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摘要 本文通过中铁十九局大唐煤制气输水管线施工过程，论述了新建挖方管线为例把自己在实际工作中摸索出的一种计算方法作一简介。
关键词输水管线，土方，原理，计算
Abstract: this paper through the China railway bureau datang 19 coal gas delivery pipe line construction process, this paper discusses the new pipeline as an example to grade in the practical work for the calculation method of a kind of a brief.
Keywords: delivery pipe line, turkmen, principle, calculation
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
司 辽宁 辽阳
肖云岩保定市维民建筑设计院 河北 保定
内蒙古大唐国际克什克腾煤制气项目供水工程是内蒙古大唐国际克什克腾煤制气项目的组成部分。供水工程位于内蒙古赤峰市克什克腾旗境内，据赤峰市300km。供水工程水源为大石门水库。在输水管线开挖施工过程中，管线开挖土方量计算是经常遇到的问题，而且需要精确地计算出挖方工程量。挖方工程量计算是管线施工中的一个重要组成部分。一般沿管线纵断面每20m计算一个挖方面积量，对于一条几公里乃至几十公里的管线来说，若是一个断面一个断面地用手算无疑工程量是非常巨大的，不但工程量大，而且误差大、极易出错、工作效率极低。下面就以新建挖方管线为例把自己在实际工作中摸索出的一种计算方法作一简介。
1、 原理
一般情况下，原始地面标高可以用中桩标高、左侧开挖线及右侧开挖线标高三个标高即可得到足够精度的地面线。那么我们就可以以管道中线把开挖断面分为不同的几个梯形和三角形进行面积计算（如上图图所示）。而梯形及三角形的面积我们是可以编辑计算公式计算的。
这里我们以Excel软件中的if函数来根据不同的限定条件计算出挖方管线的挖方断面面积。整个挖方管线近似可以分段看做一个个不规则的棱柱体，其挖方工程量可以用棱柱体的体积公式来求解。我们知道棱柱体的体积公式为：
体积=(上底面面积+下底面面积)×高/2…………………公式(1)
2、 计算
先确定管线横断面的桩号，相邻两桩号间的区段为一个计算单元。先分别计算各段的工程量，然后求和即得整条管线的挖方工程量。计算过程中的关键是准确快速的求出各个计算断面的挖方断面面积。现就以新建管线为例介绍一下计算步骤。
2.1挖方管线设计土方计算基本参量收集
在工程量的计算过程中要用到下列数值参数，各参数所代表的意义见图2。
对应于各桩号的管线设计底标高h底、实测地面中桩标高H中、左侧开挖线实测地面标高H左、右侧开挖线实测地面标高H右，若管线挖深较深，则还需要收集左侧和右侧缓落平台的设计标高h左、h右(当然没有缓落平台时h左、h右均可以计为0)。对应于各桩号的管线设计左幅宽度B底、管线设计右幅宽度B右、左幅缓落平台宽度P左、右幅缓落平台宽度P右、左幅第一边坡坡比1：n1、右幅第一边坡坡比1：m1、左幅第二边坡坡比1：n2、右幅第二边坡坡比1：m2(若没有第二边坡n2、m2均为0)。
2.2管线各断面挖方面积计算公式
由于管线断面和管线沿线地面的相对位置不同，即断面挖深不同，挖方管线断面可分为以下几种情况：
2.2.1当P左>0且P右>0时，管线两侧都有缓落平台：
挖方断面面积计算公式为：
2*B左+(h左-h底)*n1)*(h左-h底)/2+(2*B左+2*(h左-h底)*n1+2*P左+(H左-h左)*n2)*(H左-h左)/2+(B左+(h左-h底)*n1+P左+(H左-h左)*n2)*(H中-H左)/2+(2*B右+(h右-h底)*m1)*(h右-h底)/2+(2*B右+2*(h右-h底)*m1+2*P右+(H右-h右)*m2)*(H右-h右)/2+(B右+(h右-h底)*m1+P右+(H右-h右)*m2)*(H中-H右)/2……………………………………………………………………………………………………公式(2)
2.2.2当P左>0且P右=0时，管线左侧都有缓落平台，右侧无缓落平台：
其挖方断面面积计算公式为：
(2*B左+(h左-h底)*n1)*(h左-h底)/2+(2*B左+2*(h左-h底)*n1+2*P左+(H左-h左)*n2)*(H左-h左)/2+(B左+(h左-h底)*n1+P左+(H左-h左)*n2)*(H中-H左)/2+(2*B右+(H右-h底)*m1)*(H右-h底)/2+(B右+(H右-h底)*m1)*(H中-H右)/2…………………………………………………………………………………………………………公式(3)
2.2.3当P左=0且P右>0时，管线左侧无缓落平台，右侧有缓落平台：
其挖方断面面积计算公式为：
