基于三维激光扫描技术的超欠挖算法在隧道开挖中的应用

李 瑶，禚 一，吴勇生，郑荣政，苏 哿，文 言，曾国良

(1.中国铁路设计集团有限公司，天津 300308；2.湖南联智科技股份有限公司，长沙 410200)

引言

矿山法隧道施工，在其爆破开挖过程中难以避免遇到断面超欠挖情况，为有效控制超挖避免欠挖，保证施工进度，控制施工成本，隧道断面超欠挖检测已成为施工过程中不可或缺的关键环节。

传统的隧道断面超欠挖检测方法主要采用全站仪、断面仪等对开挖断面进行逐点、逐面测量，该检测方法测量的点位较离散、间隔过大，且数据不够全面，易出现欠挖漏测现象，无法满足工程作业人员信息化精准作业的需求。

三维激光扫描技术采用激光测距方式，通过测量隧道表面各点的三维坐标值、反射率及纹理信息等，借助于计算机系统和激光点云算法，快速获得隧道内轮廓的三维模型及其线、面、体等各种数据，具有方便快捷、精度高、检测范围广等特点，同时能够提升施工效率和施工质量，便于项目施工管理。

李珵等[1-3]采用三维激光扫描技术测量隧道断面信息，并与传统测量方法作对比，进行精度分析与验证；胡玉祥等[4-6]采用三维激光扫描技术，测量地铁隧道施工断面，进行超欠挖分析；甘立彬等[7-8]采用三维激光扫描技术，获取隧道点云数据、中轴线、横断面等数据，建立隧道三维模型；邓洪亮等[9-13]在地铁和铁路隧道施工中采用三维激光扫描技术，对隧道断面变形进行监控量测及变形分析；刘欢等[14-15]介绍三维激光扫描技术在隧道超欠挖检测中的应用；……