Topcon GTL-1000三維掃描技術(shù)隧道施工應(yīng)用方案

隧道施工過程中，斷面測(cè)量及分析、方量計(jì)算、平整度檢測(cè)、凈空分析、厚度分析等是施工質(zhì)量和安全保障的重要過程控制手段。傳統(tǒng)作業(yè)方式用全站儀或斷面儀進(jìn)行隧道開挖、初支及二襯過程的測(cè)量及檢測(cè)，這是一種以點(diǎn)代面的作業(yè)方式。

受限于外業(yè)作業(yè)效率及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理能力，往往斷面間隔及同一斷面上的點(diǎn)位間隔均較大，很容易出現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)無法真實(shí)、完整體現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況的情況，如關(guān)鍵超欠挖數(shù)據(jù)正好出現(xiàn)在設(shè)站間隔之間等。傳統(tǒng)作業(yè)方式，也受到作業(yè)人員經(jīng)驗(yàn)、主觀意愿的較大影響，不利于隧道施工過程安全質(zhì)量管理的標(biāo)準(zhǔn)化、信息化推進(jìn)。

三維掃描技術(shù)所帶來的海量隧道點(diǎn)云數(shù)據(jù)配合點(diǎn)云隧道處理系統(tǒng)可完美解決上述問題。如何高效、高質(zhì)量的獲取不同施工階段現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)云數(shù)據(jù)，是目前隧道施工方要解決的首要問題。

01隧道施工三維掃描技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用方案

1.  系統(tǒng)框架

 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用：

快速掃描

點(diǎn)云自動(dòng)處理（去噪、拼接、自動(dòng)點(diǎn)云剔除）

現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)業(yè)成果

關(guān)鍵特征點(diǎn)自動(dòng)放樣

 Web 成果交互平臺(tái)：

成果報(bào)表展示

? 工程管理/用戶管理

? 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)（定線、斷面模板、線路設(shè)計(jì)等）
? 報(bào)表成果展示及導(dǎo)出

點(diǎn)云成果數(shù)據(jù)超欠挖著色

BIM平臺(tái)結(jié)合展示、應(yīng)用

2.  Topcon GTL-1000全站式掃描儀：

掃描模式：后視定向、后方交會(huì)直接定位絕對(duì)坐標(biāo)

掃描速度：100,000點(diǎn)/秒

防護(hù)等級(jí)：IP65

自動(dòng)放樣：關(guān)鍵特征點(diǎn)自動(dòng)放樣

3.  點(diǎn)云隧道處理系統(tǒng)（BSY）

a)  BSY現(xiàn)場(chǎng)快速應(yīng)用

架站掃描：后方交會(huì)設(shè)站，無需全站儀配合，點(diǎn)云絕對(duì)坐標(biāo)；

快速精準(zhǔn)：2分鐘完成外業(yè)掃描、點(diǎn)云精度2mm以內(nèi)；

即時(shí)分析：點(diǎn)云自動(dòng)均勻稀疏、自動(dòng)過濾、從架設(shè)儀器開始，15分鐘內(nèi)立得成果數(shù)據(jù)，無需額外內(nèi)頁工作；

特征放樣：按需對(duì)特征點(diǎn)自動(dòng)放樣，現(xiàn)場(chǎng)即可完成放樣、指導(dǎo)施工。

b)  BSY測(cè)量成果管理平臺(tái)

