隧道三维激光扫描系统方案
三维激光扫描技术在既有交通隧道快速检测中的应用
三维激光扫描技术在既有交通隧道快速检测中的应用引言在交通建设领域，隧道是不可避免的基础设施之一。
交通隧道的安全和可靠性与其设计、施工和维护密切相关。
由于隧道环境的封闭性和特殊性，使得隧道内部的安全检查、维护和修复工作毫无疑问是一项具有挑战性的任务。
因此，利用现代测量技术对交通隧道进行快速检测和监测是十分必要和重要的。
三维激光扫描技术是一种高效且可靠的测量方法，具有快速、精确、高效的特点，被广泛应用于隧道中进行快速检测。
本文主要介绍三维激光扫描技术在既有交通隧道快速检测中的应用、技术原理和实际应用案例。
一、三维激光扫描技术在隧道检测中的应用三维激光扫描技术可以非常精确地捕捉物体的三维点云信息，绘制出物体的三维模型，具有非接触式测量、快速测量、高精度等优点。
在既有的交通隧道检测中，三维激光扫描技术能够快速获取到内部结构的三维信息，包括隧道内部的地形、地貌、结构等信息。
同时，这种技术也可以通过比对不同时间的数据，快速检测出隧道结构的变化情况。
具体来讲，三维激光扫描技术可用于以下方面：1.测绘隧道地形利用三维激光扫描技术，可以快速、准确地测量隧道内部的地形。
在测绘隧道地形时，可以设置扫描参数，以获得不同密度的点云数据。
同时，还可以基于点云数据生成高精度的数字地形模型，为隧道检测和维护提供基础数据。
2.检测应力损伤交通隧道长期使用后，由于地质条件和自然力的影响，会导致结构应力损伤、破坏或变形。
使用三维激光扫描技术，可以快速获得隧道内部结构的三维形态数据，与设计模型进行比对，判断隧道内部是否存在结构应力损伤现象。
如果存在，则可以及早采取措施修复和加固，以保障隧道的使用安全和可靠性。
3.检测水位变化隧道内部的水位变化也是影响隧道使用安全的因素之一。
通过三维激光扫描技术获取的三维数据可用于检测隧道内部水位的变化情况。
通过比对不同时间的三维数据，可以快速发现隧道内部水位是否发生变化，及时地采取措施避免安全事故的发生。
三维激光扫描仪在隧道方面应用 ppt课件
质量管理体系培训 软件培训（VXelements、Geomagic、Maya、3Ds Max、 Galaxy_Eye、ZB、PS、AE、VR等）
设备租赁 地面三维激光扫描仪，高精度手持式扫描仪等
三维激光扫描仪在隧道方面 应用
三维激光扫描仪在隧道方面 应用
三维激光扫描仪在隧道方面 应用
耗时（分钟）
300 250
200 150 100
50
0 TMS方法
三维激光测量方法
从4小时到4分钟，极大提高测量效率！
三维激光扫描仪在隧道方面 应用
软件比较
• 复杂隧道表征 • 处理复杂的断面 • 局部断面处理 • 隧道外形的三角网格化 • 基本的体积计算 • 表面积计算 • 喷浆设计 (喷浆模式) • 纵向等高线 • 隧道轮廓线偏离计算 • 标示点云（比如，过挖点云） • 可视化三维隧道 • 根据点云得出断面
三维激光扫描仪在隧道方面 应用
点云数据处理
最基本的功能，多 站拼接，点云附色 ，查看等
意味着市场上所有点
云处理软件都可以处
理Faro三维激光扫描 仪扫描的数据
支持ATSM
格式
主要功能
Webshare 共享
数据共享，使远方的 同事也可以第一时间 看到工作现场
Scene5.0应用流程
原始数据
扫描仪完成扫描 将数据置入Scene5.0
三维激光扫描仪在隧道方面 应用
项目案例
公路项目的验收
三维激光扫描仪在隧道方面 应用
2 个 200mm直径的靶球 3 个三抓支架 1 个等高度的棱镜 高度和直径都经过严格检验
脚架和参考控制点
三维激光扫描仪在隧道方面应用
三维激光扫描仪在隧道方面应用
基于三维激光扫描技术的隧道检测技术研究
实验结果
实验结果
通过对比实验，我们发现采用三维激光扫描技术检测高铁隧道平整度的效果 明显优于传统方法。三维激光扫描技术可以快速准确地获取隧道表面的三维坐标 数据，精度高达毫米级别，而且不需要接触被测物体，不会对隧道表面造成损伤。 相比之下，传统方法效率低下，精度也不高，无法满足现代高铁建设的需求。
应用场景
1、初期验收
1、初期验收
在高铁隧道建设完成后，需要进行初期验收，对隧道的平整度进行检测。采 用三维激光扫描技术，可以对整个隧道进行高精度、高效率的测量，获取隧道表 面的三维坐标数据，再通过专业软件进行处理和后处理，最终得到隧道的平整度 情况。这样可以快速准确地发现问题并进行处理，确保隧道的平整度符合设计要 求。
实验讨论
3、高自动化：三维激光扫描技术结合计算机技术可以实现自动化的数据处理 和模型重建，减少了人为误差和劳动强度。
实验讨论
然而，在实际应用中，三维激光扫描技术仍存在一些不足之处：
实验讨论
1、对环境要求较高：隧道内环境复杂多变，可能会影响三维激光扫描的精度。 因此，需要对环境进行适当控制或采取补偿措施。
谢谢观看
基于三维激光扫描技术的隧道 检测技术研究
01 引言
03 技术原理
目录
02 研究现状 04 实验方法
05 实验结果
07 参考内容
目录
06 实验讨论
引言
引言
