安伯格隧道、地铁三维扫描测量系统推荐方案
深圳鹏锦科技有限公司,提供多种隧道扫描方案,可提供上门演示服务,欢迎致电咨询18320771884 徐小姐
隧道施工技术技术不断迅速发展,隧道构建在工程和商业领域面临新的挑战。现代化的施
工设备、紧张的工期和严格的预算,对隧道施工的各方面都提出了更好的要求,在测量方面,
不但要保证隧道的平顺贯通,而且开挖断面的形状控制、衬砌厚度和衬砌表面的平整度控制,
以及全面的数字化档案也将为现代隧道施工测量的新标准和新要求。在保证工程质量、施工安
全的基础上按时完工,需要一套更安全、快速、有效的检测技术与之相适应,因此作为当今全
球*为知名的隧道行业解决方案提供商,安伯格公司推出了安伯格隧道三维扫描系统:该系统
有三维激光扫描系统、APM 快速绝对定位装置、移动工作站等组成。
运用安伯格隧道三维扫描系统,作业人员可以在隧道施工期间,在现场 5 分钟快读获取前
后 80 米的高精度绝对三维空间坐标,并同时储存在系统计算机中,在配备的移动工作站中现
场 15 分钟内快速投影分析出隧道超欠挖情况。三维激光扫描技术是上近期发展的意向全
自动、高精度、三维空间扫描的技术。它具有快速性,不接触性,穿透性,实时、动态,
高密度、高精度、数字化、自动化等特性,为工程勘察、测量和检测提供更加快捷、有效的方
式。
Amberg Tunnel 是专为隧道建设设计的、经过全球千余地下工程项目实践检验的隧道综合
测量解决方案,由瑞士安伯格技术公司(Amberg Technologies)研发,支持各种隧道施工工
法和施工阶段。该系统由软硬件共同构成,Amberg Tunnel 软件配合和引导高精度测量硬件设
备,高效、精准完成各个施工阶段的测量作业任务,,不但显著提高了数据采集和分析的效率
和精度,而且在隧道掘进引导、高密度扫描断面超欠挖分析、精细化开挖方量分析、衬砌厚度
分析、岩土工程监测分析和隧道竣工资料存档等方面有优秀表现。
二.安伯格隧道三维扫描测量系统
激光和电子技术的发展推动了工程测量技术飞速发展,在全站仪、GPS 等技术产品已经成
为一种普及型产品的同时,三维激光扫描技术也从前些年的新鲜事物变为可实际应用的成熟案
例,广泛应用于建筑物、构筑物的三维建模、小范围地面模型、高程模型的获取等。
Amberg 隧道扫描系统就是把三维激光扫描技术用于隧道等地下工程的施工、竣工测量和
运营维护测量,是一种集光、机、电技术为一体的综合技术表现,其硬件是采用超高速相位式
激光扫描仪。
测量时,激光器发射激光并以螺旋线形式对隧道表面进行全断面高密度扫描,每秒可达数
十万个测点,通过分析发射和接收激光信号的强度和相位差,可以获得隧道衬砌内表面的影像
信息,以及隧道衬砌表面扫描点的坐标,上述测量成果为多种后继应用提供了准确的基础数据。
通过 Amberg 公司开发的专业软件系统的处理和分析,我们借助影像信息可进行隧道内表
面的病害(裂缝、蜂窝、脱落、掉块等)检测和数码地质素描等;借助各个扫描点的坐标信息,
可建立高准确性、高密度的 3D 数字模型,继而为今后的隧道维护提供数字基础,实现断面检
测、超欠挖检测、平整度检测以及施工期间高精度计算混凝土用量。
Topcon GTL-1000 三维激光扫描仪是世界上的全站式扫描仪,款真正集高 精度全站仪、影像获取、高速三维扫描三位一体的全站式扫描仪。
1)全新的扫描测量模式:直接定位绝对坐标
2)集成全站仪和扫描仪的革命性产品
3)测角精度为 1″的精度扫描仪
4)*快的全站式扫描仪 100000 点/秒
5)防护等级 IP65
6)广角+长焦(5M 像素)全景影像
专业为隧道而生的扫描仪FARO 相位式高速扫描仪,工作无需调平,界面友好、操作简单,整个系统适合隧道内黑暗的工作环境。
1)单人即可操作和搬运,主机设备重量仅 5kg
2)单个电池可连续供电 4 小时,电池可更换;
3)可通过高分辨率大屏幕液晶显示屏,直接进行数
据采集,无外置电脑;
