巧用断面法“戴帽子”解决工程问题

巧用断面法“戴帽子”解决工程问题

周志邦,，杨钟强

惠州市道路桥梁勘察设计院，广东 惠州 516000

摘 要：路基土石方数量的计算是比较繁琐的工作，如何快速准确、合理地统计土石方数量直接影响道路的投资，从而影响上层领导对项目的判断。旧路改造、加宽接长以及“白改黑”项目尤为突出，本文借助惠风西二路下穿惠河高速通道项目和河道检修道项目，介绍运用灵活多变的断面法“戴帽子”，来巧妙统计“土石方数量”。

关键词：旧路改造；横断面设计；断面法“戴帽子”；工程问题；工程数量

0引言：

近些年我国社会经济迅速发展，旧城更新快马加鞭，同时市民拥有车辆数急剧上升，促使很多道路已经不能满足现在交通的需求，于是很多道路亟需拓宽改建。

改造项目相比新建工程，较为烦杂。如“白改黑”项目，加铺沥青时调平层的工程量难以准确统计；如路基左右两侧填料不一，工程数量难以精确分别统计；又如道路加宽项目，拓宽部分的土石方数量难记快速、精确统计等等工程问题。运用断面法“戴帽子”，可巧妙解决这些问题，精确地统计相关工程量。（道路工程“戴帽子”是横断面设计的俗称，类似纵断面的“拉坡”一个道理也是俗称，具体指设计横断面，确定填挖高度、路基宽度、超高、加宽值、绘制挡土墙、护坡等沿线构造物画出设计线。）

1  工法原理

1.1  计算土石方数量的方法

工程项目常用的计算土石方数量的方法有：方格网法、断面法、等高线法、不规则三角网法、区域土方量平衡法和平均高程法等【1】。断面法一般适用于山地及高差变化比较大、自然地面较复杂的地段或地形狭长的地带，如道路、管道等狭长带状地形应用甚广。

1.2  断面法工法原理

断面法是根据场地形状沿某一平直方向一一测定垂直于该方向的断面数据，断面间土方量以断面平均截面积与断面间距确定，进而由此计算总土方量。

利用横断面法计算工程量时，可根据地形，按一定的长度Ｌ设横断面Ａ1、Ａ2、Ａ3、……、Ａｉ等。

断面法的表达式为：

式中：Ａｉ－1，Ａｉ分别为第ｉ段起终断面的填（或挖）方面积；Ｌｉ为断面长；Ｖｉ 为填（或挖） 方体积【2】。

1.3  运用断面法统计工程数量，精度影响因素

断面法外业操作相对复杂，工作量大，精度取决于外业横断面密度（精度与间距Ｌ的长度有关：Ｌ越小，精度就越高；反之Ｌ越大，精度就越小），但是这种方法内业计算量大，尤其是在范围较大、精度要求较高的情况下更为明显。若是为了减少计算量而加大断面间隔，则会降低计算结果的精度，所以断面法存在着计算精度和计算速度的矛盾。

2  工程案例

2.1  巧用断面法“戴帽子”，统计调平层工程数量

⑴项目概况

惠风西二路工程项目位于广东省惠州市仲恺高新区，平日该片区交通繁忙且重型车辆较多，既有道路混凝土路面破损较为严重。提升改造并打通惠风西二路下穿惠河高速通道可进一步完善仲恺区域路网布局，加强仲恺各区域之间的联系，促进仲恺经济发展，特别是对仲恺片区镇和街道办之间的联系有着及其重要的作用，同时改善了当地居民的出行条件，进而增强了社会稳定。项目将位于惠河高速东西两侧的现状惠风西二路和华安路提升改造并通过通道涵加强互通互联，形成一条联系高速两侧的一条城市次干路，设计车速40 km/h。

⑵方案选择

经区领导多次调研探勘，决定破损严重的水泥路需改成柔性路面，以改观市容市貌。由于既有水泥路面破损较为严重，专家多次论证拟采用先将旧路面板用多锤头破碎，然后贯入乳化沥青3kg/㎡作为（使之成为类似于沥青贯入碎石的材料）柔性基层，再加铺调平层（5%水泥稳定碎石）和面层。

⑶具体实施

道路使用年限已久，坑槽较多砂石流失较严重，加之路线较长，如以平均厚度来计调平层工程数量将太过粗糙，难以达到精度要求。经过再三推敲，采用 “戴帽子”的技巧来统计调平层的数量。

具体：以建成路面标高为基准，减去沥青面层厚度，得到的数据为调平完成面标高，然后利用该数据来进行“戴帽子”，软件生成统计的工程量便为精确的调平层工程量。

2.2  作差法，计算“粘性土”工程量

⑴项目概况

沿河修筑一条河道检修道（兼有绿道功能），为避免迎水面路基被水冲刷破坏，临水一侧部分用粘性土填筑，其余部分路基用填C15片石混凝土填筑，断面如下所示。

图1 路基标准横断面图（单位：m）

⑵理论依据

由于“C15片石混凝土”和“粘性土”材料价格相差较大，需精确计算各自工程量，经过多伦磋商探讨，最后采用两次“戴帽子”随后作差法得出粘性土的工程量。

利用土方横断面设计图统计各自的截面面积Ai和断面间距Li，进而计算总的土方量体积Vi,其中Vi=Ai•Li。

⑶计算过程

图2 完整断面设计图（单位：m）

填粘土体积+填C15片石混凝土体积V1

其中断面间距取值Li=10。

图3局部断面设计图（单位：m）

填C15片石混凝土体积V2

其中断面间距取值Li=10。

运用道路辅助设计软件，可很分别得出不同断面的“土石方”工程量V1和V2，随后利用作差法得出粘性土工程量V=V

1-V2 。

3  结语

综上所述，断面法“戴帽子”直观且理论严密成熟，适用各种改扩建道路工程等狭长带状地形项目，灵巧地解决统计工程量问题，值得在以后的工作中加以推广。在工程建设中，建设人员应多加学习实践并巧用活用所理论技能，根据实际情况采取高效的方法获得精确的计量结果，保证计量工作的连续性，促进工程精细化管理。

参考文献：

[1]马占林,李积兰,余筱蓉.土石方量计算方法比较[J].地矿测绘,2010,26(01):29-32.

[2]苗季朋.路基土石方量测量标准与计算精度的提升方法[J].珠江水运,2019(10):95-96.