《三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》

ICS號(hào)

CCS號(hào)

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CHTSXXXXX-XXXX

三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)技術(shù)規(guī)程

TechnicalCodeforTunnelSectionDetectionBasedon

3DLaserScanning

（征求意見稿）

xxxx-xx-xx發(fā)布xxxx-xx-xx實(shí)施

中國(guó)公路學(xué)會(huì)發(fā)布

目次

1總則.........................................................................................................................................1

2術(shù)語.........................................................................................................................................2

3基本規(guī)定................................................................................................................................4

3.1空間坐標(biāo)系統(tǒng).............................................................................................................4

3.2時(shí)間系統(tǒng).....................................................................................................................4

3.3點(diǎn)云精度.....................................................................................................................4

3.4儀器類型.....................................................................................................................4

3.5平臺(tái)搭建.....................................................................................................................5

3.6工作環(huán)境.....................................................................................................................6

3.7工作流程.....................................................................................................................6

4檢測(cè)技術(shù)................................................................................................................................7

4.1一般規(guī)定.....................................................................................................................7

4.2技術(shù)資料收集.............................................................................................................7

4.3儀器準(zhǔn)備.....................................................................................................................7

4.4人員準(zhǔn)備.....................................................................................................................8

4.5現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè).....................................................................................................................8

4.6方案設(shè)計(jì).....................................................................................................................8

5數(shù)據(jù)采集................................................................................................................................8

5.1一般規(guī)定.....................................................................................................................8

5.2采集流程.....................................................................................................................9

5.2作業(yè)準(zhǔn)備.....................................................................................................................9

5.3控制點(diǎn)布測(cè).................................................................................................................9

5.4掃描站布設(shè)...............................................................................................................10

5.5標(biāo)靶球布設(shè)...............................................................................................................11

5.6點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集...........................................................................................................11

6數(shù)據(jù)預(yù)處理..........................................................................................................................13

6.1一般規(guī)定...................................................................................................................13

6.2點(diǎn)云編輯....................................................................................................................13

6.3點(diǎn)云配準(zhǔn)與拼接.......................................................................................................13

6.4坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換...............................................................................................................14

6.5降噪與抽稀...............................................................................................................14

6.6點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)出...........................................................................................................14

7成果分析與歸檔..................................................................................................................15

7.1一般規(guī)定...................................................................................................................15

7.2文件上傳...................................................................................................................15

7.3文件切割...................................................................................................................16

7.4數(shù)據(jù)計(jì)算...................................................................................................................16

7.5計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)與展示...............................................................................................19

7.6報(bào)告生成...................................................................................................................19

7.7成果歸檔...................................................................................................................20

附錄A控制標(biāo)靶制作及要求................................................................................................21

附錄B現(xiàn)場(chǎng)掃描原始記錄表................................................................................................22

附錄C開挖斷面檢測(cè)成果表................................................................................................23

附錄D初支斷面檢測(cè)成果表................................................................................................24

附錄E二次襯砌斷面檢測(cè)成果表.........................................................................................25

附錄F實(shí)操案例.....................................................................................................................26

用詞說明..................................................................................................................................34

三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)技術(shù)規(guī)程

1總則

1.0.1為規(guī)范三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)的技術(shù)要求，提高隧道斷面檢測(cè)質(zhì)量，制定本

規(guī)程。

1.0.2本規(guī)程適用于三維激光掃描的隧道斷面檢測(cè)，包括礦山法開挖的施工隧道的開挖

斷面檢測(cè)、初支斷面檢測(cè)和二襯斷面檢測(cè)以及運(yùn)營(yíng)隧道斷面凈空檢測(cè)。

1.0.3盾構(gòu)隧道、明挖隧道的三維激光掃描斷面檢測(cè)亦可參照本規(guī)程執(zhí)行。

1.0.4斷面檢測(cè)的參數(shù)要求，除應(yīng)符合本規(guī)程的規(guī)定外，尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范、

規(guī)程及標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

1

2術(shù)語

CHZ3017-2015界定的以及下列術(shù)語與和定義適應(yīng)于本標(biāo)準(zhǔn)。

2.0.1三維激光掃描技術(shù)3Dlaserscanningtechnology

一種采用高頻率的激光非接觸的捕捉物體表面三維坐標(biāo)、反射光強(qiáng)度等多種信息的主動(dòng)

測(cè)量技術(shù)。

2.0.2點(diǎn)云pointcloud

以離散、不規(guī)則方式分布在三維空間中的點(diǎn)的集合。

2.0.3三維激光點(diǎn)云3Dlaserpointcloud

通過三維激光掃描技術(shù)掃描獲得的點(diǎn)云。

2.0.4點(diǎn)云配準(zhǔn)pointcloudregistration

將不在同一坐標(biāo)系下的點(diǎn)云數(shù)據(jù)變換至同一坐標(biāo)系下的過程。

2.0.5特征點(diǎn)featurepoints

在點(diǎn)云中便于識(shí)別選取的結(jié)構(gòu)角點(diǎn)、線狀結(jié)構(gòu)交叉點(diǎn)等。

2.0.6平曲線flatcurve

指隧道在平面線形中路線轉(zhuǎn)向處曲線的總稱，連接兩直線間的線，包括圓曲線和緩和曲

線。

2.0.7豎曲線verticalcurve

指隧道在線路縱斷面上，以變坡點(diǎn)為交點(diǎn)，連接兩相鄰坡段的曲線，其包括凸形和凹形

兩種。

2.0.8隧道設(shè)計(jì)內(nèi)輪廓線tunneldesigninnercontourline

指設(shè)計(jì)確定的隧道凈空斷面和隧道支護(hù)或襯砌尺寸線。

2

2.0.9隧道實(shí)際內(nèi)輪廓線tunnelactualinnercontourline

指隧道支護(hù)或襯砌完成后的內(nèi)空截面的周邊線。

2.0.10隧道斷面設(shè)計(jì)坐標(biāo)系tunnelsectiondesigncoordinatesystem

以設(shè)計(jì)隧道斷面圖中拱部所在圓弧段的圓心為原點(diǎn)，水平方向?yàn)閤軸，豎直方向?yàn)閥

軸的平面直角坐標(biāo)系。

2.0.11隧道斷面軸心偏差A(yù)xialdeviationoftunnelsection

實(shí)際隧道斷面軸心與設(shè)計(jì)軸心在隧道斷面設(shè)計(jì)坐標(biāo)系中各坐標(biāo)分量上的差值。

3

3基本規(guī)定

3.1空間坐標(biāo)系統(tǒng)