随着城市化进程的加快，地下空间的使用越来越广泛，隧道建设数量也逐年 增加。为了保证隧道的安全运行，隧道检测变得越来越重要。传统的隧道检测方 法主要依靠人工巡检和简单的仪器测量，不仅效率低下，而且精度难以保证。近 年来，三维激光扫描技术不断发展，其在隧道检测中的应用也日益广泛。本次演 示旨在探讨基于三维激光扫描技术的隧道检测技术，以期为相关研究提供参考。
三维激光扫描仪在隧道方面应用
检测隧道裂缝
通过高精度的点云数据，可以发现隧道表面的微小裂缝，及时采取措施进行修 补，防止裂缝扩大对结构造成更大的影响。
隧道内部设施管理
设施位置定位
三维激光扫描仪能够获取隧道内部设施的三维坐标数据，帮助管理人员准确定位 设施的位置，提高设施维护和管理的效率。
03
隧道施工工艺优化
利用三维激光扫描仪对已建成的隧道进行扫描，获取隧道内部的实际结
构数据，与设计图纸进行对比，可以发现施工工艺中存在的问题，进一
步优化施工工艺。
隧道安全监测与维护
隧道变形监测
通过定期对隧道进行三维激光扫描， 可以监测隧道的变形情况，及时发现 和预防隧道塌方等安全事故。
隧道病害检测
利用三维激光扫描仪的高精度测量优 势，可以发现隧道内部的细微病害， 如裂缝、渗漏等，为隧道的维护和修 复提供依据。
三维激光扫描仪在隧道方面应用
$number {01}
目 录
• 三维激光扫描仪简介 • 三维激光扫描仪在隧道建设中的
应用 • 三维激光扫描仪在隧道维护中的
应用 • 三维激光扫描仪在隧道科研中的
应用
目 录
• 三维激光扫描仪在隧道应用中的 挑战与解决方案
• 三维激光扫描仪在隧道应用案例 分析
01
三维激光扫描仪简介
隧道施工监控
施工进度监控
通过实时扫描隧道施工区域，获取施工进度数据，与施工计划进行对比，监控施工进度。
施工安全监控
对隧道施工过程中的危险源进行实时监测，及时发现安全隐患，保障施工安全。
三维激光扫描在隧道检测中的应用-地铁施工及运营安全交流会
13
安伯格APM定位法——Profiler5003（右上） FARO扫描仪+APM定位基座 安伯格APM定位法——FARO Focus3D（右下） 快速进行高精度激光点云的绝对坐标快速定位 距离测站10米处的点位重复精度优于２mm
TunnelScan系统硬件配置
14
TunnelScan系统的硬件配置： Amberg Profiler5003+徕卡圆棱镜 Faro Focus 3D扫描仪+ APM定位基座 野外平板电脑可在现场生成断面分析报告 每次测量内业数据处理时间小于１５分钟
2
Amberg集团公司的业绩
瑞士圣哥达隧道全长57km，目前世界最长隧道
最大埋深超过2000米，目前世界最大埋深隧道 目前隧道已经全部贯通，全部工程2015年完工
Amberg集团公司介绍
V-S-H- Hagerbach地下试验场：Hagerbach隧道全长近6km，是欧洲最 大的地下试验场，是许多地下施工方法与建筑材料和设备的国际实验室
自动生成各种分析报告: 超欠挖断面分析和方量报告 断面分析 断面收敛 侵界检测 隧道中心轴线 砌衬厚度、方量 激光雷达合成影像图 影像分析 渗水影像报告 裂缝影像报告 地质素描图 平整度分析报告 平整度 更加精确的方量报告 图形效果非常友好的报表
16
32
TunnelScan – 激光雷达影像应用案例
对隧道检测数据中的激光点云数据进行裂缝识别与定位 根据裂缝的宽度与长度特征自动提取与定位 自动计算裂缝长度、宽度、里程号等
识别出裂缝位置、里程
33
北京地铁6号线竣工验收扫描检测试验
TunnelScan – 激光雷达影像应用案例
地铁盾构隧道内型面三维激光扫描检测施工工法
地铁盾构隧道内型面三维激光扫描检测施工工法深圳地铁盾构隧道内型面三维激光扫描检测施工工法一、前言地铁盾构隧道是城市地铁建设中常见的一种隧道类型，其施工质量和安全问题一直是建设过程中必须关注的重点。
为保证施工质量和安全性，一种基于三维激光扫描技术的盾构隧道型面检测方法被引入并得到了广泛应用。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点地铁盾构隧道内型面三维激光扫描检测施工工法具有如下特点：1. 高精度：采用激光扫描技术，可实现对隧道内型面的高精度测量，能够精确掌握隧道的几何形状和尺寸。
2. 高效率：采用自动化扫描仪，可以快速完成对整个隧道的扫描，大大提高了检测效率，缩短了施工周期。
3. 高安全性：无需人工进入隧道内进行测量，能够避免工人接触到危险环境，提高了工作安全性。
4. 高适应性：适用于各种类型的盾构隧道，无论是直线段还是曲线段，都可以应用该工法进行检测。
5. 可远程实时监控：通过与计算机系统的连接，可以对扫描数据进行实时监控和分析，及时发现问题并采取相应措施。
三、适应范围该工法适用于各类地铁盾构隧道的施工，无论是深埋段、浅埋段还是水下段，都可以通过激光扫描技术进行型面测量和检测。
同时，该工法也适用于各类地质情况，能够应对不同地层条件下的施工需求。
