思拓力三維激光掃描儀實踐案例（廿二）隧道超欠挖分析

我們之前為大家分享了思拓力三維激光掃描儀在建筑立面改造、文物保護、交通道路等諸多行業的實際應用案例，今天我們將為大家介紹的是思拓力三維激光掃描儀X300 Plus在常益長高鐵項目隧道超欠挖分析的應用案例。

項目背景

常益長高鐵連接了湖南省常德、益陽、長沙三座城市，是國家“八縱八橫”高速鐵路中廈門至重慶、呼和浩特至南寧兩條大通道的重要組成部分，同時也是湖南省高鐵環線的重要組成部分。2018年7月，常益長高鐵環評獲批復。根據批復，常益長高鐵正線工程為常德站至長沙西站，屬于雙線高鐵客運專線，線路長157.314 km，工程總工期4年。

?何為隧道超欠挖

隧道超欠挖，就是在隧道施工過程中以隧道設計開挖輪廓線為基準，實際開挖的斷面在基準線以外的部分稱為超挖，即隧道開挖輪廓線大于隧道設計輪廓線；在基準線以內的部分稱為欠挖，即隧道開挖輪廓線小于隧道設計輪廓線。

隧道超欠挖會直接影響隧道施工進度和安全質量，還可能增加開挖費用，更重要的是會由此造成過量的超填混凝土費用。

傳統的隧道超欠挖測量方法主要有：1、直接測量法，2、直角坐標法，3、三維近景攝影法，4、極坐標法（激光斷面儀法）等多種手段。上述四種方法在現場實施時，不僅需要各部門的協調配合，而且需要預留一定時間進行數據采集作業，既對現場施工作業進度造成一定影響，又增加了測量人員的勞動強度。

為了更快速準確地獲取隧道內部開挖面數據、一襯（噴漿）數據、二襯斷數據，采用思拓力X系列三維激光掃描儀對現場數據進行采集，利用思拓力自主研發的隧道版軟件進行超欠挖數據分析，同時生成可輸出的報告，供各方研判做出科學決策。

項目實施

第一步：現場掃描作業

在隧道開挖面，或一襯或二襯之后進行現場數據采集工作，單站有效數據可達半徑40米左右。與傳統作業方式相比，不但減少了數據采集時間，而且增加了采集的數據量，為后期隧道超欠挖分析提供了大量真實有效的點云數據。

隧道數據采集定向（標靶球+棱鏡）
現場數據采集耗時不到3分鐘
（不包含全站儀坐標點獲?。?/span>

在隧道內部采用標靶球+棱鏡獲取地理坐標

第二步：點云內業數據處理

采用由思拓力軟件開發團隊自主研發的點云后處理軟件（隧道模塊），進行專業的隧道超欠挖數據處理工作。

SiScan-Tunnel 隧道模塊界面預覽

對所需要處理的點云數據進行添加

隧道點云一襯（側俯視圖）

隧道點云一襯（二維圖）

隧道內部一襯（高程彩色）

檢查導入的數據，然后對隧道超欠挖分析用到的設計路線（平曲線、豎曲線），設計斷面等數據（由客戶提供隧道設計參數）進行輸入轉換，如下：

（1）設計路線輸入：

隧道線路編輯器（平曲線=豎曲線）根據平曲線要素表進行轉換

由隧道設計路徑的相關坐標進行轉換窗口
 

（2）設計斷面輸入

二襯設計斷面插入（選擇插入或者導入）

輸入設計斷面的數據值

（3）對點云進行定向、生成斷面線等操作

根據現場全站儀獲取的標靶球和儀器中心的地理坐標，對導入的點云數據進行定向。完成以上步驟后，開始進行斷面線生成，將設計線路（平曲線、豎曲線）拖入到點云數據窗口中：

在菜單欄中選擇“導出—生成斷面”

對導出斷面的“類型、間隔、線寬度”等內容根據實際需要進行導出

斷面線與點云（側視圖）

實測隧道斷面線

對生成的斷面線進行檢查，移除因距離過遠獲取的點生成的無效斷面線。

移除無效斷面線

編輯斷面線

對生成的斷面進行對比

紅色為一襯實測斷面，藍色為二襯設計斷面

超欠挖分析得出結果之后，可以導出dxf文件和xls表格進行查看。

dxf格式數據預覽

可編輯（CAD圖）

xls表格報告

思拓力三維激光掃描儀在隧道超欠挖分析方面具有以下幾個優勢：三維顯示更加直觀，外業測量更加安全，自定義斷面間距，自動輸出超欠挖圖表成果等。通過下面這段視頻詳細了解下利用 SiScan-Tunnel 進行隧道超欠挖分析的過程。

如果您希望了解更多思拓力三維激光掃描儀產品信息，請與思拓力（020-66252886）或當地代理商聯系！

更多精彩案例，請關注思拓力測繪（微信號：situolisurveying）的持續更新！