3.1.1施工隧道三維激光掃描斷面檢測(cè)工作應(yīng)采用隧道施工控制坐標(biāo)系，采用自定義坐

標(biāo)系時(shí)應(yīng)與隧道施工控制坐標(biāo)系建立聯(lián)系。

條文說明

隧道施工一般采用大地坐標(biāo)系作為隧道施工控制坐標(biāo)系，以便于隧道斷面點(diǎn)云數(shù)據(jù)的提

取和減少計(jì)算誤差的傳遞。

3.1.2運(yùn)營(yíng)隧道三維激光掃描斷面檢測(cè)工作宜采用隧道施工控制坐標(biāo)系，條件不允許時(shí)

可采用獨(dú)立坐標(biāo)系。

3.1.3三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)參數(shù)計(jì)算宜采用隧道斷面設(shè)計(jì)坐標(biāo)系。

條文說明

隧道斷面檢測(cè)需依據(jù)設(shè)計(jì)斷面輪廓進(jìn)行參數(shù)計(jì)算，實(shí)際工作一般使用隧道斷面內(nèi)輪廓設(shè)

計(jì)圖中各圓的半徑、圓心位置、圓心角、拱部所在圓圓心與測(cè)設(shè)線之間的垂直距離、拱部所

在圓圓心與地面標(biāo)高之間的垂直距離要素將設(shè)計(jì)斷面輪廓運(yùn)用到隧道斷面設(shè)計(jì)坐標(biāo)系下。

3.2時(shí)間系統(tǒng)

三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)工作的日期應(yīng)采用公元紀(jì)年，時(shí)間應(yīng)采用北京時(shí)間。

3.3點(diǎn)云精度

3.3.1點(diǎn)云特征點(diǎn)間距中誤差≤5mm；

3.3.2點(diǎn)云最大點(diǎn)間距≤5mm。

3.4儀器類型

3.4.1三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)工作宜采用地面三維激光掃描儀進(jìn)行隧道斷面數(shù)據(jù)的

采集，地面三維激光掃描儀技術(shù)要求宜符合表3.4.1要求：

表3.4.1三維激光掃描儀主要技術(shù)要求

有效點(diǎn)云范圍≥50m

掃描速率（萬點(diǎn)/秒）≥1

4

視場(chǎng)范圍垂直：0~300°、水平：0~360°

角度分辨率≥20″

距離分辨率1mm

激光等級(jí)1級(jí)

內(nèi)存≥16G

工作時(shí)長(zhǎng)>3小時(shí)（內(nèi)部電池供電）

溫度范圍-10~45℃（工作），-20~50℃（存儲(chǔ)）

保護(hù)級(jí)別IP53

3.5平臺(tái)搭建

3.5.1三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)點(diǎn)云文件及相關(guān)信息宜上傳至軟件或網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)

行數(shù)據(jù)處理，完成斷面檢測(cè)工作。

3.5.2三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)系統(tǒng)軟件性能宜符合表3.5.2要求：

表3.5.2平臺(tái)搭建軟件性能

兼容性適配多個(gè)操作系統(tǒng)

1支持用戶角色管理；

2支持多種類型文件上傳；

3支持上傳文件的新增、搜索、修改與刪除；

基礎(chǔ)功能4支持上傳數(shù)據(jù)的調(diào)用與展示；

5支持超大點(diǎn)云文件頁面渲染；

6支持點(diǎn)云文件自動(dòng)處理，并生成檢測(cè)報(bào)告；

7支持歷史文件回滾；

包括但不限于文件上傳、文件切割、數(shù)據(jù)計(jì)算、結(jié)

系統(tǒng)功能果儲(chǔ)存、計(jì)算結(jié)果展示、報(bào)告生成、報(bào)警判斷等功能;

注：可根據(jù)實(shí)際需求選配基礎(chǔ)功能和系統(tǒng)功能。

3.5.3三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)系統(tǒng)硬件指標(biāo)宜符合表3.5.3要求：

表3.5.3平臺(tái)搭建主要硬件指標(biāo)

cpu優(yōu)于i5處理器

內(nèi)存≥4G

5

顯存≥2G

帶寬≥10M

3.6工作環(huán)境

3.6.1三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)工作環(huán)境應(yīng)滿足以下條件：

1隧道被檢測(cè)段落灰塵濃度不宜過高；

2隧道被檢測(cè)段落不宜存在露水、涌水等情況；

3隧道被檢測(cè)段落能見度不宜過低；

4隧道被檢測(cè)段落應(yīng)確保在儀器掃描視場(chǎng)范圍內(nèi)不被大范圍遮擋。

3.7工作流程

3.7.1三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)工作應(yīng)包括技術(shù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、成果

分析與歸檔。

6

4檢測(cè)技術(shù)

4.1一般規(guī)定

4.1.1三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)工作前應(yīng)進(jìn)行技術(shù)準(zhǔn)備，對(duì)已有資料進(jìn)行補(bǔ)充。

4.1.2技術(shù)準(zhǔn)備包括技術(shù)資料收集、儀器準(zhǔn)備、人員準(zhǔn)備、現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)、方案設(shè)計(jì)。

4.2技術(shù)資料收集

4.2.1三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)工作應(yīng)收集以下技術(shù)資料：

1隧道被掃描段落所在平曲線及相鄰曲線的平曲線要素值；

2隧道被掃描段落所在豎曲線及相鄰豎曲線的豎曲線要素；

3隧道斷面內(nèi)輪廓設(shè)計(jì)圖及相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)；

4隧道被掃描段落圍巖情況及對(duì)應(yīng)圍巖等級(jí)下的復(fù)合襯砌設(shè)計(jì)圖，復(fù)合襯砌設(shè)計(jì)圖應(yīng)包

括初支厚度、二襯厚度及預(yù)留變形量；

5隧道施工控制測(cè)量成果表。

4.3儀器準(zhǔn)備

4.3.1三維激光掃描儀。用于三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)的三維激光掃描儀應(yīng)符合下列