四、工艺原理地铁盾构隧道内型面三维激光扫描检测工法主要通过以下工艺原理实现：1. 激光扫描仪：通过激光扫描仪对隧道内的型面进行无接触式扫描，将扫描数据转化为三维模型。
2. 数据处理软件：利用专业的数据处理软件，对扫描数据进行处理和分析，生成需要的型面图和报告。
3. 实时监控系统：将激光扫描仪与计算机系统连接，实现对扫描过程的实时监控和数据分析。
五、施工工艺 1. 前期准备：选择合适的施工设备和工具，将激光扫描仪固定在适当位置，进行基准校准并调试。
2. 扫描数据采集：启动激光扫描仪，进行隧道内的自动化扫描，保持一定的扫描间距和覆盖范围，并记录扫描数据。
三维激光扫描在隧道检测中的应用_地铁施工与运营安全交流会
Amberg集团公司的业绩
瑞士圣哥达隧道全长57km，目前世界最长隧道 最大埋深超过2000米，目前世界最大埋深隧道 目前隧道已经全部贯通，全部工程2015年完工
Amberg集团公司介绍
V-S-H- Hagerbach地下试验场：Hagerbach隧道全长近6km，是欧洲最 大的地下试验场，是许多地下施工方法与建筑材料和设备的国际实验室
•杭州地铁1号线杭州东站强险段管片横向变形 •最大处的横向变形达到10cm（4环） •TunnelScan的快速、自动化解决方案发挥优势，外业4小时检测500米，内业2天出报告 •隧道扫描全面高密度检测的优势充分发挥，找到最大变形和精确定位变形区域
里程 23248.398 23252.002 23256.801 23260.398 23263.201 23265.602 23269.994 23273.598 23277.203 23280.807 23284.400 23287.998 23291.601 23295.199 23298.801 23302.395 23306.199 23309.801 23313.400 23317.000 23321.801 23325.400 23329.000 23333.803 23337.398 23341.002 23344.600 23349.400 23353.002 23356.606 23360.199 23364.197 23367.801 23371.398 23375.000 23379.801 23383.398 23386.998 23390.598 23397.799 23404.996 23409.805 23413.398 23416.994
▪ 施工和运营隧道精确和全面数字化，包括精细化断面和激光影像数据 ▪ 快速对隧道激光雷达检测数据进行自动化大批量处理 ▪ 隧道断面收敛、中心轴线、三维真实模型、侵界、裂缝、渗水等检测
天宝TX5三维激光扫描仪在隧道工程解决方案中应用
美国天宝3D扫描仪在隧道工程解决方案---武汉海德斯路编制三维扫描在隧道工程中，可以和常规的测量手段相结合，完成基础信息搜集，并可以对施工中或运营隧道进行扫描，得到高精度的点云模型。
在点云数据上可以直接截取断面数据来对隧道工程的质量、状态进行检查；可以提供包括三维模型、横纵断面图，超欠挖分析图，以及正射影像展开图。
关键词：隧道工程、三维激光扫描、点云数据、横纵断面图、超欠挖分析图、武汉海德斯路、Trimble TX5海德斯路以“激光应用解决方案领导者”为使命，推进三维扫描技术在隧道工程中逐步深入应用，从而提供实用、科学的解决方案。
海德斯路隧道工程三维扫描方案总体分三个阶段，下图是解决方案分阶段的工作流程图：（1）三维点云数据采集阶段：使用设备是Trimble TX5三维激光扫描仪，整个采集过程为非接触式，在特殊坏境下可以远程遥控操作，其设备参数为：在特殊坏境下可以远程遥控操作，其设备参数为：▪扫描速度：976,000点/秒▪每站测量2-5分钟▪精度：25米处±2毫米▪分辨率：10米内2毫米▪最大扫描距离：120米▪扫描视角范围：水平360°垂直305°▪内置相机：7000万像素广角环幕▪尺寸：240X200X100mm3▪重量：5公斤（2）点云数据处理阶段采集后的点云数据通过Trimble RealWorks可实现点云过滤、匹配颜色、多站自动拼接、项目管理、测距、三维点云展示、横纵断面图、超欠挖分析、三维空间分析、竣工数据与设计对比、三维建模、高清数码影像、项目飞行浏览、录像等应用，支持海量点云，速度快，可以满足高端客户对高质量三维效果演示的需求。
（3）多样化展示效果输出阶段根据需要，可以提供以下数据成果：原始点云数据、完整点云数据、建筑模型数据、横纵断面图、超欠挖分析图、点云漫游视频、模型漫游视频、虚拟现实浏览、实景漫游浏览、三维GIS应用等。
包括目标记录、彩色多格式网格、正射影像及结合点云的AutoCad文档输出。
如何使用激光扫描仪进行隧道内部测量与分析
如何使用激光扫描仪进行隧道内部测量与分析隧道是现代城市交通建设中不可或缺的一部分，它们在提供便捷交通的同时，也面临着一系列的安全和维护问题。
如何高效地进行隧道内部测量与分析，对于确保隧道的正常运行和安全性至关重要。
而使用激光扫描仪则是一种可行且高效的解决方案。
激光扫描仪是一种先进的测量技术工具，通过激光束扫描的方式，可以快速、准确地获取隧道内部的三维数据。
