RTK測量結(jié)合CASS軟件在土石方施工中的應(yīng)用

邱麗旭

摘 要：本文主要探討利用先進(jìn)的移動GPS-RTK測量技術(shù)和南方測繪CASS繪圖軟件相結(jié)合，研究其在鐵路、公路等工程領(lǐng)域里土石方施工中的應(yīng)用。并主要研究探討RTK測量技術(shù)及數(shù)據(jù)的輸出整理和格式轉(zhuǎn)化、CASS軟件DTM法的三角網(wǎng)繪圖、采用DTM法在土石方填挖平衡時對比設(shè)計等這些新技術(shù)的結(jié)合和實(shí)際應(yīng)用前景，結(jié)合工程實(shí)例得出通過此技術(shù)的采用，不僅可以大大縮短建設(shè)施工周期，還保護(hù)了環(huán)境，既能大量節(jié)約工程施工中的人力物力，還創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

關(guān)鍵詞：RTK測量 CASS繪圖 DTM法

中圖分類號：P228 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2018）01（a）-0022-02

Abstract：This paper mainly discusses the application of advanced mobile GPS-RTK surveying technology and southern surveying and mapping CASS drawing software to study its application in earthwork construction in railway， highway and other engineering fields. And a major study on RTK measurement technology and data collection and output format conversion， CASS software DTM trigonometry， using DTM method to cut and fill balance when comparing these new technologies in the design of rock combination and application， combined with the engineering example is obtained by using this technology， not only can greatly shorten the construction cycle， protect the environment， can a lot of construction in the manpower saving， but also create more economic and social benefits.

Key Words：RTK measurement； CASS mapping software； DTM method

目前鐵路、公路等工程的土石方施工中，采用傳統(tǒng)的測量方法面臨著工程量大、占用技術(shù)人員多、耗費(fèi)時間長等問題。隨著GPS動態(tài)RTK技術(shù)和測繪CASS軟件技術(shù)的快速發(fā)展，為我們土方測量和填挖平衡設(shè)計工作帶來更多的選擇和方法[1]，本文結(jié)合長株潭城際鐵路長沙理工大學(xué)特大橋拌合站的設(shè)計及土方施工，對利用RTK測量技術(shù)結(jié)合CASS軟件在土石方施工中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

1 利用RTK測量原地面數(shù)據(jù)

長沙理工大學(xué)特大橋拌合站選擇在芙蓉南路右側(cè)和靠近特大橋中間，建設(shè)拌合站、鋼筋加工場及臨時施工駐地。此處為一“Y”型山間盆地，場地地形變化起伏較大，需要對山體進(jìn)行開挖并利用開挖土來填平坑塘。

GPS RTK測量技術(shù)是以載波相位觀測值為根據(jù)的實(shí)時差分測量技術(shù)[2]，它能夠?qū)崟r地提供測站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級精度，可滿足施工精度需要。

根據(jù)實(shí)際場地，我們建立一個臨時坐標(biāo)系，首先將GPS基站架設(shè)在的控制點(diǎn)上，連接好基站和流動站后進(jìn)行控制點(diǎn)的校正，滿足精度要求后，采用GPS-RTK測量模式，用電子手簿進(jìn)行地形數(shù)據(jù)的自動采集和記錄。用方格網(wǎng)法按10m的間距進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，在溝坎、塘等地形變化較大位置按5m間距加密采集，共采集了178個坐標(biāo)和高程點(diǎn)，并繪制了地形草圖，方便下一步根據(jù)測量結(jié)果對場地整平及拌合站布置提供優(yōu)化設(shè)計依據(jù)。

2 CASS軟件繪圖

CASS軟件是基于AutoCAD平臺開發(fā)的一套集地形、地籍、空間數(shù)據(jù)建庫、工程應(yīng)用、土石方計算等功能為一體的軟件系統(tǒng)，CASS系統(tǒng)提供了方格法、DTM法、等高線法和斷面法等豐富的土方計算方法，CASS系統(tǒng)具體自動生成圖形，界面直觀，計算準(zhǔn)確等特點(diǎn)。

2.1 數(shù)據(jù)處理

考慮到平整場地時的土方填挖平衡設(shè)計計算，我們采用了DTM法。先要把GPS-RTK采集的測量數(shù)據(jù)導(dǎo)到電腦里，并對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將點(diǎn)名稱、X、Y、H合并為一個單元格數(shù)據(jù)，下面以72～74號點(diǎn)為例：