規(guī)定：

1儀器應(yīng)在檢校合格有效期內(nèi)，且未受到明顯碰撞、損壞或在極端使用條件下使用；

2儀器所采用軟件應(yīng)通過測(cè)試并在技術(shù)主管部門進(jìn)行備案；

3根據(jù)三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)工作的要求，可選擇符合要求的單一類型三維激光掃

描儀，也可選擇符合要求的多種類型三維激光掃描儀混合使用，但應(yīng)考慮現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作情況

以及數(shù)據(jù)處理軟件的兼容性。

4.3.2控制標(biāo)靶。控制標(biāo)靶制作應(yīng)滿足以下要求：

1標(biāo)靶尺寸大小應(yīng)根據(jù)掃描儀識(shí)別能力而定（示例參見附錄A）；

2標(biāo)靶支撐裝置宜具有角度條件功能；

3標(biāo)靶材質(zhì)不應(yīng)反射率過高。

7

4.3.3標(biāo)靶球。標(biāo)靶球制作要求應(yīng)符合《地面三維激光掃描作業(yè)技術(shù)規(guī)程》

（CHZ3017-2015）的有關(guān)規(guī)定。

4.3.4全站儀。用于為三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)工作進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的全站儀精度應(yīng)滿

足相關(guān)設(shè)計(jì)或規(guī)范的要求，全站儀應(yīng)檢定合格且在檢定有效期內(nèi)。

4.4人員準(zhǔn)備

4.4.1應(yīng)至少配備三名專業(yè)技術(shù)人員，并指定一名負(fù)責(zé)人；

4.4.2工作人員應(yīng)經(jīng)過安全、技術(shù)培訓(xùn)，培訓(xùn)合格后方能參與作業(yè)。

4.5現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)

4.5.1實(shí)地了解隧道現(xiàn)場(chǎng)施工情況。

4.5.2需根據(jù)測(cè)量任務(wù)、要求以及現(xiàn)場(chǎng)條件制定三維激光隧道斷面檢測(cè)掃描作業(yè)計(jì)劃，

主要包括掃描儀、配準(zhǔn)標(biāo)靶的選擇和掃描站的選擇等。

條文說明

三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)掃描作業(yè)計(jì)劃應(yīng)根據(jù)隧道類型、掃描段落實(shí)際情況、掃描工

作量大小、儀器情況、控制點(diǎn)位置等綜合考慮后進(jìn)行制定。

4.6方案設(shè)計(jì)

4.6.1方案內(nèi)容應(yīng)包括工程概況、檢測(cè)目的及依據(jù)、檢測(cè)項(xiàng)目和內(nèi)容、檢測(cè)指標(biāo)、儀器

設(shè)備、實(shí)施方法、檢測(cè)精度、檢測(cè)頻次、檢測(cè)信息的記錄制度與處理方法等主要內(nèi)容。

4.6.2應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況合理制定檢測(cè)方案，并報(bào)有關(guān)部門批準(zhǔn)。

5數(shù)據(jù)采集

5.1一般規(guī)定

5.1.1三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)數(shù)據(jù)采集可分為施工隧道斷面檢測(cè)數(shù)據(jù)采集與運(yùn)營(yíng)隧

道斷面檢測(cè)數(shù)據(jù)采集。

5.1.2施工隧道斷面檢測(cè)數(shù)據(jù)采集可分為開挖斷面檢測(cè)數(shù)據(jù)采集、初支斷面檢測(cè)數(shù)據(jù)采

集以及二襯斷面檢測(cè)數(shù)據(jù)采集。

5.1.3進(jìn)行三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)數(shù)據(jù)采集應(yīng)符合以下規(guī)定：

8

1施工隧道開挖斷面應(yīng)在隧道出渣，開挖面清理完畢后，根據(jù)本規(guī)程進(jìn)行斷面檢測(cè)數(shù)據(jù)

采集；

2施工隧道初支斷面應(yīng)在初支變形趨于穩(wěn)定后，根據(jù)本規(guī)程進(jìn)行斷面檢測(cè)數(shù)據(jù)采集；

3施工隧道二襯斷面應(yīng)在二襯拆模之后，根據(jù)本規(guī)程進(jìn)行斷面檢測(cè)數(shù)據(jù)采集；

4運(yùn)營(yíng)隧道斷面檢測(cè)前應(yīng)提前與交通主管部門進(jìn)行備案，并由其對(duì)被掃描隧道段落進(jìn)行

交通管制后，在交通管制時(shí)間段內(nèi)根據(jù)本規(guī)程進(jìn)行斷面檢測(cè)數(shù)據(jù)采集。

5.2采集流程

5.2.1三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)數(shù)據(jù)采集流程包括作業(yè)準(zhǔn)備、控制點(diǎn)布測(cè)、掃描站布

設(shè)、標(biāo)靶布設(shè)、設(shè)站掃描、外業(yè)數(shù)據(jù)檢查、數(shù)據(jù)導(dǎo)出（圖5.2.1）。

圖5.2.1三維激光掃描斷面檢測(cè)數(shù)據(jù)采集流程

條文說明

只有一站的掃描作業(yè)，完成定向后可不進(jìn)行標(biāo)靶布設(shè)。

現(xiàn)場(chǎng)掃描數(shù)據(jù)檢查主要包括檢查被檢測(cè)隧道段落是否掃描完整、是否存在被遮擋以及是

否存在儀器抖動(dòng)、地面不穩(wěn)而導(dǎo)致數(shù)據(jù)異常的情況。

5.2作業(yè)準(zhǔn)備

5.2.1三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)數(shù)據(jù)采集工作前應(yīng)滿足以下要求：

1確保三維激光掃描儀器各部件及其附件齊全且相互匹配；

2確保儀器電池容量及內(nèi)存容量能滿足作業(yè)時(shí)間需求；

3宜先進(jìn)行預(yù)掃描，確保儀器可以正常獲取數(shù)據(jù)。

5.3控制點(diǎn)布測(cè)

5.3.1三維激光掃描斷面檢測(cè)控制點(diǎn)布測(cè)應(yīng)滿足以下要求：

9

1宜采用控制標(biāo)靶作為控制點(diǎn);