其工作原理是通过发射一束激光束，然后根据激光束的反射情况来确定不同物体的位置和形状。
这种技术可以覆盖大范围的测量区域，并且不需要直接接触物体，可以保持测量过程的安全性和便捷性。
首先，激光扫描仪可以用于隧道内部的测量。
在进行隧道建设或维护时，了解隧道内部的实际情况是非常重要的。
激光扫描仪可以快速获取隧道内部的几何数据，包括隧道的尺寸、形状、曲率等。
通过对这些数据的分析和比对，可以精确地把握隧道的结构特点，为隧道的设计和施工提供有力的支持。
其次，激光扫描仪可以用于隧道内部的变形监测。
隧道在使用过程中，由于承受了外力或其他因素的影响，很可能会发生变形。
传统的变形监测方法往往需要人工进行，费时费力，并且存在一定的风险。
而激光扫描仪可以快速、连续地获取隧道内部的几何数据，借助于先进的数据处理算法，可以对隧道的变形情况进行实时监测和分析。
一旦发现异常情况，可以及时采取措施进行修复，从而确保隧道的安全运行。
此外，激光扫描仪还可以用于隧道内部的缺陷检测。
隧道的正常运行离不开结构的完整性，任何细微的缺陷都可能对隧道的安全性造成严重威胁。
激光扫描仪可以对隧道内部进行全面而精确的扫描，识别出隧道中存在的任何缺陷，如裂纹、变形等。
借助于高精度的数据分析和处理技术，可以对这些缺陷的严重程度进行评估，并提出相应的维护计划。
总结起来，使用激光扫描仪进行隧道内部测量与分析，可以提高工作效率，确保工作质量，保障隧道的安全运行。
随着激光扫描仪技术的不断发展和应用，相信它在隧道工程中的作用会越来越重要。
基于三维激光扫描技术的地铁隧道椭圆度快速检测方法
图１ 地铁隧道断面结构检测技术流程图 １）预处理。
对采集的原始点云数据进行预处理，包括数据拼接、坐标校正、重采样等处理。
预处理通常在三维激光扫描仪配套的处理软件中完成。
２）数据入库。
根据线路中线数据计算预处理完成点云数据各点的里程值，并将其导入服务器的数据库中存储，建立点云数据的里程索引结构。
３）断面几何参数提取。
客户机从服务器中提取断面点云数据，进行自动化去噪、椭圆拟合、几何参数提取等处理，最后输出成果。
２ 地铁隧道断面结构检测实施方案２．１ 海量隧道点云的高效存储组织管理地铁隧道断面通常按里程划分，进行隧道断面结构检测首先要从隧道点云中提取对应里程上的点云数据。
地铁隧道点云数据通常以文本格式存储，例如．ｌａｓ、．ｘｙｚ格式，这种文本存储方式的访问速度慢、查询效率低。
为了从海量点云中快速查询指定位置的点数据，通常建立３维ＫＤ Ｔｒｅｅ［１３］或者八叉树Ｏｃｔｒｅｅ［１４］等索引结构，然而这些索引是以三维的（ｘ，ｙ，ｚ）点进行检索，不适合以里程为索引的线状交通应用，并且索引计算耗时多、存储空间大。
线性参考系统（ＬｉｎｅａｒＲｅｆｅｒｅｎｃｉｎｇＳｙｓｔｅｍ，ＬＲＳ），是一种利用沿着可测量的线要素的相对方位来存储地理位置的方法，例如地铁线路按距离起点的里程定位。
本文基于ＬＲＳ，根据线路中线计算点云中每个点的里程值Ｍ，同时将点的（ｘ，ｙ，ｚ）坐标存储到数据库中，并针对里程值Ｍ字段建立索引结构。
通过数据库存储管理，再加之有索引结构，因而数据的访问速度快、查询效率高，同时也能进行多用户高效并发读写，适合多客户机进行并行计算。
受到点云密度的影响，隧道断面的点云通常需要截取一定的厚度，以保证有足够数量的点用于后续处理。
对于数据库中的海量点云数据，可以简单快速地查询到断面对应里程上的点云数据。
例如，查询里程值为Ｍ′处、厚度为δ的点云数据只需通过以下ＳＱＬ语句：ｓｅｌｅｃｔ［ｘ］，［ｙ］，［ｚ］ｆｒｏｍ［ＴａｂｌｅＮａｍｅ］ｗｈｅｒｅ［Ｍ］＞＝Ｍ′－δ／２ａｎｄ［Ｍ］＜＝Ｍ′＋δ／２（１） 相比以文本格式存储的点云数据，通过ＳＱＬ语句查询的数据库存储方式无需计算点到断面平面的距离进行逐点筛选，实现快捷方便，断面点云获取效率高。
三维激光扫描仪解决方案
企业成长历程
2010年6月,公司注册成立，同年底 TW-Z100原理样机开发成功 2011年10月，TW-Z100工程样机开发成功，荣获“中国国际工业博览会创新奖” 2011年7月，创业项目获得“科技部科技型中小企业创新基金” 2011年10月，入选杭州市“雏鹰计划”企业 2012年10月，“高精度激光三维扫描仪产品开发”列入萧山区科技计划重大项目，项目编号：2012118 2012年10月，TW-Z100产品设计定型，实现产品销售突破 2013年7月，“长距离激光三维扫描仪产品开发”列入浙江省重大科技项目，项目编号：2013C01153 2013年10月，承担国家重大科学仪器设备开发专项“机载双频激光雷达产品开发和应用”项目产品工程化开发任务 2013年12月，通过ISO9000：2008质量体系认证 2014年10月，参加第三届中国创新创业大赛，荣获“优秀企业”奖 2014年12月，建立了地基产品小批量生产线