(2*B左+(H左-h底)*n1)*(H左-h底)/2+(B左+(H左-h底)*n1)*(H中-H左)/2+(2*B右+(h右-h底)*m1)*(h右-h底)/2+(2*B右+2*(h右-h底)*m1+2*P右+(H右-h右)*m2)*(H右-h右)/2+(B右+(h右-h底)*m1+P右+(H右-h右)*m2)*(H中-H右)/2…………………………………………………………………………………………………………公式(4)
2.2.4当P左=0且P右=0时，管线左侧、右侧均无缓落平台：
其挖方断面面积计算公式为：
(2*B左+(H左-h底)*n1)*(H左-h底)/2+(B左+(H左-h底)*n1)*(H中-H左)/2+(2*B右+(H右-h底)*m1)*(H右-h底)/2+(B右+(H右-h底)*m1)*(H中-H右)/2……………………………………………………………………公式(5)
2.2.5当H中 (三)在Excel工作表中列示计算工程量
在Excel工作表的A列依次输入桩号代号(如DK1)，在B列输入“+”、在C列输入桩号的尾号，以组成桩号，这样建表是为了将来自动计算桩距做准备；接着依次按图7所示建立土方工程量计算表。
将表格建立完成后，就到了如何利用Excel进行土方计算的关键步骤了，下面详细进行桩距、面积、挖方量栏的公式编辑及输入方法：
3.1桩距的公式编辑
桩距就是两个桩号之间的距离，为了提高计算效率，可以用Excel进行运算，主要问题就是在公里变换处直接相减会出现负数，用if函数能很好的解决该问题，在桩距一栏输入“=IF(C6-C4<0,C6-C4+1000,C6-C4)”即可，该公式意义为：若单元格C6的数值减去单元格C4的数值小于0，则计算结果应该加上1000即得到桩距，否则直接相减即可。
3.2面积的公式编辑
面积计算是本例中最关键、最繁琐的一件事情，也正是因为这个原因才涉及到本例。在前面的分析中我们已经知道，管线全挖方断面共有5中情况，那么我们可以用Excel的if函数嵌套功能来完成这项任务，让Excel自动根据输入的参数进行自动判定，而采用不同的计算公式来计算，那样将大大简化了我们的工程量。首先判定输入的参数是否全是挖方，然后再根据缓落平台的存在情况进行判定而套用不同的计算公式。参照本例，在面积栏内输入下列公式即可解决该问题。
=IF(Q40,H4>0),(2*E4+(N4-M4)*I4)*(N4-M4)/2+(2*E4+2*(N4-M4)*I4+2*G4+(P4-N4)*J4)*(P4-N4)/2+(E4+(N4-M4)*I4+G4+(P4-N4)*J4)*(Q4-P4)/2+(2*F4+(O4-M4)*K4)*(O4-M4)/2+(2*F4+2*(O4-M4)*K4+2*H4+(R4-O4)*L4)*(R4-O4)/2+(F4+(O4-M4)*K4+H4+(R4-O4)*L4)*(Q4-R4)/2,IF(AND(H4=0,G4>0),(2*E4+(N4-M4)*I4)*(N4-M4)/2+(2*E4+2*(N4-M4)*I4+2*G4+(P4-N4)*J4)*(P4-N4)/2+(E4+(N4-M4)*I4+G4+(P4-N4)*J4)*(Q4-P4)/2+(2*F4+(R4-M4)*K4)*(R4-M4)/2+(F4+(R4-M4)*K4)*(Q4-R4)/2,IF(AND(G4=0,H4>0),(2*E4+(P4-M4)*I4)*(P4-M4)/2+(E4+(P4-M4)*I4)*(Q4-P4)/2+(2*F4+(O4-M4)*K4)*(O4-M4)/2+(2*F4+2*(O4-M4)*K4+2*H4+(R4-O4)*L4)*(R4-O4)/2+(F4+(O4-M4)*K4+H4+(R4-O4)*L4)*(Q4-R4)/2,IF(AND(G4=0,H4=0),(2*E4+(P4-M4)*I4)*(P4-M4)/2+(E4+(P4-M4)*I4)*(Q4-P4)/2+(2*F4+(R4-M4)*K4)*(R4-M4)/2+(F4+(R4-M4)*K4)*(Q4-R4)/2))))))
3.3挖方工程量的公式编辑
根据公式(1)我们可知，两桩号之间的挖方工程量输入“=(S4+S6)/2*D5”即可。
计算公式输入后即可求得各个桩号断面处的挖方工程量。利用Excel软件的自动求和功能可以比较容易地求出该条挖方管线的土方工程量为102240.26m3。
注：文章內所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词输水管线，土方，原理，计算
Abstract: this paper through the China railway bureau datang 19 coal gas delivery pipe line construction process, this paper discusses the new pipeline as an example to grade in the practical work for the calculation method of a kind of a brief.