2控制點(diǎn)宜布設(shè)于變形已趨于穩(wěn)定的隧道段落的隧道壁上；

3控制點(diǎn)數(shù)量應(yīng)保持3個(gè)及其以上；

4控制點(diǎn)宜布設(shè)在隧道同一斷面或相鄰斷面兩側(cè)；

5控制點(diǎn)布設(shè)完成后應(yīng)與現(xiàn)有隧道施工控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)；

6控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)成果應(yīng)進(jìn)行保存并歸檔。

條文說明

控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)可通過全站儀或三維激光掃描儀自帶測(cè)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，聯(lián)測(cè)成果包括控制點(diǎn)坐

標(biāo)、點(diǎn)之記以及控制點(diǎn)名稱。控制點(diǎn)名稱宜以工點(diǎn)名稱、所在位置樁號(hào)、日期、編號(hào)組合的

方式進(jìn)行命名。

5.3.2長(zhǎng)期需使用的控制點(diǎn)應(yīng)在一定時(shí)間周期內(nèi)對(duì)聯(lián)測(cè)結(jié)果進(jìn)行復(fù)測(cè)，時(shí)間間隔不應(yīng)大

于一周。

5.3.3臨時(shí)控制點(diǎn)采用球棱鏡進(jìn)行布測(cè)，且數(shù)量不應(yīng)少于三個(gè)，并確保球棱鏡中心之間

三點(diǎn)不共線、四點(diǎn)不共面。

5.4掃描站布設(shè)

5.4.1掃描站第一站應(yīng)布設(shè)于控制點(diǎn)附近，儀器與控制點(diǎn)最遠(yuǎn)距離相對(duì)距離不宜超過

15m；

5.4.2通過標(biāo)靶球進(jìn)行連續(xù)配準(zhǔn)的掃描站站數(shù)不應(yīng)大于4站；

5.4.3三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)掃描站布設(shè)應(yīng)滿足以下要求：

1應(yīng)根據(jù)隧道斷面檢測(cè)工作量以及儀器性能合理設(shè)置掃描站站數(shù)；

2應(yīng)合理設(shè)置掃描站間距，以確保有效點(diǎn)云密度；

3掃描站應(yīng)設(shè)置于視野開闊、地面穩(wěn)定的安全區(qū)域。

條文說明

通過標(biāo)靶球進(jìn)行連續(xù)配準(zhǔn)的掃描站數(shù)大于4站會(huì)影響點(diǎn)云配準(zhǔn)精度，連續(xù)配準(zhǔn)掃描站數(shù)

超過4站的掃描作業(yè)，掃描段落首末兩端需布測(cè)控制點(diǎn)以提高點(diǎn)云配準(zhǔn)精度。

10

5.5標(biāo)靶球布設(shè)

5.5.1三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)掃描站布設(shè)應(yīng)滿足以下要求：

1標(biāo)靶球應(yīng)布設(shè)在儀器掃描范圍之內(nèi)；

2標(biāo)靶球數(shù)量至少為三個(gè)，且在兩測(cè)站之間均勻分布；

3多個(gè)標(biāo)靶球中心之間三點(diǎn)不共線、四點(diǎn)不共面；

4宜使兩個(gè)或多個(gè)掃描站之間公共標(biāo)靶球包圍的面積盡量大；

5標(biāo)靶球應(yīng)布設(shè)于穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)上。

5.6點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集

三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集應(yīng)滿足以下要求：

1應(yīng)根據(jù)作業(yè)要求及隧道現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況設(shè)定三維激光掃描儀參數(shù)（采集質(zhì)量、采集分辨

率等）以確保有效點(diǎn)云密度；

2應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況填寫現(xiàn)場(chǎng)掃描原始記錄，現(xiàn)場(chǎng)掃描原始記錄表格式示例參見附錄

B。

3應(yīng)滿足相鄰掃描站之間有效點(diǎn)云重疊度不低于30%，困難段落不低于15%；

4掃描站點(diǎn)命名，應(yīng)符合以下規(guī)定：

1）站點(diǎn)命名宜包括隧道工點(diǎn)名稱、檢測(cè)類型（開挖/初支/二襯/運(yùn)營(yíng)）、掃描日期

以及編號(hào)；

2）隧道開挖斷面掃描站點(diǎn)命名宜在以上要求下增加檢測(cè)部位（上臺(tái)階/中臺(tái)階/下

臺(tái)階）；

3）隧道拱頂名稱、掃描段落被檢測(cè)類型以及檢測(cè)部位宜選用拼音首字母；

4）同洞口當(dāng)天兩次或者多次同檢測(cè)類型的站點(diǎn)命名編號(hào)依次遞增。

5儀器掃描過程中如出現(xiàn)卡頓、死機(jī)、斷電、抖動(dòng)等特殊情況，應(yīng)初始化儀器，重新設(shè)

置參數(shù)后進(jìn)行掃描；

6相鄰掃描站之間標(biāo)靶球位置發(fā)生改變，應(yīng)重新進(jìn)行掃描作業(yè)；

7掃描工作完成后應(yīng)即時(shí)檢查點(diǎn)云數(shù)據(jù)的完整性，布設(shè)有標(biāo)靶的站點(diǎn)應(yīng)同時(shí)檢查標(biāo)靶點(diǎn)

云數(shù)據(jù)的完整性及有效性，對(duì)于缺失或異常數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)測(cè)；

11

8掃描工作完成后宜即時(shí)將數(shù)據(jù)導(dǎo)出后處理。

12

6數(shù)據(jù)預(yù)處理

6.1一般規(guī)定

6.1.1三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理流程包括點(diǎn)云編輯、點(diǎn)云配準(zhǔn)與拼接、

坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換、點(diǎn)云數(shù)據(jù)降噪與抽稀、點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)出（圖6.1.1）。

圖6.1.1三維激光掃描斷面檢測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)處理流程

6.1.2應(yīng)根據(jù)掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)的實(shí)際情況進(jìn)行預(yù)處理。

6.2點(diǎn)云編輯

隧道內(nèi)輪廓內(nèi)的結(jié)構(gòu)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的宜通過人機(jī)交互或有效算法進(jìn)行點(diǎn)云編輯去除，保留有

