【隧通】隧道测量系统见证大柱山隧道顺利贯通

经过十二载的艰苦奋斗，随着最后一次爆破结束，大柱山隧道于2020年4月28日早8点36分顺利贯通。由于隧道需要穿越地质情况非常复杂的横断山脉，并且在隧道施工过程中不断遭遇高温、突泥、涌水等施工难题，使得原计划5年的工期不断延长，隧道贯通的那一刻，已经过去了十二年了。

图 1大柱山隧道顺利贯通▲（图片源自网络 如有侵权请联系删除）

大瑞铁路是穿越青藏高原东南部的横断山脉的第一条铁路，是我国西南出境通道之一的中缅国际铁路通道的重要组成部分，大柱山隧道位于大瑞铁路大理至保山市境内，全长14484米，大瑞铁路建成通车后，大理至瑞丽的旅行时间将由现在约7个小时缩短至约3个小时，带动沿线地区经济社会的发展。

图 2 大瑞铁路线路图▲

因为隧道穿越过的地质环境非常复杂，在施工过程中出现隧道断面变形的情况时有发生，当隧道断面变形超出预警值时，将会带来非常严重的后果，所以需要对隧道断面进行变形监测，及时掌握隧道断面变形的情况。采用传统的全站仪测量断面的方法测量长距离隧道，不仅需要投入大量的人力、物力和时间，而且传统方法无法实现隧道整体全覆盖测量，问题区域容易被忽略。

图 3大柱山隧道三维扫描▲

随着三维激光扫描技术的发展，使用三维激光扫描技术进行隧道测量，解决了传统的隧道测量方法中的不足。青岛大学工程研究中心研发的隧通隧道测量系统，为中铁一局在大瑞铁路大柱山隧道建设提供了新的测量方案，通过对隧道进行三维扫描，获取隧道的海量点云数据。

图 4 TM-OnSite软件现场分析隧道点云数据▲

将三维激光扫描仪扫描的大柱山隧道的点云数据导入到隧通平板端TM-OnSite软件中进行整体超欠挖分析，经过超欠挖分析的点云数据被赋予了不同了颜色，和左侧色谱图对比后，可以直观的看到当前隧道点云数据的超欠挖情况，因为隧道在开挖过程中会出现沉降的问题，所以现场技术人员在隧道开挖施工时，会提前考虑到隧道的沉降量，所以隧道点云分析结果中显示隧道还是有足够的预留量的。

图 5 一键去除隧道点云中的无关噪点▲

隧道施工过程中的排风管、排水管、管线、以及其他杂物，均会被扫描到点云数据中，而噪点数据会影响计算结果，在隧道外业测量过程中，需要在短时间内获取到当前里程段隧道的测量数据，在隧通平板端TM-OnSite软件中可以一键去除隧道点云数据中的噪点数据，在提高点云数据分析准确率的同时，也提高了点云数据的分析效率。

图 6任意里程断面衬砌厚度与超欠挖分析▲

当隧道现场需要对某一里程的断面进行分析时，可以直接在隧通平板端软件中进行任意里程点云断面切割，准确地获取到需要分析的里程断面的分析结果，断面上的数值清楚地标记了当前断面各个位置的超欠挖测量结果，相对于传统的测量方法，单个断面的测点数量更多，重复的测量工作减少，极大的提高了隧道的测量效率。

图 7隧道整体超欠挖分析▲

使用工程研究中心研发的隧通隧道测量系统TMO Pro 2.0软件对隧道点云数据进行整体侵限分析，快速生成分析结果，极大地提高了隧道测量工作的效率。

图 8隧道超欠挖区域面积评估▲

将隧道三维点云展开成平面二维视图，经过整体侵限分析的隧道点云被标记了各种颜色，通过与色谱图进行对比，可以对当前隧道各个里程段的超挖或者欠挖的面积进行评估，并生成隧道对应里程段的分析报表，为现场施工人员提供参考。

图 9隧道断面超欠挖分析▲

隧通隧道测量系统TMO Pro 2.0软件可以实现任意里程间隔断面或任意有效里程断面的超欠挖分析，可以根据测点间隔或者测点数据量设置隧道断面上的测量点，与使用全站仪测量的方法相比，不仅缩短了测量技术人员在隧道内的测量时间，也提高了隧道断面测量的效率。