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应用3D激光扫描仪监控隧道围岩【摘要】3D激光扫描仪在隧道内的围岩监控量测；隧道的安全监测；工作流程及数据处理。
【关键词】三维激光扫描仪隧道围岩监控工作流程1 前言随着国内拉动内需政策的执行，铁路、高速公路、高速铁路、地铁等工程项目相继开工，随之而来的大批隐蔽工程正如火如荼的进行施工，安全问题越来越被列入最重要的施工问题。
隐蔽工程如隧道、地铁的开挖，围岩的稳定性、安全性成为施工安全隐患的根源。
如何安全、有效、便捷的控制隐蔽工程中围岩的稳定性、安全性的问题得到广泛关注。
传统的围岩量测是利用在洞壁上埋点，利用全站仪、水平仪、收敛仪等进行监控，不但耗费大量的人力、物力，占用过多的施工时间，而其埋在洞壁上的监控点很容易在施工中被破坏掉，导致之前的监控数据不能得以连续，变得没有意义，不能真正的控制围岩的变形，更给施工带来安全隐患。
3D激光扫描仪正好弥补了这方面的问题。
3D激光扫描技术原理是将实际的物体以点云的形式转换到电脑当中，用以进行编辑、测量、对比、实物建模等后续的数据处理工作。
单从围岩监控量测功能上来说，这台仪器完全运用一种逆向的思维工作流程。
隧道的掌子面开挖后，整个开挖面完全是不规则的形体，没办法将其真实的记录、监控。
传统的围岩监控量测办法是运用全站仪，在拱顶及边墙处埋点，通过每天观察预埋点的变化，来判断围岩的变化，这是以点盖面的错误理论。
3D激光扫描仪则是真实记录开挖后整个拱顶及边墙的实际数据，通过与上一次扫描结果的对比，整段围岩任意点的变化都将被显示，做到了真正意义上的围岩监测。
3D激光扫描仪的应用，为隐蔽工程的安全做到保驾护航！图一扫描仪配件图二现场扫描情况2 技术特点2.1作业程序时间短，工效高，不影响施工工序。
利用隧道放炮、出渣后，测量人员进行测量的时间，即可完成扫描工作。
2.2仪器设备简单，操作方便，无需埋点。
传统的围岩量测，是在隧道围岩上埋固定点，通过对固定点的测量，进而得出隧道围岩的变形情况，一旦固定点在施工过程中被破坏，围岩量测将无法进行，这给隧道的安全施工带来很大的风险和隐患，而且这是以点代面的理论，实际施工中有太多的例子可以供我们参考，往往围岩变形塌方的地方不在我们观测的固定点处。
三维激光扫描检测隧道净空施工工法三维激光扫描检测隧道净空施工工法一、前言隧道净空施工是隧道工程中的重要环节之一，为确保隧道的稳定性和安全性，需要对施工过程进行精准监测和控制。
传统的隧道净空施工工法通常依赖于人工测量和观察，存在效率低下、准确性不高等问题。
而三维激光扫描检测隧道净空施工工法通过引入激光扫描技术，可以实现对施工过程的精确监测和实时控制，为隧道工程提供了更高效、更准确的解决方案。
二、工法特点三维激光扫描检测隧道净空施工工法具有以下几个特点：1. 高效精确：采用激光扫描仪对隧道净空进行全方位、高密度的扫描，可以快速获取隧道表面的三维点云数据，并提供高精度的模型重建和量化分析。
2. 实时监测：激光扫描仪可实现实时数据采集和传输，利用云计算和物联网技术，可以将数据传输到远程监测中心，实时监控隧道净空施工过程。
3. 可视化展示：通过对三维点云数据的处理和渲染，可以生成真实感的隧道模型，并对其进行可视化展示，便于施工人员和管理人员直观地了解隧道净空的实际情况。
4. 高度自动化：由于采用了激光扫描技术，减少了人工测量和观察的工作量，提高了工作效率，减少了工人的劳动强度。
三、适应范围三维激光扫描检测隧道净空施工工法适用于各类隧道净空施工，包括公路隧道、铁路隧道、地铁隧道等。
无论是施工新隧道还是进行老隧道的检修和加固，都可以采用该工法进行准确监测。
四、工艺原理三维激光扫描检测隧道净空施工工法通过将激光扫描仪安装在隧道内的固定位置上，利用其发射的激光束在隧道内进行扫描，获取隧道表面的点云数据。
然后，通过对点云数据的处理和分析，生成隧道的三维模型，并进行空间分析和量化分析。
施工人员可以通过对模型的可视化展示，直观地了解隧道净空的实际情况，并根据实时监测的数据对施工过程进行精确控制。
五、施工工艺1、准备工作：确定激光扫描仪的安装位置，安装固定支架，并校准仪器。
对需要施工的隧道进行表面清理和处理，确保扫描的质量和准确性。
三维激光扫描仪在隧道施工的应用摘要：三维激光扫描仪扫面精度高、检测效率高、数字化程度高，本文结合张吉怀铁路鲁家庄隧道施工为例，介绍三维激光扫描技术在高铁隧道施工中的应用,为以后的高铁隧道超欠挖控制提供指导。
关键词：三维激光扫描；山岭隧道；超欠挖隧道施工中的超欠挖控制一直是隧道施工必不可少的控制环节，隧道超欠挖的控制好坏不仅直接影响到现场施工质量，更与施工单位的经济效益密不可分，及时的测量分析现场隧道超欠挖情况，控制超挖，节约成本的同时，杜绝因欠挖引起的二衬厚度不足等质量问题。
本文结合三维激光扫描仪在现场隧道施工中的应用情况，为以后的隧道超欠挖控制测量提供参考。
1三维扫描仪原理三维激光扫描是利用激光测距的原理，通过记录被测物体表面大量的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，可快速复建出被测目标的三维模型及线、面、体等各种图件数据。
三维激光扫描系统包含数据采集的硬件部分和数据处理的软件部分。
根据其测量方式，三维扫描仪又可分为脉冲式和相位式。
2传统测量手段与三维激光扫描对比①传统测量采用全站仪对隧道开挖轮廓进行测量，获取的为单点数据，通过对数据分析与设计开挖轮廓作出对比，得出隧道的超欠挖情况。
由于受仪器和分析软件的限制，存在着工作量大，数据分析不全面，无法满足现有施工工艺要求，测量点位不密集，点位间隔过大，虽然所测点位未存在欠挖，但是点位间隔间存在的欠挖无法及时发现，从而而造成欠挖位置未能及时发现。
②三维激光扫描仪可连续、自动、快速的收集大量的目标物表面三维点数据，即点云（PointClouds），因此相较传统测量有许多优势，如1）数据获取速度快，实时性强；2）数据量大，精度高；3）主动性强，能全天候工作；4）全数字特性，信息传输、加工、表达容易。
它的工作过程实际上就是不断的数据采集和处理过程，通过具有一定分辨率的空间点所组成的点云图来表达系统对目标物表面发的采集结果。
3三维激光扫描仪技术参数三维激光扫描仪通过发射的不可见激光束对物体表面进行快速测量，主要技术参数如下：方法：相位式扫描，单站最大扫描距离270m，最小射程：0.3m，线性误差：≤1mm，分辨率范围：0.1mm，数据采集速率：≤1.016.00Pixel/s[1]，数据扫描分辨率：垂直视场：320°，水平视野：360°，垂直分辨率：0.0004°，水平分辨率：0.0002°，双轴补偿器：分辨率0.001°测量范围：±0.5°，精度：＜0.007。