效點(diǎn)云數(shù)據(jù)，粗略剔除多余點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

條文說明

采用算法對(duì)隧道內(nèi)輪廓內(nèi)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行剔除，應(yīng)確保所用算法結(jié)構(gòu)識(shí)別精度，避免有效點(diǎn)

云被剔除。

6.3點(diǎn)云配準(zhǔn)與拼接

6.3.1三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)與拼接應(yīng)滿足以下要求：

1點(diǎn)云數(shù)據(jù)應(yīng)通過不少于3個(gè)同名點(diǎn)建立轉(zhuǎn)換矩陣進(jìn)行點(diǎn)云配準(zhǔn)與拼接；

2配準(zhǔn)后最大拼接誤差不應(yīng)超過要求檢測(cè)精度的1/3;

3點(diǎn)云數(shù)據(jù)連續(xù)配準(zhǔn)次數(shù)不應(yīng)超過4次。

條文說明

選用標(biāo)靶球進(jìn)行點(diǎn)云配準(zhǔn)時(shí)，中心坐標(biāo)可通過球心擬合進(jìn)行計(jì)算獲得。

13

6.4坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換

6.4.1拼接完成后三維激光掃描隧道點(diǎn)云數(shù)據(jù)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換應(yīng)符合以下規(guī)定：

1應(yīng)采用均勻分布的控制點(diǎn)作為同名點(diǎn)；

2應(yīng)通過7參數(shù)模型進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時(shí)宜固定比例因子；

3轉(zhuǎn)換殘差應(yīng)小于要求檢測(cè)精度的1/3；

4坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換結(jié)果宜為隧道施工的施工控制坐標(biāo)系。

條文說明

選用控制標(biāo)靶作為控制點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)云數(shù)據(jù)中控制標(biāo)靶中心的識(shí)別可通過角點(diǎn)識(shí)別算法進(jìn)行

實(shí)現(xiàn)。

6.5降噪與抽稀

6.5.1降噪與抽稀應(yīng)符合以下規(guī)定：

1點(diǎn)云數(shù)據(jù)中出現(xiàn)噪點(diǎn)時(shí)，應(yīng)通過濾波或人機(jī)交互進(jìn)行降噪處理；

2應(yīng)綜合考慮硬件設(shè)備、軟件性能及檢測(cè)要求，合理設(shè)置抽稀參數(shù)；

3點(diǎn)云數(shù)據(jù)抽稀不應(yīng)影響隧道斷面的提取以及標(biāo)靶的識(shí)別。

條文說明

點(diǎn)云數(shù)據(jù)十分巨大，如果不濾除冗余點(diǎn)云，對(duì)其處理將變得十分復(fù)雜，點(diǎn)云數(shù)據(jù)抽稀算

法大致可以分為3類：范圍抽稀、反射率抽稀、角度抽稀。

6.6點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)出

6.6.1點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)出應(yīng)滿足以下規(guī)定：

1導(dǎo)出數(shù)據(jù)文件名宜以隧道段落樁號(hào)區(qū)間及檢測(cè)類型（開挖、初支、二襯、運(yùn)營(yíng)）組合

的首字母進(jìn)行命名；

2開挖斷面導(dǎo)出點(diǎn)云文件名宜以隧道段落樁號(hào)區(qū)間、檢測(cè)類型、檢測(cè)部位（上臺(tái)階/中

臺(tái)階/下臺(tái)階）組合的首字母進(jìn)行命名；

3點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)出格式宜為.asc/.xyz/.las。

14

7成果分析與歸檔

7.1一般規(guī)定

7.1.1數(shù)據(jù)處理流程

三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)數(shù)據(jù)處理流程包括文件上傳、文件切割、數(shù)據(jù)計(jì)算、結(jié)果儲(chǔ)

存、計(jì)算結(jié)果展示、報(bào)告生成（圖7.1.1）。

圖7.1.1數(shù)據(jù)處理流程

條文說明

三維激光掃描隧道掃描數(shù)據(jù)除運(yùn)用于隧道斷面檢測(cè)外還可實(shí)現(xiàn)其他功能，包括但不限于

施工隧道的變形監(jiān)測(cè)、施工進(jìn)度管理，運(yùn)營(yíng)隧道的安全病害檢測(cè)、應(yīng)急響應(yīng)等。

7.1.2成果歸檔要求

三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)成果歸檔要求應(yīng)符合《地面三維激光掃描作業(yè)技術(shù)規(guī)程》

CHZ3017-2015第9.3.1節(jié)要求。

7.2文件上傳

7.2.1三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)上傳文件應(yīng)包括以下內(nèi)容：

1隧道斷面檢測(cè)項(xiàng)目基本信息；

2點(diǎn)云文件信息及對(duì)應(yīng)的點(diǎn)云文件；

3數(shù)據(jù)處理算法文件；

4算法所涉及資料文件（平曲線要素、豎曲線要素、斷面設(shè)計(jì)要素等）。

條文說明

項(xiàng)目基本信息包括項(xiàng)目信息、標(biāo)段信息、隧道/工點(diǎn)信息、機(jī)構(gòu)信息等。

點(diǎn)云文件信息包括隧道工點(diǎn)名稱、文件屬性（開挖斷面/初支斷面/二襯斷面/運(yùn)營(yíng)隧道斷

面）、襯砌類型、圍巖級(jí)別、預(yù)留變形量、外放量、掃描設(shè)備、上傳設(shè)備、斷面間隔、開挖

15

線/縱向施工縫高度、起始里程、結(jié)束里程、掌子面里程以及工序節(jié)點(diǎn)。

算法包括點(diǎn)云切割算法、斷面提取算法、表面去噪算法、超欠挖數(shù)值計(jì)算法、超欠挖面

積計(jì)算算法、平均超挖計(jì)算算法、軸心偏差計(jì)算算法。

7.3文件切割

隧道斷面點(diǎn)云數(shù)據(jù)文件切割應(yīng)根據(jù)任務(wù)量要求進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)切割。