高效便捷全景三维点云数据分析处理26283dtwsmas专业的隧道点云分析软件提供全面的数字化隧道工程测量解决方案软件功能模块扫描控制模块点云拼接与预处理模块点云可视化模块点云数据处理系统特色与主要功能地下作业高效快捷海量点云数据的快速加载和索引建立快速完整全方位采集数据大幅度提高其工作效率点云模型的重建可视化管理点云模型支持各项数据分析方法减少不必要的劳动强度点云与cad数据分析对cad模型的导入与模型建立分析施工成果与设计指标的差距各项分析指标保存输出模型构建模块量测分析模块对比分析模块工程土方量计算剖切面分析变形分析超欠挖分析净空测量点云图设计模型构建模型断面线断面分析超欠挖分析2528顾客至上质量第一管理规范持续发展不断提高产品测量精
公司系列产品是在其中科院知识创新工程、国家“探月工程”和“863”科技成果基础上开发成功的。
三维激光扫描检测隧道净空施工工法(2)
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。
隧道三维激光扫描系统
5km/h 需要(一遍) 公路、铁路、城市地铁 及轻轨 可进行病害发展对比
2~3km/h 需要(一遍) 公路、铁路、城市地铁 及轻轨 不能进行病害发展对比
10~80km/h 不需要(两遍或三遍) 公路 不能进行病害发展对比 TS3的优势：360°扫描、图片 更清晰、可对病害的发展进行 对比、安装更灵活，适用范围 更广。 TS3的弱点：速度相对较慢
理，便于分析数据的正确性，加
快工作进度。 三个同步记录频道：在一次记
录扫描下，TS3能生成一张隧道表
面像片、热影成像图片和断面尺 寸数据图片，允许进行计算机组
合，生成多种不同的分析结果。
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
配套改装运载车辆
最大的灵活性 TS3隧道扫描仪能安装在任何只要 有足够安放扫描仪和操作平台的空间， 且能提供相应载重能力的运输机车上。 这可以是像小型货车和小客车等公路交 通工具，也可以是任何能描述的轨道车 辆。这使得扫描系统可适用于任何应用， 不管是公路、铁路还是城市轻轨地铁隧 道，也可适用于能源隧道和水工隧道。
方法，运用非接触测量技术对隧道外观质量如衬砌裂缝、 露筋、渗漏水等进行检测，其使用的测量介质为激光和红 外线。
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
任意部位横断面图
隧道衬砌表观图像 红外温度图像
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
■
系统硬件及软件介绍
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
定期检查现状：
目前绝大多数隧道定期检测采用传统 的人工+高空作业台车方式；很多定检均 是由私人挂靠在做检测，基本都是流于 形式，甚至根本就没有做检测，导致业 主极为不满，使得检测价格就像以前的 监理业务一样越做越低，所以，传统的 检测方式最终会被全部淘汰。
隧道三维激光扫描系统方案
• 目前云南交科院、四川省设计院、广东华 路等单位均已确定购买这类新设备。
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
两大技术的对比
TS3型隧道三维激光扫描系统
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
动画演示软件Tudrive TuDrive软件不仅可使使用者对隧道进行三维动态可视化建 模，使隧道检测数据图形化后尽收眼底，而且还提供了许多其 它的有用的功能。
导航：TuDrive允许 使用者自由移动，例如 可以可变速度向前或向 后移动，或者移动到某 一确定点；可以分开或 同时并列显示可视化图 像或热感应图像；可以 预先设定图像的移动然 后再播放；还可以实时 显示变化曲线。
德国SPACETEC公司
隧道检测数据处理主要流程如下：
从原始数据分解为三通
道(表面图像、温度、
数据分解 几何尺寸)数据
数据过滤 去除奇异点(如漫反射)
纠正车辆行驶过程中发
利用温度记录板测量的
生的偏移、倾角变化等
数据修正记录的温度数
几何校正 导致的几何误差
温度校正 据，利于判断渗漏水等
从处理的图像中根据规
地理坐标：如果有隧道的地理 位置数据并且可参照国家坐标进 行变换，就可以将隧道实际地理 环境模拟显示。
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
高分辨率细节显示（图像放大） 对比度和亮度的显示变化 细节的三维展示及三维放缩 选择剖面为CAD程序输出DXF文件 选择剖面输出整齐对应的数值，如x/y值 带有可自由选择颜色和临界距离的净空图 轨迹位置的变化模拟 体积计算（例如，开裂体积，填充体积） 生成图像册的打印功能（连续打印功能）
三维激光扫描应用--龙泉山隧道三维激光扫描测试
龙泉山隧道三维激光扫描测试一、工程概况龙泉山隧道位于成都东~简阳南区间，属于新建成都至重庆铁路客运专线工程CYSG-1标段，其隧道进口位于成都市龙泉驿区，出口位于简阳市。
