隧道扫描测量系统全面检测技术
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隧道扫描测量系统全面检测技术
结构检测与监测业务部
Amberg TMS Tunnelscan隧道检测系统
TunnelScan——隧道三维测量检测全面解决方案
▪ 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
16
在现场野外平板电脑上直接快速分析查看到超欠挖情况
TunnelScan隧道检测案例
▪ 隧道径向变形检测（与设计断面套合）
杭州地铁1号线盾构管片隧道杭州东站抢险段 径向变形断面图
TunnelScan隧道检测案例
▪ 隧道径向变形检测（多次扫描数据套合）
上海地铁13号线盾构管片隧道两次扫描断面收敛检测对比 断面收敛检测的重复精度优于1.5mm
隧道几何参数 - 中线 - 纵线 - 断面形状 - 纵坡 - 横坡 - 控制点
利用AM利TT用M A对M扫T描TM数对据扫定描位数2据’ （定位每站2’/15米）
拼接、过拼滤接、、坐过标滤转、换坐和标投转影换1和0投’ （影每1站0’/15米）
按1米间按隔1提米取间隧隔道提断取面隧5道’ （断每面站5’/15米）
TunnelScan隧道检测案例
▪ 隧道径向变形检测（多次扫描数据套合）
成渝客专龙泉山隧道两次扫描同里程断面对比 断面收敛检测的重复精度优于1.5mm
TunnelScan隧道检测案例
▪ 隧道径向变形检测
0.120 0.100 0.080 0.060 0.040 0.020 0.000 -0.020 -0.040
•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
隧道管壁真三维高密度点云数据
点间距3~6mm（距离扫描仪最远10米处）高密度三维激光扫描原始数据
隧道管壁高分辨率激光雷达正射影像
•点间距2~6mm圆柱投影正射雷达影像展开图（裂纹、渗水清晰可辨） •有坐标格网可以直接在影像上量测坐标、尺寸和距离
隧道断面现场快速超欠挖评估
四川锦屏电站2号洞隧道激光影像展开图进行超欠挖分析
4
▪ 。。。。
TunnelScan隧道检测方案与传统手段效率对比
对比项目
每站测量速度 每个断面点密度 每站测量断面个数 断面测量间隔 断面测量重复精度
每站成果
全站仪
>7分钟 25个点
1个 >=5米 <2mm 一个断面图
二维断面仪
>7分钟 25个点
1个 >=5米 2mm 一个断面图
TunnelScan
▪ 安伯格专利激光点云快速绝对定位技术——APM定位法 Amberg定向靶球 ▪ 通过全站仪快速传递隧道控制坐标系统给扫描仪基座和定向球形靶 实现扫描仪的测站定位和定向，软件事后自动对三维点云数据绝对定位 6 ▪ 左棱镜X1，右棱镜X2，靶球X3(“X”为测站号)
AmbergTMS 隧道三维扫描测量解决方案
▪ 安伯格APM定位法——Profiler5003（右上） ▪ 安伯格APM定位法——FARO Focus3D（右下） FARO扫描仪+APM定位基座 ▪ 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
7
TunnelScan系统硬件配置
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
自动进行各种断面分析报告 ▪ 超欠挖分析和控制 ▪ 砌衬厚度 ▪ 材料用量和工程量 ▪ 断面收敛变形 ▪ 规则断面几何中心 ▪ 线路侵界分析 ▪ 裂缝、渗水位置断面图显示
11
隧道三维扫描数据的内业处理流程及用时
回到办公室
原始扫描数据备份
设置TM设S置OTFMFISCEO的FF工IC程E参的数工程10参’ （数每1个0’ 项目）
一次完成 ▪ 隧道各分层表面质量（平整度）、厚度和材料用量快速高精度检测 ▪ 为隧道检测、监测、维护管理提供高效全面检测和分析手段