條文說明

隧道斷面檢測(cè)任務(wù)量要求指隧道斷面檢測(cè)段落的樁號(hào)起止要求，點(diǎn)云數(shù)據(jù)切割結(jié)果為起

止樁號(hào)間的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

7.4數(shù)據(jù)計(jì)算

7.4.1斷面提取

隧道斷面點(diǎn)云數(shù)據(jù)的提取應(yīng)滿足以下要求：

1應(yīng)根據(jù)隧道的設(shè)計(jì)資料進(jìn)行隧道斷面點(diǎn)云數(shù)據(jù)的提取;

2隧道斷面點(diǎn)云數(shù)據(jù)宜根據(jù)樁號(hào)進(jìn)行劃分；

3隧道斷面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的提取厚度不宜大于2cm；

4隧道斷面提取間距間距應(yīng)以檢測(cè)要求為前提，綜合考慮點(diǎn)云密度、計(jì)算效率等因素，

合理設(shè)置提取間距。

條文說明

由斷面的定義可知，隧道中軸線上某點(diǎn)處的斷面與該點(diǎn)處的切線垂直，也即該點(diǎn)處的切

線向量就是該斷面的法向量，由此在施工控制坐標(biāo)系下的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，可以根據(jù)隧道線路的設(shè)

計(jì)資料來提取斷面。

隧道控制點(diǎn)丟失的運(yùn)營(yíng)隧道可通過二次投影法將隧道點(diǎn)云數(shù)據(jù)分別向水平方向和豎直

方向進(jìn)行投影，然后使用RANSAC方法或中值法獲取投影后的擬合數(shù)據(jù)，再分別對(duì)其進(jìn)行

多項(xiàng)式擬合，得到兩個(gè)方程，確定隧道軸線的三維姿態(tài)信息，從而求得隧道某點(diǎn)處的坐標(biāo)和

切線向量，繼而提取出某點(diǎn)所在斷面。

不管掃描儀的分辨率多高，測(cè)量的點(diǎn)與點(diǎn)之間總會(huì)有一定的間隔，所以在實(shí)際提取斷面

時(shí)，該斷面并不是嚴(yán)格的平面，而是有一定厚度的平面。

16

7.4.2表面去噪

宜綜合使用鄰域統(tǒng)計(jì)法、距離閾值法、梯度去除法等對(duì)隧道斷面點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行表面去噪。

條文說明

不論施工隧道還是運(yùn)營(yíng)隧道，隧道壁上都有很多附屬雜物，如大型設(shè)備、管線、鋼筋網(wǎng)

片、護(hù)欄、風(fēng)機(jī)等。這些附著物會(huì)影響斷面檢測(cè)結(jié)果，在進(jìn)行計(jì)算前應(yīng)予以去除。

7.4.3檢測(cè)參數(shù)計(jì)算

7.4.3.1三維激光掃描斷面檢測(cè)宜將隧道設(shè)計(jì)內(nèi)輪廓斷面與實(shí)測(cè)內(nèi)輪廓斷面在隧道斷面

設(shè)計(jì)坐標(biāo)系下進(jìn)行比較分析，計(jì)算隧道斷面檢測(cè)的各個(gè)參數(shù)。

條文說明

同一樁號(hào)下，隧道斷面設(shè)計(jì)坐標(biāo)系中隧道設(shè)計(jì)內(nèi)輪廓斷面可根據(jù)隧道斷面設(shè)計(jì)資料計(jì)算

得到，隧道實(shí)測(cè)內(nèi)輪廓斷面宜通過該樁號(hào)的提取斷面點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)隧道斷面設(shè)計(jì)平面進(jìn)行投影

得到。

7.4.3.2隧道斷面檢測(cè)參數(shù)包括設(shè)計(jì)面積、實(shí)測(cè)面積、超/欠挖數(shù)值、超/欠挖面積、初支

/二襯厚度、平均超挖和軸心偏差，各參數(shù)檢測(cè)結(jié)果宜根據(jù)《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第

一冊(cè)土建工程》(JTGF80/1-2017)表10.2.2和表10.6.2進(jìn)行處理。

條文說明

隧道斷面檢測(cè)具體到檢測(cè)類型分為開挖斷面檢測(cè)、初支斷面檢測(cè)、初支斷面厚度檢測(cè)、

二襯斷面檢測(cè)、二襯斷面厚度檢測(cè)、運(yùn)營(yíng)隧道檢測(cè)。

開挖斷面檢測(cè)參數(shù)包括設(shè)計(jì)面積、實(shí)測(cè)面積、超欠挖數(shù)值、超/欠挖數(shù)值、超/欠挖面積、

欠挖部位以及平均超挖。

初支斷面檢測(cè)參數(shù)包括設(shè)計(jì)面積、實(shí)測(cè)面積、超挖數(shù)值、侵限數(shù)值、最大超挖數(shù)值、侵

限面積、侵限部位以及軸心偏差。

初支斷面厚度檢測(cè)參數(shù)包括設(shè)計(jì)厚度、實(shí)測(cè)厚度、實(shí)測(cè)最大/小厚度。

二襯斷面檢測(cè)參數(shù)包括設(shè)計(jì)面積、實(shí)測(cè)面積、外放數(shù)值、最大外放量、最大侵限、侵限

面積、侵限部位以及軸心偏差。

二襯斷面厚度檢測(cè)參數(shù)包括設(shè)計(jì)厚度、實(shí)測(cè)厚度、實(shí)測(cè)最大/小厚度。

運(yùn)營(yíng)隧道斷面檢測(cè)參數(shù)宜根據(jù)檢測(cè)要求計(jì)算。

7.4.3.3報(bào)警判斷

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三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)宜根據(jù)《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第一冊(cè)土建工程》

(JTGF80/1-2017)表10.2.2和表10.6.2內(nèi)容及業(yè)主要求綜合設(shè)定各檢測(cè)參數(shù)的分梯度報(bào)警閾

值。

7.4.3.4超欠挖數(shù)值計(jì)算

三維激光掃描隧道斷面超欠挖數(shù)值應(yīng)按如下公式進(jìn)行計(jì)算：

22

Di(xixk)(yiyk)Rk(1)

