三维激光扫描技术在隧道钢波纹板套衬加固中的应用研究

doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2020.S1.056

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隧道建设（中英文） ›› 2020, Vol. 40 ›› Issue (S1): 423-428.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2020.S1.056

三维激光扫描技术在隧道钢波纹板套衬加固中的应用研究

王伟^{1, 2}，许学良^{3, 4, *}，马伟斌^{3, 4}，安哲立^{3, 4}，付兵先^{3, 4}，李尧^{3, 4}

（1. 中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉 430063； 2. 水下隧道技术国家地方联合工程研究中心，湖北武汉 430063； 3. 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所，北京 100081； 4. 高速铁路轨道技术国家重点实验室，北京 100081）

出版日期:2020-08-30 发布日期:2020-09-15
作者简介:王伟（1979—），男，河南登封人，2004年毕业于中南大学，桥梁与隧道工程专业，硕士，高级工程师，现从事隧道及地下工程勘察设计、科学研究等工作。E-mail： 7515464@qq.com。*通信作者：许学良， E-mail： xuxueliang860@yeah.net。
基金资助:
中国铁路总公司科技研究开发计划（P2018G002）；中国铁道科学研究院基金(2018YJ171); 国家能源集团科技开发项目《朔黄铁路30 t轴重基础设施检测与监测》

Study on Application of 3D Laser Scanning Technology in Tunnel Corrugated Steel Lining Reinforcement

WANG Wei^{1, 2}, XU Xueliang^{3, 4, *}, MA Weibin^{3, 4}, AN Zheli^{3, 4}, FU Bingxian^3,
4, LI Yao^{3, 4}

（1. China Railway Siyuan Survey and Design Group Co., Ltd., Wuhan 430063, Hubei, China; 2. National and Local Joint Engineering Research Center for Underwater Tunnel Technology, Wuhan 430063, Hubei, China; 3. Railway Engineering Research Institute, China Academy of Railway Sciences Corporation Limited, Beijing 100081, China; 4. State Key Laboratory for Track Technology of Highspeed Railway, Beijing 100081, China）

Online:2020-08-30 Published:2020-09-15

摘要/Abstract

摘要： 钢波纹板套衬加固后隧道原有断面净空面积减小且突变，为准确掌握隧道加固后净空变化具体信息，提出采用三维激光扫描技术对钢波纹板套衬加固前后的隧道段分别进行扫描，建立包括外业扫描和内业处理的标准化工作流程。结果表明： 1）加固前隧道实际轮廓与设计存在一些偏差，不能直接利用设计资料加工钢波纹板； 2）三维激光点云数据处理结果不仅可以用于指导钢波纹板分段精细化加工，还可通过嵌套对比获取加固前后隧道净空变化信息，达到2次扫描即可实现工程情况全息掌握的目的； 3）钢波纹板套衬加固后隧道断面轮廓仍能满足隧道建筑限界要求，最大值位于隧道拱顶处，为20.9 cm。

关键词: 三维激光扫描技术, 钢波纹板套衬, 隧道净空变化

Abstract: Due to the reinforcement of prefabricated corrugated steel lining, the clearance area of the tunnel crosssection reduces and varies. In order to accurately clarify the specific information of tunnel clearance variation after reinforcement, 3D laser scanning technology is proposed to scan the tunnel sections before and after corrugated steel lining, meanwhile, a standardized workflow including field scanning and inner processing is established. The results indicate that: (1) There are some deviations between the profile of the actual tunnel and the design one, therefore the design data could not be used directly to process the corrugated steel. (2) The processed results of 3D laser point cloud cannot only be used to guide the segment refinement of corrugated steel, but also obtain the accurate variation of tunnel clearance before and after reinforcement by nested analysis. (3) The profile of the tunnel crosssection can still meet the limit requirement of tunnel construction after corrugated steel lining reinforcement with the maximum value of 20.3 cm at tunnel crown.

Key words: 3D laser scanning technology, corrugated steel lining, tunnel clearance variation

中图分类号:

U 45

王伟, 许学良, 马伟斌, 安哲立, 付兵先, 李尧. 三维激光扫描技术在隧道钢波纹板套衬加固中的应用研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(S1): 423-428.

WANG Wei, XU Xueliang, MA Weibin, AN Zheli, FU Bingxian, LI Yao. Study on Application of 3D Laser Scanning Technology in Tunnel Corrugated Steel Lining Reinforcement[J]. Tunnel Construction, 2020, 40(S1): 423-428.

[1]	段清超，刘涛. 软岩隧道三维扫描变形监测技术的试验研究[J]. 隧道建设, 2019, 39(S1): 180-187.
[2]	李宗平，张永涛，杨钊，陈培帅，江鸿. 三维激光扫描技术在隧道变形与断面检测中的应用研究[J]. 隧道建设, 2017, 37(3): 336-341.

三维激光扫描技术在隧道钢波纹板套衬加固中的应用研究

Study on Application of 3D Laser Scanning Technology in Tunnel Corrugated Steel Lining Reinforcement

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