Keywords: delivery pipe line, turkmen, principle, calculation
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
司 辽宁 辽阳
肖云岩保定市维民建筑设计院 河北 保定
内蒙古大唐国际克什克腾煤制气项目供水工程是内蒙古大唐国际克什克腾煤制气项目的组成部分。供水工程位于内蒙古赤峰市克什克腾旗境内，据赤峰市300km。供水工程水源为大石门水库。在输水管线开挖施工过程中，管线开挖土方量计算是经常遇到的问题，而且需要精确地计算出挖方工程量。挖方工程量计算是管线施工中的一个重要组成部分。一般沿管线纵断面每20m计算一个挖方面积量，对于一条几公里乃至几十公里的管线来说，若是一个断面一个断面地用手算无疑工程量是非常巨大的，不但工程量大，而且误差大、极易出错、工作效率极低。下面就以新建挖方管线为例把自己在实际工作中摸索出的一种计算方法作一简介。
1、 原理
一般情况下，原始地面标高可以用中桩标高、左侧开挖线及右侧开挖线标高三个标高即可得到足够精度的地面线。那么我们就可以以管道中线把开挖断面分为不同的几个梯形和三角形进行面积计算（如上图图所示）。而梯形及三角形的面积我们是可以编辑计算公式计算的。
这里我们以Excel软件中的if函数来根据不同的限定条件计算出挖方管线的挖方断面面积。整个挖方管线近似可以分段看做一个个不规则的棱柱体，其挖方工程量可以用棱柱体的体积公式来求解。我们知道棱柱体的体积公式为：
体积=(上底面面积+下底面面积)×高/2…………………公式(1)
2、 计算
先确定管线横断面的桩号，相邻两桩号间的区段为一个计算单元。先分别计算各段的工程量，然后求和即得整条管线的挖方工程量。计算过程中的关键是准确快速的求出各个计算断面的挖方断面面积。现就以新建管线为例介绍一下计算步骤。
2.1挖方管线设计土方计算基本参量收集
在工程量的计算过程中要用到下列数值参数，各参数所代表的意义见图2。
对应于各桩号的管线设计底标高h底、实测地面中桩标高H中、左侧开挖线实测地面标高H左、右侧开挖线实测地面标高H右，若管线挖深较深，则还需要收集左侧和右侧缓落平台的设计标高h左、h右(当然没有缓落平台时h左、h右均可以计为0)。对应于各桩号的管线设计左幅宽度B底、管线设计右幅宽度B右、左幅缓落平台宽度P左、右幅缓落平台宽度P右、左幅第一边坡坡比1：n1、右幅第一边坡坡比1：m1、左幅第二边坡坡比1：n2、右幅第二边坡坡比1：m2(若没有第二边坡n2、m2均为0)。
2.2管线各断面挖方面积计算公式
由于管线断面和管线沿线地面的相对位置不同，即断面挖深不同，挖方管线断面可分为以下几种情况：
2.2.1当P左>0且P右>0时，管线两侧都有缓落平台：
挖方断面面积计算公式为：
2*B左+(h左-h底)*n1)*(h左-h底)/2+(2*B左+2*(h左-h底)*n1+2*P左+(H左-h左)*n2)*(H左-h左)/2+(B左+(h左-h底)*n1+P左+(H左-h左)*n2)*(H中-H左)/2+(2*B右+(h右-h底)*m1)*(h右-h底)/2+(2*B右+2*(h右-h底)*m1+2*P右+(H右-h右)*m2)*(H右-h右)/2+(B右+(h右-h底)*m1+P右+(H右-h右)*m2)*(H中-H右)/2……………………………………………………………………………………………………公式(2)