式中，Di為第i點(diǎn)云數(shù)據(jù)的超欠挖量；xk為第i點(diǎn)云數(shù)據(jù)所在第k個(gè)圓弧段的圓心橫坐

標(biāo)；yk為第i點(diǎn)云數(shù)據(jù)所在第k個(gè)圓弧段的圓心縱坐標(biāo)；xi為第i點(diǎn)云數(shù)據(jù)的橫坐標(biāo)；yi為

第i點(diǎn)云數(shù)據(jù)的縱坐標(biāo)，Rk為第i點(diǎn)云數(shù)據(jù)所在第k個(gè)圓弧段的半徑。

條文說明

根據(jù)不同圍巖等級(jí)襯砌類型下的設(shè)計(jì)斷面輪廓面，計(jì)算各圓弧段對(duì)應(yīng)的圓心坐標(biāo)、半徑

及起始坐標(biāo)方位角，計(jì)算平面坐標(biāo)系中點(diǎn)云數(shù)據(jù)的坐標(biāo)方位角(取值范圍為[-π,π])，并獲得第

i點(diǎn)云數(shù)據(jù)所在的第k個(gè)圓弧段，即通過式(1)計(jì)算出第i點(diǎn)云數(shù)據(jù)的超欠挖量。

隧道斷面超欠挖值的計(jì)算應(yīng)考慮二襯外放量和預(yù)留變形量。

7.4.3.5面積計(jì)算

三維激光掃描斷面檢測(cè)面積計(jì)算應(yīng)滿足以下要求：

1隧道斷面面積的計(jì)算宜通過坐標(biāo)軸、角度積分進(jìn)行計(jì)算求得；

2超挖面積、欠挖/面積應(yīng)分別計(jì)算；

7.4.3.6平均超挖計(jì)算

三維激光掃描隧道斷面平均超挖分為拱部平均超挖以及邊墻平均超挖，并按如下公式進(jìn)

行計(jì)算：

(2)

???

?=?/?(3)

??

—?=???

式中，d為拱部/邊墻平均超挖量，Sci為拱部/邊墻超挖面積，Ci為設(shè)計(jì)拱部/邊墻周長(zhǎng)，

為拱部/邊墻部分對(duì)應(yīng)的圓心角。

7.4.3.7軸心偏差

18

在隧道設(shè)計(jì)坐標(biāo)系下，軸心偏差宜通過最小二乘法擬合隧道實(shí)測(cè)輪廓圓心求得。

條文說明

隧道斷面設(shè)計(jì)坐標(biāo)系下，設(shè)計(jì)軸心坐標(biāo)即為原點(diǎn)坐標(biāo)（0，0），隧道實(shí)測(cè)輪廓面點(diǎn)云擬

合的圓心坐標(biāo)即為該斷面下軸心的實(shí)際偏差值。

7.5計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)與展示

7.5.1計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)宜滿足以下規(guī)定：

1不同項(xiàng)目的計(jì)算結(jié)果應(yīng)儲(chǔ)存至不同的位置；

2同一項(xiàng)目的不同檢測(cè)斷面類型（開挖斷面、初支斷面、二襯斷面以及運(yùn)營(yíng)隧道斷面）

計(jì)算結(jié)果應(yīng)進(jìn)行分類單獨(dú)儲(chǔ)存。

條文說明

隧道斷面檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行儲(chǔ)存，防止數(shù)據(jù)丟失，提高平臺(tái)數(shù)據(jù)處理效率。

7.5.2平臺(tái)計(jì)算結(jié)果展示宜滿足以下規(guī)定：

1應(yīng)進(jìn)行項(xiàng)目匯總；

2應(yīng)展示掃描段落整體點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

3應(yīng)展示隧道斷面點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

4應(yīng)展示斷面掃描分析匯總表。

條文說明

項(xiàng)目匯總指匯總網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的所有項(xiàng)目，標(biāo)段，隧道工點(diǎn)和在測(cè)斷面數(shù)等數(shù)據(jù)。斷面掃描

分析匯總指該斷面各參數(shù)檢測(cè)結(jié)果匯總。

7.6報(bào)告生成

7.6.1三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)報(bào)告生成應(yīng)滿足以下規(guī)定：

1檢測(cè)報(bào)告宜包括項(xiàng)目概況、檢測(cè)依據(jù)、儀器設(shè)備與實(shí)施方法、檢測(cè)結(jié)果與建議以及附

件（檢測(cè)成果表、現(xiàn)場(chǎng)掃描作業(yè)照片等）；

2檢測(cè)報(bào)告應(yīng)具有獨(dú)立報(bào)告編號(hào)；

19

條文說明

開挖斷面掃描檢測(cè)成果表示例參見附錄C,初支斷面掃描檢測(cè)成果表示例參見附錄D,二

襯斷面掃描檢測(cè)成果表示例參見附錄E。

7.7成果歸檔

7.7.1三維激光掃描隧道斷面檢測(cè)成果歸檔內(nèi)容應(yīng)包括：

1成果清單；

2檢測(cè)方案；

3斷面檢測(cè)參數(shù)計(jì)算資料；

4控制點(diǎn)成果（控制點(diǎn)坐標(biāo)、點(diǎn)之記以及控制點(diǎn)名稱）；

5現(xiàn)場(chǎng)掃描原始記錄表；

6現(xiàn)場(chǎng)掃描原始文件；

7隧道點(diǎn)云導(dǎo)出文件；

8檢測(cè)報(bào)告。

20

附錄A控制標(biāo)靶制作及要求

規(guī)格（單位：mm）說明

尺

寸

（尺寸根據(jù)掃描儀識(shí)別能力而定）

帶有

固定

設(shè)裝

計(jì)置，

圖角度

可調(diào)

節(jié)

21

附錄B現(xiàn)場(chǎng)掃描原始記錄表

表B現(xiàn)場(chǎng)掃描原始記錄表

工點(diǎn)名稱測(cè)量時(shí)間

里程范圍測(cè)量單位

圍巖等級(jí)/襯砌類型施工單位

工序階段監(jiān)理單位

隧道現(xiàn)場(chǎng)掃描平面布置示意圖

注：

檢測(cè)內(nèi)容掃描設(shè)置

里程狀態(tài)

