三維可視化激光掃描技術在隧道變形監測中的應用

陳 柱 商長君 楊建超 陳昊喆 凌 鵬 解 勇

(1.中鐵一局集團第五工程有限公司,陜西寶雞 721006; 2.成都天佑智隧科技有限公司,成都 610031)

隨著我國交通事業快速發展,隧道開挖的安全性越來越受關注和重視,隧道施工階段的變形監測環節顯得尤為重要。已有學者對復雜圍巖變形等地質隧道施工監測中常用的監測技術手段進行研究:許子揚等認為測量機器人自動化水平高、操作較為簡單、精度高,但存在受制于監測斷面間距,難以反映相鄰斷面間地鐵隧道結構變形情況[1];劉紹堂等也指出測量機器人在隧道自動變形監測的應用雖然已經進入實用階段,但由于成本和功能的局限,其大規模的廣泛應用還需進一步研究[2];楊松林等認為,傳統圍巖變形監測采用鋼尺收斂計接觸量測,與施工相互干擾,且人為因素對量測精度影響較大[3];沈寧等在隧道洞壁上埋設固定點,利用全站儀、水平儀、收斂儀等對其測量,從而得到幾何變形情況[4]。不難看出,傳統方法在監測前需要設置測點,會導致監測初始值獲取時間較晚。且監測斷面間距較大(5～10m),不能全面反映施工期隧道全斷面變形情況。另外,在隧道監控預警方面,特殊隧道常出現假預警頻發問題,無法有效指導隧道施工[5-6]。

三維可視化激光掃描技術突破傳統監控量測單點式測量的局限性,具有效率高、非接觸式、高精度、全息化等特點[7-8]。以彌勒至楚雄國家高速公路玉溪至楚雄段勘察試驗段項目齊云隧道作為試點,通過對比三維激光掃描儀與全站儀兩種監測方式在該隧道監測數據的變化趨勢,驗證全息變形監測技術的可靠性。……