一种施工现场土方量测定系统技术方案

本实用新型专利技术属于施工现场堆积土方量外运管理技术领域，为了能快速、准确地计量土方，本实用新型专利技术提供了一种施工现场土方量测定系统，包括坐标采集模块、坐标信息录入模块、数据存储文件转换模块和土方计算模块，所述的坐标采集模块包括全站仪和对中杆棱镜，土方四周设有若干控制点，各控制点与全站仪的架设位置对应，各控制点对应的小坐标系采集点的集合覆盖土方边界。本实用新型专利技术充分利用合理的数据采集方式，VB编程Excel宏技术，南方CASS软件，减小了人为处理数据及输入负担，达到自动化目的，同时提高了土方计算精度。本系统高效率且操作步骤简单，便于施工现场堆积土方量外运的科学管理，避免因土方量计算误差带来的经济损失，节约成本，保证工期。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于施工现场堆积土方量外运管理
，具体涉及一种施工现场土方量测定系统。
技术介绍
随着我国基础建设的大力发展，隧道、桥梁、路基等工程逐渐步入了高速发展的轨道。在各项土建工程施工的过程中，施工现场会堆积大量土方，土方量的存在不仅影响施工环境的美观，而且对临近基坑及构筑物产生附加压力威胁施工安全。为此，需要联系专业土方队伍移运土方量，而土方队伍依据土方量的多少进行收费。现场土方量传统的计算方法主要是通过有效的测量手段，采集各类坐标及高程信息，将坐标信息导入CAD并划分不同块依据CAD命令计算出不同块面积的大小，再结合适当的放坡系数及相应高程，利用体积公式进行计算。传统的土方量计算方法，在不同块划分、放坡系数确定方面，人为因素影响大，造成计算土方量偏大的事时有发生，给项目部带来成本负担。若利用专业软件计算土方量，其理论基础为断面法、方网格法等，采用三角形、矩形、正方形等细分断面，利用三角棱柱体、矩形体等体积公式进行叠加，精确度高。但是，必须耗费时间将采集的各类高程信息手动输入，费时费力。
技术实现思路
本技术为了能快速、准确地计量土方，提供了一种施工现场土方量测定系统。本技术采用如下技术方案：一种施工现场土方量测定系统，包括坐标采集模块、坐标信息录入模块、数据存储文件转换模块和土方计算模块，所述的坐标采集模块包括全站仪和对中杆棱镜，全站仪的架设位置与土方四周的控制点一一对应，各控制点对应的小坐标系采集点的集合覆盖土方边界。所述采集点中的任意两点间隔为2-4米。所述中杆棱镜包括对中杆和棱镜头，对中杆采用伸缩结构。本技术具有如下有益效果：1、本技术采用全站仪及徕卡对中杆棱镜，利用小坐标系采集土方各点，数据可靠，精度满足测量要求。2、本技术在输入数据环节，减小了人为处理数据及输入负担，达到自动化目的；3、利用南方CASS软件，提高了土方计算精度，避免人为土方划分、放坡系数确定带来的计算误差，造成的多余经济负担，节约了成本。附图说明图1本技术各模块关系示意图；图2本技术的坐标采集示意图；图3为本技术的计算流程图；图4为工程实例计算结果图；图中：1-全站仪位置Ⅰ、2-全站仪位置Ⅱ、3-土方、A-控制点Ⅰ、B-控制点Ⅱ。具体实施方式一种施工现场土方量测定系统，包括坐标采集模块、坐标信息录入模块、数据存储文件转换模块和土方计算模块。其中，坐标信息录入模块、数据存储文件转换模块和土方计算模块都在同一计算机上操作，要求为可安装Excel及南方CASS软件、windows2000操作系统以上的计算机。施工现场土方量测定系统各模块关系见附图1，坐标采集模块将全站仪数据记录卡放入读卡器中，通过读卡器连接计算机，Excel宏处理，即坐标信息录入模块，Excel操作界面作为坐标采集模块与坐标信息录入模块的联系方式；进入数据存储文件转化模块，保存处理后数据为.dat格式文件于计算机桌面上；最终，计算机桌面的.dat文件在南方CASS软件中打开，作为数据存储文件转化模块与土方计算模块的联系方式。所述的坐标采集模块包括全站仪和对中杆棱镜，全站仪要求具有三维坐标采集及储存功能且数据能传输，如徕卡TCRA1201+R400系列（只能测边角的经纬仪不适用）；对中杆棱镜，要求量程2.10m能自由伸缩的对中杆及配套棱镜头（避免阴面遮挡，导致点位采集补全）。通过中杆棱镜置点，由全站仪采集点位，坐标存储在全站仪的数据记录卡内，如图2所示。