備注：

觀測(cè)：復(fù)核：審核：

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附錄C開挖斷面檢測(cè)成果表

表C現(xiàn)場(chǎng)掃描原始記錄表

工點(diǎn)名稱掃描時(shí)間

斷面里程測(cè)量單位

圍巖等級(jí)/襯

施工單位

砌類型

工序階段監(jiān)理單位

檢測(cè)成果圖

圖例：

設(shè)計(jì)面積

開挖斷面預(yù)警指標(biāo)規(guī)范允許值實(shí)測(cè)值是否超限

（m2）

實(shí)測(cè)面積

最大超挖（cm）

（m2）

超挖面積拱部平均線性超挖

（m2）（cm）

侵限面積邊墻平均線性超挖

（m2）（cm）

預(yù)留變形量

最大欠挖（cm）

（m）

備注：共欠挖處，中心坐標(biāo)分別為：

觀測(cè):復(fù)核:

審核:

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附錄D初支斷面檢測(cè)成果表

表D現(xiàn)場(chǎng)掃描原始記錄表

工點(diǎn)名稱掃描時(shí)間

斷面里程測(cè)量單位

圍巖等級(jí)/襯砌類型施工單位

工序階段監(jiān)理單位

檢測(cè)成果圖

圖例：

設(shè)計(jì)面積

預(yù)留變形量（m）

（m2）

軸線偏差

實(shí)測(cè)面積

最大超挖（cm）

（m2）

超挖面積

最大侵限（cm）

（m2）

預(yù)警等級(jí)

侵限面積

侵限處數(shù)

（m2）

備侵限位置中心坐標(biāo)為:

注：

觀測(cè):復(fù)核:

審核:

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附錄E二次襯砌斷面檢測(cè)成果表

表E現(xiàn)場(chǎng)掃描原始記錄表

工點(diǎn)名稱檢測(cè)時(shí)間

斷面里程測(cè)量單位

圍巖等級(jí)/襯砌類

施工單位

型

工序階段監(jiān)理單位

檢測(cè)成果圖

圖例：

設(shè)計(jì)面

預(yù)留外放量（m）

積（m2）

軸線偏差

實(shí)測(cè)面

實(shí)測(cè)最大外放量（cm）

積（m2）

超挖面

最大侵限（cm）

積（m2）

預(yù)警等級(jí)

侵限面

侵限處數(shù)

積（m2）

備侵限位置坐標(biāo)為:

注：

觀測(cè):復(fù)核:

審核:

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附錄F實(shí)操案例

1項(xiàng)目背景

廣東省某隧道設(shè)計(jì)為單洞雙線隧道，行車速度350km/h，全長(zhǎng)9781m，處于8度地震區(qū)。

隧道采用礦山法+盾構(gòu)法+明挖法施工，設(shè)進(jìn)口、1#斜井和2#斜井3個(gè)礦山法工區(qū)，出口盾

構(gòu)和明挖段1個(gè)工區(qū)。隧址區(qū)以剝蝕丘陵為主，地形起伏，局部陡峭，溝谷狹長(zhǎng)，多呈“V”

字型，最大埋深約180m，共穿越13條斷層破碎帶，其中有6條活動(dòng)斷裂帶。

2技術(shù)準(zhǔn)備

2.1技術(shù)資料收集

收集該隧道的平曲線要素表、豎曲線要素表、斷面設(shè)計(jì)要素及施工控制測(cè)量成果表，具

體如下：

圖F2.1-1某隧道平曲線要素表示意圖

圖F2.1-2某隧道豎曲線要素表示意圖

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圖F2.1-3某隧道豎曲線要素表示意圖

圖F2.1-4某隧道施工控制測(cè)量成果圖

2.2儀器準(zhǔn)備

2.2.1三維激光掃描儀

三維激光掃描儀采用測(cè)量型三維激光掃描儀Z+FIMAGER5010X，如圖F2.2-1所示，

具體參數(shù)如表F2.2-1所示。內(nèi)置陀螺儀、慣導(dǎo)、電力羅盤、GPS傳感器等能記錄站點(diǎn)位置，

并測(cè)站過程中進(jìn)行數(shù)據(jù)拼接（點(diǎn)云配準(zhǔn)），掃描現(xiàn)場(chǎng)可自動(dòng)檢索實(shí)時(shí)的掃描數(shù)據(jù)，配合使用

便攜式平板電腦實(shí)時(shí)回傳并接收數(shù)據(jù)。該三維激光掃描儀還擁有盲區(qū)分析，邊掃描邊拼接數(shù)

據(jù)等功能和自動(dòng)標(biāo)定標(biāo)識(shí)、檢查數(shù)據(jù)質(zhì)量、檢查標(biāo)識(shí)質(zhì)量、查找補(bǔ)測(cè)盲區(qū)等全新的工作流程。

圖F2.2-1測(cè)量型三維激光掃描儀

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表F2.2-1技術(shù)參數(shù)

測(cè)程0.3-187.3米

激光發(fā)散度<0.3毫弧度

光束直徑約3.5毫米（距離0.1米時(shí)）

數(shù)據(jù)獲取速率≤101.6萬點(diǎn)/秒

線性誤差≤1毫米

視場(chǎng)范圍垂直：0~340°，水平：0~360°

角度分辨率垂直：0.0004°，水平：0.0002°

距離分辨率0.1毫米

分辨率0.001度

雙軸補(bǔ)償器測(cè)量范圍±0.5度

精度<0.007度

激光安全等級(jí)1級(jí)

工作時(shí)長(zhǎng)>3小時(shí)（內(nèi)部電池供電）

質(zhì)量與尺寸286×170×395mm，9.5kg

溫度范圍-10~45℃（工作），-20~50℃（存儲(chǔ)）

保護(hù)級(jí)別IP53

2.2.2控制標(biāo)靶

控制標(biāo)靶使用平面標(biāo)靶，材質(zhì)為不銹鋼，標(biāo)靶面采用蝕刻工藝，標(biāo)靶面大小為

10cm*10cm，實(shí)物圖如下：

圖F2.2-2控制標(biāo)靶

2.2.3球棱鏡

選用球棱鏡做為臨時(shí)控制點(diǎn)，球棱鏡半徑為5cm，棱鏡常數(shù)為-34.4mm，實(shí)物圖如下：

圖F2.2-3球棱鏡

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2.2.4全站儀

采用徠卡高精度全站儀TS6