應用案例

                  application case

                  隧道超欠挖分析

                  作者:  發布時間:2020/4/1 14:27:50

                  我們之前為大家分享了思拓力三維激光掃描儀在建筑立面改造、文物保護、交通道路等諸多行業的實際應用案例,今天我們將為大家介紹的是思拓力三維激光掃描儀X300 Plus在常益長高鐵項目隧道超欠挖分析的應用案例。

                   

                   

                  項目背景

                   


                  常益長高鐵連接了湖南省常德、益陽、長沙三座城市,是國家“八縱八橫”高速鐵路中廈門至重慶、呼和浩特至南寧兩條大通道的重要組成部分,同時也是湖南省高鐵環線的重要組成部分。2018年7月,常益長高鐵環評獲批復。根據批復,常益長高鐵正線工程為常德站至長沙西站,屬于雙線高鐵客運專線,線路長157.314 km,工程總工期4年。

                   

                   

                   

                  何為隧道超欠挖


                  隧道超欠挖,就是在隧道施工過程中以隧道設計開挖輪廓線為基準,實際開挖的斷面在基準線以外的部分稱為超挖,即隧道開挖輪廓線大于隧道設計輪廓線;在基準線以內的部分稱為欠挖,即隧道開挖輪廓線小于隧道設計輪廓線。

                   


                  隧道超欠挖會直接影響隧道施工進度和安全質量,還可能增加開挖費用,更重要的是會由此造成過量的超填混凝土費用。


                  傳統的隧道超欠挖測量方法主要有:1、直接測量法,2、直角坐標法,3、三維近景攝影法,4、極坐標法(激光斷面儀法)等多種手段。上述四種方法在現場實施時,不僅需要各部門的協調配合,而且需要預留一定時間進行數據采集作業,既對現場施工作業進度造成一定影響,又增加了測量人員的勞動強度。


                  為了更快速準確地獲取隧道內部開挖面數據、一襯(噴漿)數據、二襯斷數據,采用思拓力X系列三維激光掃描儀對現場數據進行采集,利用思拓力自主研發的隧道版軟件進行超欠挖數據分析,同時生成可輸出的報告,供各方研判做出科學決策。

                   

                   

                  項目實施

                   


                  第一步:現場掃描作業

                   

                   

                  在隧道開挖面,或一襯或二襯之后進行現場數據采集工作,單站有效數據可達半徑40米左右。與傳統作業方式相比,不但減少了數據采集時間,而且增加了采集的數據量,為后期隧道超欠挖分析提供了大量真實有效的點云數據。

                   

                   

                  隧道數據采集定向(標靶球+棱鏡)
                  現場數據采集耗時不到3分鐘
                  (不包含全站儀坐標點獲?。?/span>

                   

                  在隧道內部采用標靶球+棱鏡獲取地理坐標

                   

                   

                  第二步:點云內業數據處理

                   

                   

                  采用由思拓力軟件開發團隊自主研發的點云后處理軟件(隧道模塊),進行專業的隧道超欠挖數據處理工作。

                   

                   

                  SiScan-Tunnel 隧道模塊界面預覽

                   

                   

                  對所需要處理的點云數據進行添加

                   

                   

                  隧道點云一襯(側俯視圖)

                   

                   

                  隧道點云一襯(二維圖)

                   

                   

                  隧道內部一襯(高程彩色)

                   

                   

                  檢查導入的數據,然后對隧道超欠挖分析用到的設計路線(平曲線、豎曲線),設計斷面等數據(由客戶提供隧道設計參數)進行輸入轉換,如下:
                   

                   

                  (1)設計路線輸入:

                   

                   

                   

                  隧道線路編輯器(平曲線=豎曲線)根據平曲線要素表進行轉換

                   

                   

                  由隧道設計路徑的相關坐標進行轉換窗口

                   

                  (2)設計斷面輸入

                   

                   

                  二襯設計斷面插入(選擇插入或者導入)

                   

                   

                  輸入設計斷面的數據值

                   


                  (3)對點云進行定向、生成斷面線等操作

                   


                  根據現場全站儀獲取的標靶球和儀器中心的地理坐標,對導入的點云數據進行定向。完成以上步驟后,開始進行斷面線生成,將設計線路(平曲線、豎曲線)拖入到點云數據窗口中:

                   

                   

                   

                  在菜單欄中選擇“導出—生成斷面”

                   

                   

                  對導出斷面的“類型、間隔、線寬度”等內容根據實際需要進行導出

                   

                   

                  斷面線與點云(側視圖)

                   

                   

                  實測隧道斷面線


                  對生成的斷面線進行檢查,移除因距離過遠獲取的點生成的無效斷面線。

                   

                   

                  移除無效斷面線

                   

                   

                  編輯斷面線

                   

                   

                  對生成的斷面進行比對

                   

                   

                   

                  紅色為一襯實測斷面,藍色為二襯設計斷面

                   

                  超欠挖分析得出結果之后,可以導出dxf文件和xls表格進行查看。

                   

                   

                  dxf格式數據預覽

                   

                   

                  可編輯(CAD圖)

                   

                   

                  xls表格報告


                  思拓力三維激光掃描儀在隧道超欠挖分析方面具有以下幾個優勢:三維顯示更加直觀,外業測量更加安全,自定義斷面間距,自動輸出超欠挖圖表成果等。通過下面這段視頻詳細了解下利用 SiScan-Tunnel 進行隧道超欠挖分析的過程。

                   

                   

                  如果您希望了解更多思拓力三維激光掃描儀產品信息,請與思拓力(020-66252886)或當地代理商聯系!


                  更多精彩案例,請關注思拓力測繪(微信號:situolisurveying)的持續更新!

                   

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