隧道是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式。随着时间的推移，隧道受外部环境、地质条件、设计、施工、管理及周边建筑施工等多种方面的影响，会出现裂缝、渗漏、掉块等病害现象，严重威胁到隧道的正常、安全使用，带来巨大的安全隐患。

而在裂缝、渗漏、掉块等病害现象中，裂缝更是多种病害的源头，裂缝发育、扩大是出现渗漏和掉块的必然因素，因此高效精确地检测隧道衬砌裂缝尤为重要。

传统检测方法的缺陷：

1、速度慢、时间长、效率差、无法以数字档案存储；

2、不能准确表达和记录裂缝的形态和性质；

3、不能准确判断裂缝是否发展；

一、三维激光扫描技术

三维激光扫描技术又被称为“实景复原技术”，具有快速性、实时性、非接触性等特点。它是利用激光测距的原理记录被测物体表面大量密集点的三维坐标、反射率和纹理等信息。

诺斯顿隧道三维扫描现场

结合计算机视觉与图像处理技术，将其扫描结果直接显示为点云（pointcloud：无数的点以测量的规则在计算机里呈现物体的结果），可快速复建出被测目标的线、面、体及三维模型等各种图件数据。

这样全面的信息能给人一种物体在电脑里真实再现的感觉。因此，三维扫描技术在测绘领域被誉为“继GPS之后的又一次技术革命”。

二、诺斯顿某隧道衬砌裂缝三维扫描

本次项目隧道横穿分水岭，在运营过程中，隧道多次出现拱顶及边沟渗水，顶部山坡塌坑，隧道衬砌裂缝等现象，为确保隧道运营安全，采用三维激光扫描技术对整条隧道进行全息数据采集，并获取检测隧道的病害区域进行分析。

隧道三维扫描现场

隧道三维扫描布站图

隧道三维扫描点云全景图

由于隧道工程为狭长结构，所以在有限的管状空间内，为了保证有充足的点云数据用于提取隧道的形变信息，采用三维激光扫描技术进行隧道监控测量时需通过分站式扫描才能采集全部数据。

隧道整体点云数据

隧道点云三维视图

外业扫描完成后，将扫描仪中的数据复制到计算机并导入点云数据处理软件。对扫描数据进行滤波去噪、靶标提取、点云配准、坐标转换和数据导出等处理，得到隧道表面的三维坐标数据文件，构建隧道三维模型。

根据点云数据进行模型构建

断面模型

采用三维激光扫描技术对隧道衬砌裂缝进行扫描，可以实时、准确、全方位获取隧道衬砌表面的病害，准确判断病害是否发展，对隧道运营进行风险预警预报，为隧道建设和全生命周期养护提供重要的基础数据。

隧道衬砌裂缝模型图

隧道衬砌裂缝模型图

三维激光扫描技术可在隧道施工过程中全方位对隧道的变形进行检测，并在隧道监控测量中快速对超欠挖、拱顶沉降、收敛状态和轴线偏差等进行数据采集和分析。

断面数据分析/变形分析

在实际应用中，该检测技术能及时准确发现隧道变形趋势，为后续的工法优化、设计参数变更、工序调整、施工质量控制和施工进度安排提供了数据支持。

隧道正射影像图

根据正射影像图可勾画图纸

专业三维扫描数字化解决方案提供商

诺斯顿测量技术（北京）有限公司是一家以三维扫描数字化及三维测量服务为核心的高新技术企业。诺斯顿服务过多家国内知名单位，具有丰富的项目经验，案例包括：南石壁隧道三维扫描项目、贵安腾讯七星隧道三维扫描项目、梅溪湖文化馆三维扫描逆向工程、、国家电网三维可视化数字管理平台数据供应商、南方电网三维可视化数字管理平台数据供应商、中国中车数字化工厂项目、中石油中石化油罐容量计量项目、鞍钢集团数字化工厂三维项目、北京大剧院三维扫描项目、中石油库数字化项目、故宫三维数字化、《八佰》、《囧妈》、《小小的愿望》、《超时空同居》等。

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