)定會(huì)造成一定的額外耗時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試蘭合、天平項(xiàng)目中家峽站、臨夏站、甜水堡站、永壽西站、曲子站5個(gè)兩臺(tái)四線車站因方案不穩(wěn)定造成的額外耗時(shí)。測(cè)試結(jié)果顯示每臺(tái)兩臺(tái)四線車站因方案不穩(wěn)定造成的額外耗時(shí)平均為4.8h，方案不穩(wěn)定造成的額外耗時(shí)/癥結(jié)耗時(shí)=4.8/132.8=3.6%，影響程度較小。

綜上所述，確定的要因如下：填挖高需人工計(jì)算、橫斷面量面積及繪制耗時(shí)長(zhǎng)。

3 對(duì)策

針對(duì)“填挖高及數(shù)據(jù)處理需人工計(jì)算”這一要因，利用Matlab設(shè)計(jì)程序：

（1）新的程序功能能夠?qū)崿F(xiàn)填挖高自動(dòng)提取識(shí)別

（2）識(shí)別填挖高后，自動(dòng)計(jì)算土方。

蟻群迭代路徑圖如圖3-1所示。

針對(duì)“橫斷面繪制、量面積耗時(shí)長(zhǎng)”這一要因，采取以下兩個(gè)措施：利用Railstation軟件功能自動(dòng)設(shè)計(jì)橫斷面;將最終土方計(jì)算結(jié)果輸出為Excel表。如圖3-2，3-3所示。

經(jīng)檢驗(yàn)，均達(dá)到了設(shè)定目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了高程讀取時(shí)間≤10min;土方計(jì)算時(shí)間≤10min，對(duì)策效果良好。

4 總結(jié)

本文利用科學(xué)方法，多維度探尋了影響站場(chǎng)復(fù)雜車站計(jì)算效率的因素，并制定了相應(yīng)措施來(lái)提高計(jì)算效率，通過(guò)時(shí)實(shí)際項(xiàng)目驗(yàn)證了措施的合理性及有效性。

基金號(hào)：蘭州財(cái)經(jīng)大學(xué)青年項(xiàng)目“甘肅省營(yíng)商環(huán)境優(yōu)化研究”（Lzufe2020D-004）