工程全长7328m，为双线单洞铁路隧道，进口里程DK22+485，出口里程DK29+813。
全隧位于直线上，设有平导一座和斜井三座。
龙泉山山脉系四川盆地西部成都平原和川中丘陵的地理界线，是岷江与沱江的分水岭，在四川盆地内部，山脉形成一条高高的、狭长的隆起，其西面是成都平原，东面是川中丘陵。
龙泉山呈一条形山脉，高程480~985m，由北东~南西纵贯境内，为本区最高地形，丘陵和平原分别依附于两侧，地形起伏较大，相对高差50~150m，自然坡度30°~50°，坡面植被发育。
测试召集单位：铁道科学研究院西南院测试实施单位：龙泉山隧道第三方监测项目部北京数联空间科技股份有限公司二、测试项目和使用仪器1、测试项目1）隧道超欠挖检测分析2）喷锚层平整度检测分析3）TMS Tunnelscan系统断面收敛内符合精度测试2、观测仪器表1 TMS配置清单设备名称数量单位说明FARO Focus3D1 套扫描仪全站仪 1 台APM定位测量，最好是徕卡全站仪，带激光对中，要带数据下载工具全站仪三脚架 2 只用于架设全站仪和扫描仪全站仪后视棱镜 2 套含基座、支架、棱镜后视棱镜三脚架 2 只视隧道现场如果导线点有强制对中装置可以不带APM定位基座 1 只含内六角扳手、小十字螺丝刀、2个棱镜连接杆三角基座 1 只连接APM基座，最好带激光对中定位靶球 1 套APM定位半球棱镜靶球轻便三脚架 1 只可以使用轻质三脚架、三角基座和棱镜支架替代APM定位棱镜 2 只可以用徕卡圆棱镜（带单框）替代隧道设计数据 1 项平曲线、竖曲线、横坡、设计断面三、工作概述我单位于2012年7月12日对龙泉山隧道进行了测量，测量段为进口DK22＋585~DK22＋615，围岩等级为V级，该段初期支护已稳定，二次衬砌未施作。
三维激光扫描隧道断面施工工法(2)
三维激光扫描隧道断面施工工法三维激光扫描隧道断面施工工法一、前言隧道工程一直是工程建设中的重要组成部分，为了提高隧道工程的设计和施工效率，三维激光扫描技术被应用到了隧道断面的施工工法中。
本文将介绍三维激光扫描隧道断面施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点三维激光扫描隧道断面施工工法具有以下特点：1. 高精度：激光扫描仪可以实时获取隧道断面的三维数据，精度可达毫米级，避免了传统测量方法的误差。
2. 高效率：激光扫描仪能够快速捕获隧道断面的数据，并且数据处理软件能够自动提取出关键参数，减少了施工过程中的人工操作时间。
3. 实时监测：在施工过程中，激光扫描仪可以实时监测隧道断面的变化，及时发现偏差并进行调整。
4. 可视化：通过对三维数据进行处理和分析，可以生成可视化的模型，直观地展示隧道断面的形态和变化。
三、适应范围三维激光扫描隧道断面施工工法适用于各种类型的隧道工程，包括公路隧道、铁路隧道、地铁隧道等。
无论是新建隧道还是隧道的维修和改造，都可以采用这种工法进行施工。
四、工艺原理三维激光扫描隧道断面施工工法基于以下原理：1. 三维激光扫描：激光扫描仪通过发射激光束并接收反射的激光信号，可以测量出隧道断面的三维坐标数据。
2. 数据处理：激光扫描仪采集到的数据通过专业的软件进行处理和分析，可以自动提取出断面的参数，并生成可视化的模型。
五、施工工艺三维激光扫描隧道断面施工工法包括以下施工阶段：1. 准备阶段：安装激光扫描仪和连接数据处理系统，准备施工现场。
2. 扫描阶段：启动激光扫描仪进行断面数据的采集，包括扫描整个断面的内部和外部。
3. 数据处理阶段：通过数据处理软件对采集到的数据进行处理和分析，提取出断面的关键参数，生成可视化的模型。
4. 施工调整阶段：根据生成的模型，对施工过程中出现的偏差进行调整，确保隧道断面的准确度和稳定性。
三维激光扫描在隧道检测中的应用
三维激光扫描在隧道检测中的应用在现代交通基础设施建设中，隧道扮演着至关重要的角色。
为了确保隧道的安全运行和长期稳定性，高效、准确的检测方法必不可少。
近年来，三维激光扫描技术凭借其独特的优势，在隧道检测领域得到了广泛的应用，并取得了显著的成果。
一、三维激光扫描技术的工作原理三维激光扫描技术是一种非接触式的测量技术，它通过向被测物体发射激光束，并接收反射回来的激光信号，来获取物体表面的三维坐标信息。
在隧道检测中，扫描仪通常被安装在移动平台上，如轨道车或汽车，沿着隧道的轴线进行移动扫描。
扫描仪在移动过程中不断发射激光束，对隧道的内壁、拱顶和底板等部位进行快速、密集的测量，从而生成高精度的三维点云数据。
二、三维激光扫描技术在隧道检测中的优势1、高精度和高分辨率三维激光扫描技术能够获取毫米级甚至亚毫米级的测量精度，对于检测隧道表面的细微变形和缺陷具有重要意义。
同时，它还能够提供高分辨率的点云数据，使我们能够清晰地观察到隧道结构的细节。
2、快速和高效相比传统的检测方法，如人工测量和摄影测量，三维激光扫描技术能够在短时间内获取大量的测量数据，大大提高了检测效率。
这对于长隧道和交通繁忙的隧道尤为重要，可以减少检测对交通的影响。
3、全面和无遗漏传统的检测方法往往只能对隧道的部分区域进行测量，容易出现遗漏。
