隧道工程作为现代社会的“地下动脉”,通过高效连通被山川湖海阻隔的区域,发挥着驱动经济发展、优化国土空间布局、提升民生福祉等重要价值。
而实现这些价值的关键前提,在于对隧道开挖断面超欠挖量(超挖和欠挖)的精准掌控。
超挖会增加支护材料用量,提高施工成本,还可能引发围岩不稳定,增加施工风险;欠挖容易导致隧道净空不足,影响后期衬砌施工,更可能影响隧道的使用功能,如行车安全等。
因此,实时、高效、精确地获取隧道开挖断面的超欠挖量,成为不可或缺的关键环节。
思拓力X500三维激光扫描仪(下文简称:“X500”)是一款脉冲式静态三维激光扫描仪,它通过发射激光来扫描获取被测物体表面三维坐标和反射光强度,是一种无接触式主动测量系统。适用于精密测量和迅速获取复杂环境下海量的几何的三维点云数据。

X500
采用X500对隧道内数据进行采集,并结合自主研发的SiScan-Tunnel软件进行超欠挖数据分析,可为隧道超欠挖测量带来效率与精度的显著提升,为隧道工程的质量控制与成本管理提供了强有力的技术支撑。
X500在隧道中的推广应用
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现场扫描作业 |
在隧道开挖面、一衬或者二衬之后,即可使用X500三维激光扫描仪对现场进行点云数据采集,其单站有效扫描半径约30米,3分钟以内即可完成点云数据采集。

现场照片
X500大幅缩短了数据采集时间,同时显著增加了数据获取量,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。

标靶球+棱镜获取隧道内部地理坐标
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点云内业数据处理 |
思拓力自主研发的点云后处理软件隧道模块SiScan-Tunnel,可高效处理隧道超欠挖数据。
SiScan-Tunnel隧道模块软件界面
隧道点云一衬(二维图)
数据导入后进行检查,随后输入并转换用于隧道超欠挖分析的设计路线(平曲线、竖曲线)和设计断面数据。
2.1 设计路线输入

隧道线路编辑器(平曲线=竖曲线)
根据平曲线要素表进行转换
2.2 设计断面输入
二衬设计断面插入(选择插入或者导入)
2.3 对点云进行定向、生成断面线等
对导入的点云进行定向,即转地理坐标系。
将设计线路(平曲线、竖曲线)拖入到点云窗口中
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(侧视图)
实测隧道断面线
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。

编辑断面线
红色隧道断面为一衬实测断面
蓝色为二衬设计断面
超欠挖分析得出结果之后,可以导出dxf和xls表格进行查看。
DXF格式数据,可编辑(CAD图)

思拓力X500产品简介
自2013年推出首款激光产品——X300三维激光扫描仪以来,思拓力在激光测量领域已深耕十余年。
基于多年的研发和生产经验,X500采用的激光头、马达和传动系统等关键部件实现了100%国产化,整机90%部件实现国产化。同时,整个操作流程上也更符合中国测量用户的使用习惯,且具有多种工作模式,可以在野外轻松直接地扫描、组织工作、检查数据储存和创建输出文件,高效完成测量工作。
X500基本参数