土方四周设有两个控制点，即控制点Ⅰ和控制点Ⅱ，根据控制点的位置变化全站仪的架设位置，此时，全站仪对应的架设处为位置Ⅰ、位置Ⅱ，全站仪采用小坐标系，两控制点对应的小坐标系采集点的集合覆盖土方边界，保证覆盖土方边界盲区。在小坐标的前提下，若所选全站仪的架设位置能一次性采集各点，则架设一站即可。所述的坐标信息录入模块为通过读卡器将采集数据显示在Excel上，利用Excel宏功能筛选采集的坐标数据。进入数据存储文件转换模块，将坐标信息录入模块的数据存入TXT文本文档,关闭文档将后缀改为.dat。所述的土方计算模块，是利用了南方CASS软件，该软件可进行土方量计算、断面图绘制、公路曲线设计等工程应用。由南方CASS土方软件打开该dat文件，计算土方量。具体计量过程为：A0.选取全站仪合适的架设位置，采用小坐标系，若全站仪位置满足土方各点采集的条件，可直接对各点采集；若存在采集盲区，则需要根据地形设置两个以上的相对控制点，架设多站尽可能的覆盖盲区，采集数据，保证采集点结合能覆盖整个土方边界；A1.在选取的点位上放置对中杆棱镜，由全站仪采集各点三维坐标数据，计算高程时减去对中杆棱镜高度。选取点位原则：任意两点间间隔易为2~4米之间；土方边界适当多的选取点位，便于土方边界的确定；土方发生起伏处应加密选点。B0.Excel宏功能。由于南方CASS软件对选取坐标数据有固定格式（X，Y，Z），其中X、Y为小坐标系中的平面坐标，Z为高程。而全站仪导出的坐标数据格式不符合软件要求，还存在不需要的其他数据信息，如时间、空格、采集点位数量等。所述Excel宏针对Excel行列设计的，包括删除多余行列命令、删除空格字符命令、添加逗号命令等；B1.利用读卡器拷贝全站仪数据,导入Excel中，开启Excel宏文件，选取编制的VB程序，运行程序得到所需数据格式；C．将步骤B的数据存入TXT文本文档,关闭文档将后缀改为.dat。D1.开启CASS软件，点击“展高程点”，导入步骤C中生成的.dat文件；D2.命令栏输入pl（样条曲线命令），选取边界点，输入c（闭合命令）形成模型边界，边界应尽量包含更多的点；D3.选取“方格网法土方计算”，在“输入高程坐标数据文件名”中导入步骤C中生成的.dat文件；D4.输入格网宽度；D5.显示计算结果。结合附图及实例，对本技术的具体实施方式作进一步说明：1.工程背景景明佳园站是宁和城际线的中间站，位于规划花神大道与龙西路交叉路口，车站呈东西走向，横跨花神大道。车站起止里程为DK2+181.906～DK2+361.906，车站外包总长180.00m，为地下二层岛式站台车站，靠近景明佳园小区一侧局部采用地下三层设计。车站共设4个出入口、2组风亭和1个消防疏散通道。车站标准段宽19.2m、深16.50m，盾构井段基坑宽23.6m，小里程端基坑深21.79m，大里程端基坑深17.74m。由于前期拆迁，现场堆积大量建筑垃圾及土方，需要外运，本例为花神大道西侧建筑垃圾及土方计算。2.坐标采集土方坐标采集模块A具有全站仪和对中杆棱镜两个测量仪器。全站仪架设的原则是尽量多的采集堆积土方各点，在小坐标系的前提下，所选架设位置若能一次性采集各点，则架设一站即可；若不能时，需要多次变换架设位置，此时需要设置两个以上相对控制点。对中杆棱镜在堆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种施工现场土方量测定系统，其特征在于：包括坐标采集模块、坐标信息录入模块、数据存储文件转换模块和土方计算模块，所述的坐标采集模块包括全站仪和对中杆棱镜，全站仪的架设位置与土方四周的控制点一一对应，各控制点对应的小坐标系采集点的集合覆盖土方边界。

【技术特征摘要】
1.一种施工现场土方量测定系统，其特征在于：包括坐标采集模块、坐标信息录入模块、数据存储文件转换模块和土方计算模块，所述的坐标采集模块包括全站仪和对中杆棱镜，全站仪的架设位置与土方四周的控制点一一对应，各控制点对应的小坐标系采集点的集合覆盖土方边...

【专利技术属性】
技术研发人员：李达昌，成云，龚军平，李拥政，
申请(专利权)人：中铁三局集团华东建设有限公司，中铁三局集团有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32