2.2.2当P左>0且P右=0时，管线左侧都有缓落平台，右侧无缓落平台：
其挖方断面面积计算公式为：
(2*B左+(h左-h底)*n1)*(h左-h底)/2+(2*B左+2*(h左-h底)*n1+2*P左+(H左-h左)*n2)*(H左-h左)/2+(B左+(h左-h底)*n1+P左+(H左-h左)*n2)*(H中-H左)/2+(2*B右+(H右-h底)*m1)*(H右-h底)/2+(B右+(H右-h底)*m1)*(H中-H右)/2…………………………………………………………………………………………………………公式(3)
2.2.3当P左=0且P右>0时，管线左侧无缓落平台，右侧有缓落平台：
其挖方断面面积计算公式为：
(2*B左+(H左-h底)*n1)*(H左-h底)/2+(B左+(H左-h底)*n1)*(H中-H左)/2+(2*B右+(h右-h底)*m1)*(h右-h底)/2+(2*B右+2*(h右-h底)*m1+2*P右+(H右-h右)*m2)*(H右-h右)/2+(B右+(h右-h底)*m1+P右+(H右-h右)*m2)*(H中-H右)/2…………………………………………………………………………………………………………公式(4)
2.2.4当P左=0且P右=0时，管线左侧、右侧均无缓落平台：
其挖方断面面积计算公式为：
(2*B左+(H左-h底)*n1)*(H左-h底)/2+(B左+(H左-h底)*n1)*(H中-H左)/2+(2*B右+(H右-h底)*m1)*(H右-h底)/2+(B右+(H右-h底)*m1)*(H中-H右)/2……………………………………………………………………公式(5)
2.2.5当H中
在Excel工作表的A列依次输入桩号代号(如DK1)，在B列输入“+”、在C列输入桩号的尾号，以组成桩号，这样建表是为了将来自动计算桩距做准备；接着依次按图7所示建立土方工程量计算表。
将表格建立完成后，就到了如何利用Excel进行土方计算的关键步骤了，下面详细进行桩距、面积、挖方量栏的公式编辑及输入方法：
3.1桩距的公式编辑
桩距就是两个桩号之间的距离，为了提高计算效率，可以用Excel进行运算，主要问题就是在公里变换处直接相减会出现负数，用if函数能很好的解决该问题，在桩距一栏输入“=IF(C6-C4<0,C6-C4+1000,C6-C4)”即可，该公式意义为：若单元格C6的数值减去单元格C4的数值小于0，则计算结果应该加上1000即得到桩距，否则直接相减即可。
3.2面积的公式编辑
面积计算是本例中最关键、最繁琐的一件事情，也正是因为这个原因才涉及到本例。在前面的分析中我们已经知道，管线全挖方断面共有5中情况，那么我们可以用Excel的if函数嵌套功能来完成这项任务，让Excel自动根据输入的参数进行自动判定，而采用不同的计算公式来计算，那样将大大简化了我们的工程量。首先判定输入的参数是否全是挖方，然后再根据缓落平台的存在情况进行判定而套用不同的计算公式。参照本例，在面积栏内输入下列公式即可解决该问题。
=IF(Q4
3.3挖方工程量的公式编辑
根据公式(1)我们可知，两桩号之间的挖方工程量输入“=(S4+S6)/2*D5”即可。
计算公式输入后即可求得各个桩号断面处的挖方工程量。利用Excel软件的自动求和功能可以比较容易地求出该条挖方管线的土方工程量为102240.26m3。
注：文章內所有公式及图表请用PDF形式查看。