3
TunnelScan隧道扫描检测国内成功应用案例
▪ 四川锦屏水电站二期引水隧道14公里全线扫描，超欠挖、砌衬厚度、隧道平整度 ▪ 北京地铁6号线调线调坡和竣工测量 ▪ 杭州地铁1号线杭州东站段隧道裂缝抢险检测 ▪ 上海地铁13号线新郁路站区间扫描试验 ▪ 上海地铁12号线25标巨峰路区间断面收敛检测 ▪ 成渝客专龙泉山隧道断面收敛扫描精度和平整度试验 ▪ 青岛地铁1号线隧道扫描检测试验
隧道壁激隧光道雷壁达激影光像雷生达成影1像’ （生每成站1’/15米）
隧隧道道三建维模建和模雷30达’ （影每像站贴/图153米0’）
12
输出和打处印理报和表打2印’（报每表站2/’15米）
TunnelScan隧道三维场景复制和再现技术
▪13 隧道三维场景真实再现（附有三维点云飞行浏览视频） ▪ 北京地铁6号线扫描拼接三维激光点云数据
<3分钟 >500个点 >10个（15米/站计） >1cm，可任意设置
<2mm
任意间隔的多断面图、 中心轴线列表、隧道表
面可量测激光影像
成果用途
抽样断面收敛分析
抽样断面收敛分 全面断面收敛分析、中
析
心轴线偏差、线路侵界、
隧道渗水、裂缝、钢筋
裸露异状等多种分析
5
TunnelScan快速隧道三维实景复制和绝对定位技术
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
10
TunnelScan – 断面分析报告
8
▪ 每次测量内业数据处理时间小于１５分钟
TunnelScan – 现场精确快速断面评估分析
Data transfer
9
一次测量15米隧道，内外业时间总和不超过20分钟， 现场出断面收敛、超欠挖、侵界、中心轴线报告
隧道现场
断面评估
Geo-reference 单站点云导入
快速分析
办公室
完整分析
ห้องสมุดไป่ตู้
TunnelScan – 数据分析与成果输出
结构检测与监测业务部
Amberg TMS Tunnelscan隧道检测系统
TunnelScan——隧道三维测量检测全面解决方案
▪ 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
16
在现场野外平板电脑上直接快速分析查看到超欠挖情况
TunnelScan隧道检测案例
▪ 隧道径向变形检测（与设计断面套合）
杭州地铁1号线盾构管片隧道杭州东站抢险段 径向变形断面图
TunnelScan隧道检测案例
▪ 隧道径向变形检测（多次扫描数据套合）
上海地铁13号线盾构管片隧道两次扫描断面收敛检测对比 断面收敛检测的重复精度优于1.5mm
隧道几何参数 - 中线 - 纵线 - 断面形状 - 纵坡 - 横坡 - 控制点
利用AM利TT用M A对M扫T描TM数对据扫定描位数2据’ （定位每站2’/15米）
拼接、过拼滤接、、坐过标滤转、换坐和标投转影换1和0投’ （影每1站0’/15米）
按1米间按隔1提米取间隧隔道提断取面隧5道’ （断每面站5’/15米）
TunnelScan隧道检测案例
▪ 隧道径向变形检测（多次扫描数据套合）
成渝客专龙泉山隧道两次扫描同里程断面对比 断面收敛检测的重复精度优于1.5mm
TunnelScan隧道检测案例
▪ 隧道径向变形检测
0.120 0.100 0.080 0.060 0.040 0.020 0.000 -0.020 -0.040
•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
隧道管壁真三维高密度点云数据
点间距3~6mm（距离扫描仪最远10米处）高密度三维激光扫描原始数据
隧道管壁高分辨率激光雷达正射影像
•点间距2~6mm圆柱投影正射雷达影像展开图（裂纹、渗水清晰可辨） •有坐标格网可以直接在影像上量测坐标、尺寸和距离
隧道断面现场快速超欠挖评估
四川锦屏电站2号洞隧道激光影像展开图进行超欠挖分析
4
