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应用案例

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隧道超欠挖分析

作者:  发布时间:2020/4/1 14:27:50

我们之前为大家分享了思拓力三维激光扫描仪在建筑立面改造、文物保护、交通道路等诸多行业的实际应用案例,今天我们将为大家介绍的是思拓力三维激光扫描仪X300 Plus在常益长高铁项目隧道超欠挖分析的应用案例。

 

 

项目背景

 


常益长高铁连接了湖南省常德、益阳、长沙三座城市,是国家“八纵八横”高速铁路中厦门至重庆、呼和浩特至南宁两条大通道的重要组成部分,同时也是湖南省高铁环线的重要组成部分。2018年7月,常益长高铁环评获批复。根据批复,常益长高铁正线工程为常德站至长沙西站,属于双线高铁客运专线,线路长157.314 km,工程总工期4年。

 

 

 

何为隧道超欠挖


隧道超欠挖,就是在隧道施工过程中以隧道设计开挖轮廓线为基准,实际开挖的断面在基准线以外的部分称为超挖,即隧道开挖轮廓线大于隧道设计轮廓线;在基准线以内的部分称为欠挖,即隧道开挖轮廓线小于隧道设计轮廓线。

 


隧道超欠挖会直接影响隧道施工进度和安全质量,还可能增加开挖费用,更重要的是会由此造成过量的超填混凝土费用。


传统的隧道超欠挖测量方法主要有:1、直接测量法,2、直角坐标法,3、三维近景摄影法,4、极坐标法(激光断面仪法)等多种手段。上述四种方法在现场实施时,不仅需要各部门的协调配合,而且需要预留一定时间进行数据采集作业,既对现场施工作业进度造成一定影响,又增加了测量人员的劳动强度。


为了更快速准确地获取隧道内部开挖面数据、一衬(喷浆)数据、二衬断数据,采用思拓力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数据分析,同时生成可输出的报告,供各方研判做出科学决策。

 

 

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。与传统作业方式相比,不但减少了数据采集时间,而且增加了采集的数据量,为后期隧道超欠挖分析提供了大量真实有效的点云数据。

 

 

隧道数据采集定向(标靶球+棱镜)
现场数据采集耗时不到3分钟
(不包含全站仪坐标点获取)

 

在隧道内部采用标靶球+棱镜获取地理坐标

 

 

第二步:点云内业数据处理

 

 

采用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),进行专业的隧道超欠挖数据处理工作。

 

 

SiScan-Tunnel 隧道模块界面预览

 

 

对所需要处理的点云数据进行添加

 

 

隧道点云一衬(侧俯视图)

 

 

隧道点云一衬(二维图)

 

 

隧道内部一衬(高程彩色)

 

 

检查导入的数据,然后对隧道超欠挖分析用到的设计路线(平曲线、竖曲线),设计断面等数据(由客户提供隧道设计参数)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)根据平曲线要素表进行转换

 

 

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

 

 

二衬设计断面插入(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

 


根据现场全站仪获取的标靶球和仪器中心的地理坐标,对导入的点云数据进行定向。完成以上步骤后,开始进行断面线生成,将设计线路(平曲线、竖曲线)拖入到点云数据窗口中:

 

 

 

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(侧视图)

 

 

实测隧道断面线


对生成的断面线进行检查,移除因距离过远获取的点生成的无效断面线。

 

 

移除无效断面线

 

 

编辑断面线

 

 

对生成的断面进行比对

 

 

 

红色为一衬实测断面,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文件和xls表格进行查看。

 

 

dxf格式数据预览

 

 

可编辑(CAD图)

 

 

xls表格报告


思拓力三维激光扫描仪在隧道超欠挖分析方面具有以下几个优势:三维显示更加直观,外业测量更加安全,自定义断面间距,自动输出超欠挖图表成果等。通过下面这段视频详细了解下利用 SiScan-Tunnel 进行隧道超欠挖分析的过程。

 

 

如果您希望了解更多思拓力三维激光扫描仪产品信息,请与思拓力(020-66252886)或当地代理商联系!


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