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矿建工程土方计算方法使用条件及优化措施 　　摘 要：土方工程在矿井基建中所占资金比例较高，对场地竖向布置影响较大，所以在建矿过程中选择科学合理的土方计算方法对节省人力、物力和财力具有重大的意义。本文首先简单介绍了我国的矿井在建设过程中常用到的土方计算方法以及这些方法的优缺点，然后针对这些方法相应的提出了一些优化措施。 　　关键词：矿井基建；土方计算；优化措施 　　中图分类号：TU198 文献标识码：A 　　1 前言 　　众所周知，我国是一个煤炭大国，储量排名世界第二，煤炭产量连续多年稳居世界第一。煤炭行业高额利润的吸引下，我国众多实力雄厚的公司把大量的资金投到了这个行业里，所谓有投入就会有消耗，矿井基建占据了超过半数的投资资金，如何在这一环节优化传统基建方式、采用新技术、新工艺来节省资金消耗，以取得更大的利润和更高效的产值，成了大家探讨并关注的焦点。土方工程作为矿井基建的重要工作，在基建过程中起着不可或缺的作用，因此合理的完善土方建设，成了人们首要考虑的方面。 　　2 我国的矿井在建设过程中常用到的土方计算方法 　　在矿井的建设施工前，首先要做的经常是对其项目进行土方量的计算，这也是合理安排工序、分配人员和设备的重要依据，科学的计算能够更好的与实际施工符合，从而促进工程的顺利完工。这一步骤也直接影响着矿井的方案投资计划，不同的地形地貌要第一时间选择最合理的计算方式，以确保计算的精准度。随着矿井基建的工序和土（石）方量计算精度要求越来越高，传统的计算方法（如最小二乘法、加权平均法）已不能满足需要，借助土方计算软件完成土方设计和施工验收成为矿井基建的首选，使用较多的计算方法有：截面法和DTM（包括方格网、三角网）。 　　2.1 截面法在计算土方上的的适用情况及优缺点 　　截面法计算方式适用于场地地形变化均匀及设计挖填深度较大的，尤其是道路、铁路、河道、渠道等带状、狭长的土方类工程，其优点操作简单、结果直观。精确度受到选取地段长度的影响，一般长度越小，精确度越高。但是缺点在于相邻两个断面之间的地形起伏情况无???如实表达，尤其是中间有局部突变的地形时，计算误差会加大。另外从实际工作中发现，矿井工业场地往往受地形所限无法布置为规整的矩形或长条形，地形等高线变化情况也较复杂，断面线及角度的选择不当会直接影响整体计算精度，场地中有多角度出现时，又会形成不便计算的三角地带。对于要求精度较高的工程，缩小截面之间的间距后计算量明显增大。 　　2.2 方格网法在计算土方上的的适用情况及优缺点 　　方格网法计算土方量首先通过四角的高度算出平均高程，然后通过制定方格的面积测算出挖除土方的体积。方格网法计算简单直观，便于操作，适用于地形起伏较小，坡度变化平缓的地面。土方量的统计可分行、列分别汇总。缺点在于场地设计标高及坡度难统一，局部需逐点手调，网格的大小和形状也要根据地块边缘形状和面积进行手动调整，如场地台阶边缘，同一点存在上、下两个设计标高等情况，增加了设计人员的调整工作量。 　　2.3 计算机软件的在土方工程应用中的优缺点 　　目前应用较多的土方计算软件较多，但基本原理大同小异。首先采集自然标高信息，再布置方格网或断面线，输入设计标高及坡度，调整计算参数，最后得出计算结果。计算机算土方优点是计算速度快，结果准确，简明易操作，有效减少了繁琐计算；缺点在于受原始数据样本质量的影响较大。如原始数据和采集数据的精密度，若增加采集的密度，则增加了人力物力的消耗，若减少数据采集的密度，则可能因为某一个数据的遗漏造成整体的计算结果产生偏差，为施工建设人员调配，设备准备等工作带来不可估量的损失。 　　3 针对上述常用计算土方方法提出相应的优化措施 　　3.1 将截面法强化延伸 提高其精确度 　　截面法因为截面数据资源没有得到充分利用，两个相邻截面不平行断面之间的距离难以找到合适的值，计算结果常常会有偏差。笔者根据以往经验和相关文献，认为采用三角形组网截面法对于精确度要求较高的土方量计算工程较为合适，虽然较之前的截面法操作起来和计算起来相对繁琐，但是结合当今强有力的计算机运算软件，相信一定能够相关运算。 　　三角形组网截面法适用于计算不平行截面的土方量，克服了普通截面法的缺点，对于起伏地面效果显著，其原理是将相邻截面上采集到的地形特征点按照一定规则组成相互连接但是互不重叠的三角形网格，当相邻断面长度相近时，相邻截面上的特征点按照最近原则，组成边长最小的完整覆盖截面区域的连续不规则三角形网格面；当相邻截面长度较大时，可以按照缩放比例缩放其中的一条截面长度后，再按照规则组成三角形网面。然后，从地表每个三角形的顶点垂直向上或者向下做垂线，直到与设计挖掘面相交，形成多个三棱柱，通过计算找到合理的各个交点的高程，最后分别算出每个三棱柱的体