产品介绍

采用三维激光扫描技术对施工隧道进行监测，在保证一定扫描距离和点云密度的条件下，数据处理结果完全可以满足施工隧道的要求。通过快速、完整的全方位采集隧道内部的表面数据，经处理后可计算任意断面的数据，克服了传统测量方法只能间隔一定距离测量某一断面数据的弊端，加快了数据采集速度，提高了数据处理的效率，可实现对现场施工的指导意义。

系统构架图

硬件

软件

系统功能

隧道三维监测软件为了方便客户使用，开发了CAD插件，将数据分析成果直接导入CAD中，更加方便数据的处理及使用。整个隧道三维监测软件包括有断面分析、超欠挖分析、净空测量、变形分析、喷凝土分析、三维转二维展开图等几大功能：

✓ 断面分析  

   通过设计工具添加设计数据（平曲线、纵曲线和设计断面）加载点云数据，以一系列平面垂直切割隧道，得到隧道实际的剖切面形状，不但可用于测量，也是超欠挖分析、方量计算等后续分析的基础。实际工作中也可根据需要点击点云上任意俩点作自由断面就行处理。

 断面分析效果图

✓ 超欠挖分析  

 计算云实际测量隧道与设计隧道之间的差异。连接点云提取的断面，使之成为完整断面，输入项目信息，可在报表中显示。也可以把实际测量隧道与多期设计数据作比较，可估算不同时期施工量的多少。

 超欠挖分析效果图                          净空测量效果图

✓ 净空测量  

净空测量是一个动态观察超欠挖情况的功能，可依据设计中线为轴，调整测试断面，如果观察截面显示灰色，表示正常或超挖，如果显示红色则表示欠挖。可选择半壁消隐功能配合隐藏点云方便观察。

✓ 对比分析  

在工程项目中选取隧道里程，对点云和模型进行对比，可自由设置偏差的颜色和距离。

✓ 喷凝土分析

喷凝土分析是对比喷凝土之前与喷凝土之后两次扫描点云之间的差，可以检测不同位置的混凝土厚度，并可计算喷凝土方量。实际操作中要根据实际情况，除去在施工过程中的损耗。混凝土方量为俩个断面之间的方量。

✓ 展开图  

展开图是一个正交影像，隧道沿中心线展开显示，方便检查裂缝、渗水、剥落等缺陷。在展开图上可进行标注，标注点的里程、坐标信息可单独生成报表导出。

展开效果图                        报表分析图

✓ 报表分析  

计算每个断面的产前挖信息进行汇总，可得出该段隧道整体超挖和欠挖的面积、体积等。

优势特点

自动化程度高：FARO三维激光扫描仪操作简单方便，“傻瓜式”操作，现场采集时间仅需要3-5分钟。

海量数据采集，成果客观真实：海量点云数据获取，高度还原现场精度高达毫米级，克服了传统测量工具采取数据不足的弊端。

采集速度快，处理方式简单：相较于传统测量方式，采集速度快，数据后处理批量生成文件和报表，可直接上交。

施工指导意义强：可用实测点云与不同时期模型作对比，既可得知当前阶段的超欠挖情况，又可计算下一阶段施工喷凝土的方量和厚度；同时多期点云进行比较也可进行比较，计算实际施工中使用的混凝土方量与衬砌厚度。

数字化存储，信息化管理：以数字化的形式储存隧道数据，对于建设中隧道以及建成隧道的管理具有指导意义。

产品应用

v 贵南铁路

受施工单位邀请委托，2018年8月，我司监测事业部派技术人员前往广西某项目进行隧道三维监测系统方案的演示。在现场施工人员的带领下，我们前往都安隧道入口和出口分别进行三维激光点云数据采集。通过与隧道设计数据进行对比，从而得到隧道的实际的超欠挖情况，即可对隧道实际状况进行精准的检查又对隧道下一阶段的施工具有极强的指导意义。

准备工作：

 提前和甲方人员进行联系，做好安全防护。

 保证电池电量充满，能够保证现场正常运作。

 根据现场做好工作计划，检查仪器是否正常。 

现场数据采集：

 依据现场情况合理设置工作参数。

 尽量避免闲杂人等进去扫描范围。

 确保扫描范围完整覆盖目标区域。

现场作业指导

数据处理：

  现场采集的数据，室内使用工作站进行分析处理，完成不同站拼接以及绝对坐标导入，导出xyz通用格式。数据导入处理软件，根据具体需要生成隧道断面，进行超欠挖分析，构建三维模型。

 隧道三维模型图

项目成果：

  通过对扫描范围内的点云与设计模型的对比，我们得出了隧道初支面的超欠挖详细信息，在与全站仪实测数据对比过程中，我们发现使用隧道三维监测系统得出的超欠挖信息与使用全站仪得出的数据几乎一致，差距在1cm以内（误差存在于全站仪架站、模型拼接以及俩种断面选点不同导致）完全满足我们实际工作中使用的需要。