提升地形復(fù)雜車站站場土石方計算效率

倪翔

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

關(guān)鍵詞：土石方計算;工程造價;橫斷面

1 引言

可研站場土石方數(shù)量計算工序主要有四步：準(zhǔn)備站場平面、線路縱斷面→頂寬、路基體長度、填挖高確定→Excel表計算→檢算與復(fù)核。施工圖則細(xì)化為五個工序：準(zhǔn)備站場平面、外業(yè)隊測繪地面線→繪制橫斷面→量面積→Excel表計算→檢算與復(fù)核。

調(diào)查多個國鐵項目得到兩臺四線復(fù)雜地形車站的土石方數(shù)量計算時間在可研階段平均為5.1h，施工圖階段為132.8h。通過相關(guān)文獻歸類整理、樹狀圖分析，總結(jié)出影響土石方計算效率的五大因素：部分人員缺少經(jīng)驗、填挖高需人工計算、橫斷面繪制耗時長、橫斷面量面積耗時長以及設(shè)計方案不穩(wěn)定。

2 要因確認(rèn)

末端因素一：部分人員經(jīng)驗不足

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

確認(rèn)過程：對設(shè)計人員進行調(diào)查，將其按照土石方計算設(shè)計經(jīng)驗平均分成兩組，第一組經(jīng)驗豐富，第二組缺少經(jīng)驗。隨后兩組設(shè)計人員對同一個兩臺四線車站進行土石方工程數(shù)量進行計算。

調(diào)查顯示，經(jīng)驗豐富的一組比缺少經(jīng)驗的一組計算時間分別平均少0.6h和16.4h，缺少經(jīng)驗造成的額外耗時/癥結(jié)耗時=0.6/5.1≈11.8%，16.4/132.8≈12.3%，對本課題癥結(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)處理需人工計算

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

確認(rèn)過程：對蘭合、銀西鐵路項目進行調(diào)查確認(rèn)，設(shè)計人員在可研階段均結(jié)合縱斷面人工確認(rèn)填挖高。小組以項目中劉家峽站、臨夏站、甜水堡站、永壽西站、曲子站五個車站為樣本進行現(xiàn)場手工計算測試。測試結(jié)果顯示車站人工計算均耗時達2.2h，手工計算耗時/平均耗時=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：橫斷面繪制耗時長

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

確認(rèn)過程：對蘭合、銀西鐵路項目進行調(diào)查確認(rèn)，設(shè)計人員在可研階段均結(jié)合縱斷面人工確認(rèn)填挖高。小組以項目中劉家峽站、臨夏站、甜水堡站、永壽西站、曲子站五個車站為樣本進行現(xiàn)場橫斷面繪制測試。測試結(jié)果顯示單個兩臺四線車站中確定橫斷面繪制的平均時間為97.4h，確定橫斷面平均耗時/總耗時=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

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

確認(rèn)過程：對蘭合、銀西鐵路項目進行調(diào)查確認(rèn)，設(shè)計人員在繪制完橫斷面后手工量面積，小組以項目中劉家峽站、臨夏站、甜水堡站、永壽西站、曲子站五個車站為樣本進行現(xiàn)場橫斷面量面積測試。測試結(jié)果顯示單個兩臺四線車站中確定橫斷面繪制的平均時間為21.6h，確定橫斷面平均耗時/總耗時=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對癥結(jié)的影響程度大于15%;

確認(rèn)過程：小組成員對設(shè)計人員進行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)因方案不穩(wěn)定會造成一定的額外耗時，現(xiàn)場測試蘭合、天平項目中家峽站、臨夏站、甜水堡站、永壽西站、曲子站5個兩臺四線車站因方案不穩(wěn)定造成的額外耗時。測試結(jié)果顯示每臺兩臺四線車站因方案不穩(wěn)定造成的額外耗時平均為4.8h，方案不穩(wěn)定造成的額外耗時/癥結(jié)耗時=4.8/132.8=3.6%，影響程度較小。

綜上所述，確定的要因如下：填挖高需人工計算、橫斷面量面積及繪制耗時長。

3 對策

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

（1）新的程序功能能夠?qū)崿F(xiàn)填挖高自動提取識別

（2）識別填挖高后，自動計算土方。

蟻群迭代路徑圖如圖3-1所示。

針對“橫斷面繪制、量面積耗時長”這一要因，采取以下兩個措施：利用Railstation軟件功能自動設(shè)計橫斷面;將最終土方計算結(jié)果輸出為Excel表。如圖3-2，3-3所示。

經(jīng)檢驗，均達到了設(shè)定目標(biāo)，實現(xiàn)了高程讀取時間≤10min;土方計算時間≤10min，對策效果良好。

4 總結(jié)

本文利用科學(xué)方法，多維度探尋了影響站場復(fù)雜車站計算效率的因素，并制定了相應(yīng)措施來提高計算效率，通過時實際項目驗證了措施的合理性及有效性。

基金號：蘭州財經(jīng)大學(xué)青年項目“甘肅省營商環(huán)境優(yōu)化研究”（Lzufe2020D-004）