隧道超欠挖分析
作者：激光部 发布时间：2015/1/1 20:23:23
2018年，思拓力三维激光产品系列发生重大变化，不止于X300Plus、X50三维激光扫描仪，面向工程测量领域思拓力推出了更具有市场竞争力的X150Plus三维激光扫描仪， 更有GOL260机载激光雷达，Mantis F6 手持三维激光扫描仪，全方位覆盖、解决用户需求。
思拓力三维激光扫描仪已经在文物保护、房地产、交通、矿业等诸多行业得到实际应用，并受到了许多用户的好评。今天，为大家分享的是思拓力X系列三维激光扫描仪在隧道超欠挖分析方面的案例。
项目背景
新疆某地区在建隧道
随着西部大开发战略的实施，新疆某地区线巴里坤至哈密公路建设项目成为新疆公路建设领域里的一个PPP项目，是该区东部地区一条重要的跨越天山南北的交通运输大通道。此项目的建设对促进该区东部地区社会经济发展，带动天山北坡经济带发展，将起到举足轻重的推动作用。
隧道入口一侧（示意图）
什么是隧道超欠挖？隧道超欠挖分为“超挖和欠挖”。隧道超欠挖直接影响隧道施工的进度、安全质量，还可能会增加开挖费用，更重要的是由此造成的过量的超填混凝土的费用。
针对传统的隧道超欠挖的测量方法有：直接测量法；直角坐标法； 三维近景摄影法； 极坐标法（激光断面仪法）。这几种方法在现场实际应用中不仅需要各部门的协调配合，还需要预留一定的时间段进行数据采集作业。不仅对现场施工作业造成一定的影响，还会大幅度增加测量人员的劳动强度。
为了更快速准确的获取隧道内部开挖面数据、一衬（喷浆）数据、二衬的断数据，项目方决定采用由思拓力提供的X系列三维激光扫描仪对现场数据进行采集，利用思拓力自主研发的隧道版软件进行超欠挖的数据分析，并提供可输出的报告。
项目实施
第一步：现场扫描作业
在隧道开挖面或一衬或二衬之后进行现场数据采集工作，单站有效数据可达半径40米左右。与传统的作业方式相比，减少了数据采集的时间，增加了数据采集量，为后期的隧道超欠挖分析提供了大量真实有效的点云数据。
隧道数据采集（一衬）
现场数据采集耗时3分钟
（不包含全站仪坐标点获取）
隧道数据采集定向（标靶球+棱镜）
在隧道内部采用标靶球+棱镜，获取隧道内部地理坐标。
第二步：内业数据处理
由思拓力软件开发团队自主研发的点云后处理软件（隧道模块）专门进行隧道超欠挖的数据处理工作。
SiScan-Tunnel隧道版模块软件界面预览
对所需要处理的点云数据进行添加
隧道点云（俯视图）
隧道点云（二维图）
隧道内部（高程彩色）
对导入的数据进行检查后，对隧道超欠挖分析所用到的设计路线（平曲线、竖曲线）、设计断面等数据（有客户提供隧道的设计参数）进行输入转换，如下：
（1）设计路线输入
隧道线路编辑器（平曲线=竖曲线）
由隧道设计路径的相关坐标进行转换窗口
（2）设计断面输入
设计断面插入（选择插入或者导入）
输入设计断面的数据值
（3）对点云进行定向、生成断面线等操作
对导入的点云进行定向（根据现场全站仪获取的标靶球和仪器中心的地理坐标进行定向
）
中心（代表扫描仪的中心位置坐标）
P0（标靶球球心地理坐标）
导入测站姿态位置
完成以上步骤之后，开始进行断面线的生成。
1、将设计线路（平曲线、竖曲线）拖入到点云窗口中。
在菜单栏中选择导出—生成断面。对导出断面的类型、间隔、线宽度等内容根据实际需要进行导出。
断面线与点云（顶视图）
断面线
对生成的断面线进行检查，移除掉因距离过远获取的点生成的无效断面线。
对生成的断面进行比对。
超欠挖分析得出结果之后，可以导出dxf和xls表格进行查看。
思拓力三维激光扫描仪为隧道测量提供了一种全新的测量方式，仪器自动化、非接触、高精度、三维测量的特点，在隧道三维数据采集、隧道超欠挖分析、隧道监测等方面有很大的优势。
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