72 "，，" 40.093 "，"73.438 "，" 0.795

73 "，，" 48.433 "，"72.776 "，" 0.115

74 "，，" 57.52 "，" 74.804 "，" 0.362。

特別注意是數(shù)據(jù)處理一定要在.txt文件格式里進(jìn)行，處理完成后保存時后綴名稱.txt改為后綴名稱.dat格式文件。

2.2 展點(diǎn)繪圖

打開CASS系統(tǒng)軟件，點(diǎn)擊“繪圖處理菜單/展高程點(diǎn)”命令，選擇.dat后綴格式文件，這樣采集的數(shù)據(jù)就可以展到CASS軟件里了[3]。點(diǎn)擊“等高線/建立DTM”命令，將數(shù)據(jù)點(diǎn)生成三角網(wǎng)（見圖1）。通過展點(diǎn)繪圖可以查詢到最高點(diǎn)為15.15m，最低點(diǎn)-3.13m，面積為26768.17m2。

3 拌合站的平面設(shè)計

因為有了拌合站場地的地形圖，我們就可以根據(jù)地形狀況和需求功能設(shè)計拌合站及臨時駐地的平面圖，從節(jié)約資金及環(huán)保方面考慮，場區(qū)平整時要充分考慮土石方調(diào)配平衡，充分利用場區(qū)及挖坡區(qū)域土石方資源，以節(jié)省工程造價[3]。據(jù)此我們圍繞拌合站為中心進(jìn)行設(shè)計，依坡勢建立四級臺階。經(jīng)過精心設(shè)計只需23545m2，減少臨時用地3222m2，節(jié)約資金18萬元。

4 利用CASS軟件對大臨土地平整設(shè)計及計算

由DTM模型來計算土方量是根據(jù)實(shí)地測量的地面點(diǎn)坐標(biāo)（X、Y、Z）和設(shè)計高程，通過生成三角網(wǎng)來計算每一個三棱錐的填挖方量，最后累計到指定范圍內(nèi)的填方和挖方的土方量，并繪出填挖分界線。把拌合站、存料區(qū)、鋼筋加工區(qū)和生活辦公區(qū)等4個功能區(qū)設(shè)計平面圖合并到已繪制的地形圖上。為盡量減少土石方工程量，所以也據(jù)此設(shè)計了4個高程。用鼠標(biāo)點(diǎn)取“工程應(yīng)用”菜單下“DTM法土方計算”子菜單中的“依圖上的三角網(wǎng)計算”，輸入平整的目標(biāo)高程，然后在圖上選取三角網(wǎng)，回車后屏幕上就顯示填挖方量，同時圖上會繪出所分析的三角網(wǎng)、填挖方的分界線。

據(jù)此方法逐步進(jìn)行高度對應(yīng)填挖土方量進(jìn)行比選，最終確定各個功能區(qū)的高差。材料場和拌合站為第一臺階，高差為1.12m，拌合站和鋼筋加工場為第二臺階高差0.76m，鋼筋加工場和辦公生活區(qū)為第三個臺階高0.83m。設(shè)計高差精確到cm，每1cm可影響土方236m3的填挖。經(jīng)過優(yōu)化計算，大臨施工減少了70800m3的開挖，提前17天完成了拌合站及其他臨建建設(shè)。

5 結(jié)語

GPS-RTK測量技術(shù)，可快速采集數(shù)據(jù)，不受距離、場地等限制，沒有誤差累積；CASS軟件系統(tǒng)可自動繪制出填挖平衡線，而且可以采集填挖平衡線上的點(diǎn)位坐標(biāo)，現(xiàn)場進(jìn)行放樣，便于施工[4]。采用RTK測量結(jié)合CASS軟件技術(shù)進(jìn)行場地平整設(shè)計，計算土石方工程量簡單、快捷、計算準(zhǔn)確，不但提高了施工效率，而且經(jīng)濟(jì)效益明顯，值得在其他土石方開挖施工中推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 盧耀方.利用RTK技術(shù)和南方CASS軟件測量和計算路基土方工程量方法的解析[J].甘肅科技，2016（12）：67-68.

[2] 高秀娟，應(yīng)用GPS RTK進(jìn)行公路土方工程測量及計算[J].黑龍江科技信息，2010（34）：20.

[3] 蔡劍波，羅勝.深圳某工廠土方平衡工程設(shè)計實(shí)例分析[J].市政技術(shù)，2010（5）：130-132.

[4] 張本平.基于全站儀和CASS軟件的土石方量計算[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2011（23）：120-122.