三维激光扫描技术在隧道变形监测及检测中的应用

李勇兵, 高成明, 马盈盈, 王 洁, 周 银

(1.云南昆楚高速公路投资开发有限公司， 昆明 650100； 2.云南省交通发展投资有限责任公司，昆明 650100； 3.重庆市建筑科学研究院，重庆 400016； 4.重庆交通大学土木工程学院，重庆 400074)

隧道施工期间，由于周围地质情况的复杂性，以及施工过程中岩土力学行为的不断变化等原因，会对隧道产生综合影响从而使隧道产生变形，因此，隧道的监控量测是隧道施工安全控制的重要环节[1]。

隧道变形是其内部力学行为变化的最直观的外部反映，传统方法采用钢尺接触测量和全站仪非接触测量方式以及多功能激光断面仪等进行变形量测，钢尺量测受人为影响较大，具有明显的局限性且精度难以保证，而全站仪量测作业效率低、工作量较大[2]，激光断面仪可以量测所处断面超欠挖及变形情况，但量测范围有限，一次架站只能获得一个断面，仪器未到达区域无法实现数据的采集[3]。而三维激光扫描技术凭借其高精度、高密度、全覆盖、无需设站等特点受到广泛关注。杜黎明等[4]利用移动式三维激光扫描技术获取绝对坐标系下的隧道点云数据，从而直接根据坐标值提取断面,该提取断面方法较为简单，但仅适用于移动式三维激光扫描获取的数据。赵宁宁等[3]通过对获取的隧道点云数据进行切片处理从而对隧道收敛情况进行分析，但只是对横断面内变形进行监测，而沿隧道轴线变形情况未能实现监测。黄帆等[5]通过对隧道横断面点云进行椭圆拟合，利用拟合得到的椭圆参数进行断面长、短半轴形变分析，以及对隧道管片进行拟合以求得管片接头处变形,但该方法也只是优化了断面获取的方式，而隧道整体变形情况仍未解决。……