4)测量速度:1000000 点/秒,300 米隧道/小时
5)测距范围:0.6-350m(激光载波相移测量)
6)设备无需整平,扫描仪设站时间小于 1 分钟,单
测站工作不超过五分钟
7)支持 WLAN 无线远程操作和数据采集2.2 系统软件配置
Amberg Tunnel 数据处理软件技术规格
1)数据自动化处理比例达到 90%以上;
2)支持多进程实例并行自动处理同一项目数据,并且互补干扰;
3)支持全站仪断面测量数据处理;
4)自动进行激光点云的多测站拼接和绝对坐标定位;
5)自动提取任意设置间隔断面图(间隔 0.02 米);
6) 可生成 5mm*5mm 点间距的隧道正射激光雷达影像; 7) 可生成以下数据成果:
FARO 相位式高速扫描仪,工作无需调平,界面友好、操作简单,整个系统适合隧道内黑
暗的工作环境。
1)单人即可操作和搬运,主机设备重量仅 5kg
2)单个电池可连续供电 4 小时,电池可更换;
3)可通过高分辨率大屏幕液晶显示屏,直接进行数
据采集,无外置电脑;
4)测量速度:1000000 点/秒,300 米隧道/小时
5)测距范围:0.6-350m(激光载波相移测量)
6)设备无需整平,扫描仪设站时间小于 1 分钟,单
测站工作不超过五分钟
7)支持 WLAN 无线远程操作和数据采集
现场快速输出断面超欠挖报告; *小二乘断面中心点;
现场快速输出方量分析统计;
彩色三维隧道漫游;
超欠挖区域边界点坐标(偏距)输出;
正射影像彩色二维图文报告;
喷锚厚度分析报告;
断面监测分析功能,同一里程断面多次测量对比;
高清正射影像图,可用于成型隧道表面病害验收;
整条隧道三维点云输出,可用于隧道建模 隧道表面平整度正射影像图和数值表;
8) 可用生成彩色、半透明收敛变形、超欠挖、反射率、平整度等激光雷达影像叠加图;
9) 可支持基线、距离、面罩等多种点云数据过滤器对数据进行自动过滤处理;
10)可支持多种三维激光扫描仪数据格式输入,zfs、fls、pts 等;
11)扫描数据可导出到隧道病害评估和检测管理系统软件和 AutoCAD 中使用;
2.3 工作流程
隧道施工工序如图所示
扫描主要应用于喷射层管理、初支控制、初支零欠挖验收、二衬竣工验收四个管理模块,
结合国内隧道施工以及成本考虑,安伯格隧道三维扫描测量系统主要应用于支控制、初支零欠
挖验收、二衬竣工验收三个阶段,下图是常用的施工作业流程:
2.4 技术特点
2.4.1.选择高精度相位式扫描仪
在隧道施工测量中,由于现场施工环境的限制,测距范围要求短,要求数据点密度高、精
度高,同时考虑到测量人员长期与扫描仪接触身体安全,选择相位式扫描仪作为我们系统的主推硬件。
相位式测量原理
利用相位偏移计
算信号传播时间
特点
测量距离短
精度高
点密度高
激光能量低
2.4.2 全面获取隧道信息,数据成果多样
扫描仪在数据采集过程中可同时获得空间信息,即坐标和每个测点的表面灰度值,即构成
了表面图像。扫描所获得的隧道内表面图像在计算机屏幕上显示为隧道表面在平面的一个投影,
如下图所示:
左部分为隧道右拱脚、中间为拱顶、右边为左拱脚。上图中红色部分表示该区域侵限了,
根据侵限的程度不同,可设置不同颜色表示。
2.4.3 数据处理自动化超过 90%
对隧道进行高密度的扫描,数据量非常的大,在纽伦堡-茵戈施塔特高速铁路全部 27 公里
的隧道,采集的数据量达 1 Terabyte (相当于 1430 个 CD 光盘或 250 个 DVD 光盘的容量)。这样
的数据量依赖人工处理是无法想象的。Amberg Tunne 隧道扫描系统的数据处理和评估软件,
智能化水平较高、处理过程自动化程度达到 90%以上。基本上在用户设定了基本参数后,就可以自动完成全部处理。可以将数据处理的过程放在晚上,让计算机独自完成。
深圳鹏锦科技有限公司,提供多种隧道扫描方案,可提供上门演示服务,欢迎致电咨询18320771884 徐小姐
安伯格隧道、地铁三维扫描测量系统推荐方案
原创作者:深圳市鹏锦科技有限公司