而三维激光扫描技术能够对整个隧道进行全方位的扫描，确保检测的全面性和完整性。
4、非接触式测量由于是非接触式测量，三维激光扫描技术不会对隧道结构造成损伤，同时也避免了测量人员在危险环境中的作业风险。
三、三维激光扫描在隧道检测中的具体应用1、隧道结构变形监测隧道在使用过程中，由于地质条件、车辆荷载等因素的影响，可能会发生结构变形。
通过定期对隧道进行三维激光扫描，并将不同时期的点云数据进行对比分析，可以准确地监测隧道结构的变形情况，及时发现潜在的安全隐患。
2、隧道表面病害检测隧道内壁可能会出现裂缝、剥落、渗漏水等病害。
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三维激光扫描检测隧道净空施工工法一、前言隧道工程在现代交通建设中起着至关重要的作用。
然而，隧道净空的施工过程中存在很多难题，如地质条件复杂、工程量大、施工风险高等。
为了解决这些问题，三维激光扫描检测隧道净空施工工法应运而生。
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特点：1. 高精度：该工法采用先进的三维激光扫描技术，可以实现对隧道净空的精确测量，提高施工精度。
2. 快速高效：相比传统的测量方法，三维激光扫描能够大幅提高施工效率，节省时间和人力成本。
3. 安全可靠：通过无人机或扫描仪对隧道净空进行飞行扫描，可以避免人工测量带来的安全隐患，同时提高数据的准确性和可靠性。
4. 数据丰富：通过扫描技术获取的数据十分丰富，可以用于净空设计优化、施工进度控制、变形分析等多个方面。
5. 环保节能：相比传统的施工方式，三维激光扫描检测工法能够减少对环境和自然资源的损耗，具有较好的环保效益。
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地下工程，特别是隧道工程。
无论是软土地层、岩石地层还是砾石地层，该工法均可适用。
四、工艺原理三维激光扫描检测隧道净空施工工法依托激光扫描技术，可以实现施工工法与实际工程之间的联系。
通过采取一系列的技术措施，包括无人机或扫描仪的使用、数据的采集与处理等，可以实现对隧道净空的准确测量和分析。
五、施工工艺三维激光扫描检测隧道净空施工工法的施工过程包括以下几个阶段：1. 环境准备：确定施工区域，保证无人机或扫描仪的安全飞行。
2. 数据采集：利用无人机或扫描仪对隧道净空进行扫描，获取大量的点云数据。
3. 数据处理：对采集到的点云数据进行处理，提取需要的信息。
4. 模型生成：基于点云数据生成隧道净空模型，用于后续的施工设计和分析。
5. 施工设计：根据模型和施工要求，进行隧道净空的施工设计，确定施工方案和工序。
6. 施工实施：按照施工设计进行实际施工，根据测量数据进行控制和调整。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
欧洲同类 变形、开裂、露筋
国内
变形、开裂、渗漏水、露筋、 通风、照度
亚洲 变形、开裂、露筋
激光+红外线
激光
高清相机+激光+红外
高清相机
全幅(360°)
全幅
半幅(除路面和边墙底部) 半幅(除路面和边墙底部)
0.2mm(3000000点/s)
0.3mm(1000000点/s)
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
任意部位横断面图
隧道衬砌表观图像 红外温度图像
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
■ 系统硬件及软件介绍
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
该检测系统硬件主要由四部分构成： 带电镜驱动和控制器的360度扫描头 两套同步数据采集和存储系统 配套改装运载车辆 辅助测量设备
0.2mm(2073600像素)
0.2mm
带三维坐标的图片 +红外温度图像
可以测量任意断面尺寸
带三维坐标的图片 可以
5km/h 需要(一遍)
2~3km/h 需要(一遍)
照片拼接 不可以 10~80km/h 不需要(两遍或三遍)
照片拼接
不可以（因为没有激光测 距功能）
10~80km/h（中途遇到慢 车或停顿怎么办？因为两 侧的速度要基本一致）
• 2014年后国内又引进了德国spacetec公司的 TS3型隧道三维激光红外车载检测系统，该 系统在重庆、广东、青海及陕西进行了应 用。
• 目前云南交科院、四川省设计院、广东华 路等单位均已确定购买这类新设备。
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
两大技术的对比
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
两种新技术
• 激光+红外技术： • 代表产品：德国TS3、瑞士GRP5000 • 照片拼接技术： • 日本MIMM、韩国、中国武大卓越公司TFS