設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、點(diǎn)云、成果報(bào)表等均通過數(shù)據(jù)庫管理，可隨時(shí)回溯當(dāng)期施工細(xì)節(jié)，通過網(wǎng)頁直接查看；設(shè)計(jì)模型與點(diǎn)云疊加展示。點(diǎn)云包含全掃描次數(shù)的數(shù)據(jù)、點(diǎn)云按超欠挖值著色，可直觀看到工程進(jìn)度及關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)；超欠挖、侵限、平整度、方量、厚度等成果均在頁面可視化展示，點(diǎn)擊即可查看詳細(xì)報(bào)告數(shù)據(jù)。

c)  BSY測(cè)量成果VR展示

02隧道施工關(guān)鍵環(huán)節(jié)技術(shù)應(yīng)用

1.  開挖控制

每循環(huán)開挖爆破、排危后，因?yàn)樾枰⒓戳⒐凹?，時(shí)間窗口非常有限，僅有30分鐘。本套技術(shù)方案可以在有限的時(shí)間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)爆破面的掃描，并形成超欠挖、方量等成果數(shù)據(jù)，不影響現(xiàn)場(chǎng)正常施工。

超欠挖分析：點(diǎn)云直接按照超欠挖著色形成熱點(diǎn)圖、一目了然（欠挖為暖色系、超挖為冷色系，超欠挖越嚴(yán)重，色系越重）。隧道爆破環(huán)節(jié)，不允許欠挖存在。

開挖形成的超欠挖報(bào)告

點(diǎn)云按超欠挖著色的熱點(diǎn)圖

超方量分析：爆破開挖的超方量直接決定了隧道施作的成本和工藝水平。通過在爆破環(huán)節(jié)形成每個(gè)循環(huán)的超挖量、與混凝土價(jià)格關(guān)聯(lián)，即可得出超挖超耗的第一手精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)對(duì)于精確掌控隧道施工的經(jīng)濟(jì)狀況、促進(jìn)隧道施作工藝提升具有重要意義。

爆破開挖后超方量分析

2.  初支控制

初支重點(diǎn)關(guān)注侵限、平整度情況，同時(shí)也可掌握理論二襯方量等數(shù)據(jù)。

初支不允許出現(xiàn)侵限，否則會(huì)造成二襯厚度不足。同時(shí)，初支平整度的情況將決定掛防水板的質(zhì)量，這將在后續(xù)直接決定隧道內(nèi)是否殘漏有間隙，對(duì)隧道的長(zhǎng)期質(zhì)量影響重大。建議在初支變形一段時(shí)間、基本穩(wěn)定后，進(jìn)行掃描，形成侵限報(bào)告，一旦發(fā)現(xiàn)侵限點(diǎn)，可立即通過放樣功能現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)記，立即處置。同時(shí)平整度報(bào)告根據(jù)規(guī)范1/20的深寬比自動(dòng)生成，對(duì)于明顯的不平整區(qū)域，也可現(xiàn)場(chǎng)立即處置。

初支侵限報(bào)告

初支平整度報(bào)告，紅域?yàn)樯顚挶瘸瑯?biāo)位置

初支超欠挖方量報(bào)告

3.  襯砌控制

襯重點(diǎn)關(guān)注襯砌厚度、襯砌方量、凈空分析。

二襯施作完成后，同一里程段的掃描點(diǎn)云與初支點(diǎn)云進(jìn)行比較，可得出精準(zhǔn)的二襯厚度數(shù)據(jù)，襯砌方量也可對(duì)應(yīng)算出。而作為最終的形體尺寸驗(yàn)收，凈空分析既可通過超欠挖的方式得到，也可直接指定高差線、或指定角度等方式設(shè)定，從而確保最終的隧道形體尺寸滿足設(shè)計(jì)要求。

襯砌厚度報(bào)告

二襯凈空分析，按高差線

按角度分割

二襯方量計(jì)算

03分典型應(yīng)用案例

鐵路：川藏鐵路、渝昆鐵路、渝黔高鐵、成達(dá)萬高鐵、成自宜高鐵、漢巴南鐵路、成蘭高鐵、西延高鐵、宣績(jī)鐵路、池黃鐵路；

公路：景文高速、臨建高速、瑞蒼高速、國道109高速公路、遂昌高速、德會(huì)高速；

水利：滇中飲水、金沙江旭龍水電站、錦屏水電站；

地鐵：貴陽地鐵、成都地鐵；

礦山：大明礦業(yè)、青海地礦。

標(biāo)簽：