▪ 。。。。
TunnelScan隧道检测方案与传统手段效率对比
对比项目
每站测量速度 每个断面点密度 每站测量断面个数 断面测量间隔 断面测量重复精度
每站成果
全站仪
>7分钟 25个点
1个 >=5米 <2mm 一个断面图
二维断面仪
>7分钟 25个点
1个 >=5米 2mm 一个断面图
TunnelScan
▪ 安伯格专利激光点云快速绝对定位技术——APM定位法 Amberg定向靶球 ▪ 通过全站仪快速传递隧道控制坐标系统给扫描仪基座和定向球形靶 实现扫描仪的测站定位和定向，软件事后自动对三维点云数据绝对定位 6 ▪ 左棱镜X1，右棱镜X2，靶球X3(“X”为测站号)
AmbergTMS 隧道三维扫描测量解决方案
▪ 安伯格APM定位法——Profiler5003（右上） ▪ 安伯格APM定位法——FARO Focus3D（右下） FARO扫描仪+APM定位基座 ▪ 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
7
TunnelScan系统硬件配置
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
自动进行各种断面分析报告 ▪ 超欠挖分析和控制 ▪ 砌衬厚度 ▪ 材料用量和工程量 ▪ 断面收敛变形 ▪ 规则断面几何中心 ▪ 线路侵界分析 ▪ 裂缝、渗水位置断面图显示
11
隧道三维扫描数据的内业处理流程及用时
回到办公室
原始扫描数据备份
设置TM设S置OTFMFISCEO的FF工IC程E参的数工程10参’ （数每1个0’ 项目）
一次完成 ▪ 隧道各分层表面质量（平整度）、厚度和材料用量快速高精度检测 ▪ 为隧道检测、监测、维护管理提供高效全面检测和分析手段
3
TunnelScan隧道扫描检测国内成功应用案例
▪ 四川锦屏水电站二期引水隧道14公里全线扫描，超欠挖、砌衬厚度、隧道平整度 ▪ 北京地铁6号线调线调坡和竣工测量 ▪ 杭州地铁1号线杭州东站段隧道裂缝抢险检测 ▪ 上海地铁13号线新郁路站区间扫描试验 ▪ 上海地铁12号线25标巨峰路区间断面收敛检测 ▪ 成渝客专龙泉山隧道断面收敛扫描精度和平整度试验 ▪ 青岛地铁1号线隧道扫描检测试验
隧道壁激隧光道雷壁达激影光像雷生达成影1像’ （生每成站1’/15米）
隧隧道道三建维模建和模雷30达’ （影每像站贴/图153米0’）
12
输出和打处印理报和表打2印’（报每表站2/’15米）
TunnelScan隧道三维场景复制和再现技术
▪13 隧道三维场景真实再现（附有三维点云飞行浏览视频） ▪ 北京地铁6号线扫描拼接三维激光点云数据
<3分钟 >500个点 >10个（15米/站计） >1cm，可任意设置
<2mm
任意间隔的多断面图、 中心轴线列表、隧道表
面可量测激光影像
成果用途
抽样断面收敛分析
抽样断面收敛分 全面断面收敛分析、中
析
心轴线偏差、线路侵界、
隧道渗水、裂缝、钢筋
裸露异状等多种分析
5
TunnelScan快速隧道三维实景复制和绝对定位技术
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
10
TunnelScan – 断面分析报告
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▪ 每次测量内业数据处理时间小于１５分钟
TunnelScan – 现场精确快速断面评估分析
Data transfer
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一次测量15米隧道，内外业时间总和不超过20分钟， 现场出断面收敛、超欠挖、侵界、中心轴线报告
隧道现场
断面评估
Geo-reference 单站点云导入
快速分析
办公室
完整分析
ห้องสมุดไป่ตู้
TunnelScan – 数据分析与成果输出