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
国内应用情况
• 2012年后云南部分隧道采用瑞士安伯格公 司的GRP5000设备检测；
德国SPACETEC公司
定期检查现状：
目前绝大多数隧道定期检测采用传统 的人工+高空作业台车方式；很多定检均 是由私人挂靠在做检测，基本都是流于 形式，甚至根本就没有做检测，导致业 主极为不满，使得检测价格就像以前的 监理业务一样越做越低，所以，传统的 检测方式最终会被全部淘汰。
TS3型隧道三维激光扫描系统
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
■ 系统原理 ■ 系统硬件及软件介绍 ■ 检测成果及应用范围 ■ 系统技术优势 ■ 实际工程应用案例 ■ 典型病害结果图片
TS3型隧道三维激光扫描系统
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
德国SPACETEC公司
■ 系统原理
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
隧道三维激光扫描系统是由德国SPACETEC公司生产的、 世界最先进技术的隧道检测系统，是一种全新的隧道检测 方法，运用非接触测量技术对隧道外观质量如衬砌裂缝、 露筋、渗漏水等进行检测，其使用的测量介质为激光和红 外线。
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
隧道定期检测目的
• 找出隧道衬砌表面的全部病害； • 准确判断病害是否发展； • 为业主养护提供科学依据和合理建议。
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
养护业主的期望
• 合理的价格； • 全面而准确的查； • 科学而合理的建议
TS3型隧道三维激光扫描系统
公路
可进行病害发展对比
TS3的优势：360°扫描、 图片更清晰、安装更灵活 ，适用范围更广；找渗漏 水更精确可靠。 TS3的弱点：速度相对较 慢
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
激光红外技术
TS3隧道三维激光红外 车载扫描系统
德国SPACETEC公司
http://www.spacetec.de
德国SPACETEC公司
传统检测方式的缺陷：
• 速度慢、时间长、效率差； • 需要长时间封闭交通； • 环境恶劣、空气差； • 能见度低； • 安全风险高； • 随意性大； • 流于形式； • 不能准确表达和记录裂缝的形态和性质； • 不能电子化存储； • 不能准确判断裂缝是否发展。
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
武大卓越公司产品
TS3型隧道三维激光扫描系统
检测功能 检测方式 检测范围 分辨精度 数据处理方式 是否能测量断面 尺寸数据 检测速度
交通管制 适用范围 对比功能
优势
德国SPACETEC公司 各种设备性能参数比较表
德国TS-3
不需要(两遍或三遍)
公路、铁路、城市地铁 及轻轨
可进行病害发展对比
公路、铁路、城市地铁 及轻轨
不能进行病害发展对比
TS3的优势：图片更清晰 ，可对病害的发展进行
对比
公路
不能进行病害发展对比
TS3的优势：360°扫描、图片 更清晰、可对病害的发展进行 对比、安装更灵活，适用范围 更广。 TS3的弱点：速度相对较慢
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
带电镜驱动和控制器的360度扫描头 主要性能：
高达300Hz的旋转速度：镜 头旋转速度是影响测量速度的 一个关键性能指标。 360度视角记录：一次记录 扫描能用360度的视角对衬砌 及路面表面进行全面记录。 360度上的10000像素分辨率： 三个记录频道的像素密度是一 样的，这样记录的结果有利于 裂缝的识别。
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
两套同步数据采集和存储系统
主要性能： 两套记录和存储系统：同时记 录和存储数据，一台用于测量， 另一台可用于检查和临时数据处 理，便于分析数据的正确性，加 快工作进度。 三个同步记录频道：在一次记 录扫描下，TS3能生成一张隧道表 面像片、热影成像图片和断面尺 寸数据图片，允许进行计算机组 合，生成多种不同的分析结果。
德国SPACETEC公司
德国SPACETEC公司
TS3隧道三维激光红外车载扫描系统
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
全国已建成的公路、铁路及地铁隧道统计 • 截止2013年底，全国运营的铁路隧道
共计5197座，2954.33公里，公路隧道 共计11359座，9605.6公里，地铁已建 成2518.6公里，在建2975.58公里。