
高铁的快速发展,对建设施工行业提出了更高的要求。众所周知,高铁的建设标准和施工难度要远远大于普通铁路,尤其是需要开挖隧道的路段,难度系数更是成倍增长。因为在隧道开挖过程中,常常会出现由于人为因素导致的超欠挖情况。
什么是超欠挖?
超挖,顾名思义,就是实际开挖的断面尺寸过大,超过了设计施工轮廓,这将会影响隧道围岩的稳定性。
欠挖则反之,如果实际开挖断面尺寸小于设计尺寸,那么势必会影响二衬的厚度,从而造成工程隐患。
过去常用的检测方式是用全站仪进行抽检式的断面测量。虽然全站仪的单点精度可以满足施工要求,但无法进行全面检测,因此,未被检测出来的超欠挖区域将会给之后的工程带来安全隐患。

传统检测方式无法进行全面检测
答案:有,三维激光扫描仪。

Z+F IMAGER 5010三维激光扫描仪应用于隧道测量
作业流程

1、外业数据采集

数据采集配置图

仪器架设示意图
2、数据预处理
将采集的数据导入到软件中,可自动寻找球棱镜位置,后视定向快速完成点云定位定向。

点云定位定向

点云降噪
同时可自动进行点云降噪,清洗无效数据,使测量数据更加精准可靠。
3、数据检查复查
数据预处理完成后,就可以进行点云分析了。主要采用的方式为2D分析和3D分析。

2D分析结果
2D分析结果通过色谱图的形式反映该段里程上隧道的超欠挖情况,并能实时显示当前里程的超欠挖数据。

点云3D分析
点云3D视图的分析结果更为直观,红色表示欠挖,绿色表示超挖,超欠挖一眼就可以看出。
4、导出超欠挖报告

断面里程、实测和参考断面面积、超欠挖面积等关键信息在报告清晰可见,并可根据实际需求定制化格式。
导出的超欠挖分析报告,一方面可以作为评估和控制施工质量的重要依据,另一方面在智能放样这个模块中可以用来指导后续地施工工作。
5、全站仪联动超欠挖
联合马达全站仪直观放样出隧道超欠挖的位置和数值,实现“点哪儿指哪儿”。

全站仪指向

超欠挖显示及实时放样
优势总结
1、可视化测量,毫米级精度
Z+F三维激光扫描仪与全站仪的精度对比
经过大量点的精度对比发现,Z+F三维激光扫描仪最大偏差在毫米级别,完全满足超欠挖检测的精度要求。
2、全方位扫描,自动化处理


由上表可见,三维激光扫描仪不仅单站测量速度遥遥领先,而且同等时间内获取的点数量、断面数也远远超过全站仪和断面仪。
3、联动全站仪,快速放样
传统开挖断面的测量放样工作耗时长,影响隧道施工安全和进度。使用Z+F三维激光扫描仪配合马达全站仪,可以快速对隧道超欠挖进行有效控制。

快速放样
以Z+F三维激光扫描仪为核心的隧道超欠挖检测方案,不仅精度满足隧道超欠挖检测的要求,而且比传统检测方式的效率更高;不仅可以应用于高铁隧道的安全监测,还可应用于包括地铁隧道、水利隧道、公路隧道等其他地下空间施工阶段的安全监测领域。
隧道工程百年大计,质量安全重于泰山。三维激光扫描技术作为新型高精度测量技术,已经在多条高铁线路的施工检测上发挥了重要作用。未来,定将继续助力打造精品隧道工程,为工程安全保驾护航。