前言
綜合管廊,是指將各類公用管線集中容納于一體,并留有供檢修人員行走的隧道結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計(jì)不僅節(jié)約地面空間,管道集中也便于管理和維修,有力的改善了城市環(huán)境。
目前在國內(nèi)城市地下管廊項(xiàng)目中,襯砌滲漏水問題很常見,尤其是施工縫處、城市地下管廊的接口處及管節(jié)之間的連接處等薄弱環(huán)節(jié)的滲、漏水更為嚴(yán)重,還存在相鄰管節(jié)之間的結(jié)構(gòu)變形,裂縫等情況,存在嚴(yán)重的安全隱患,因此我們該如何利用徠卡三維激光掃描應(yīng)用技術(shù)來解決這些問題?
01
設(shè)備投入
該項(xiàng)目選用徠卡RTC360、搭配徠卡cyclone專業(yè)配套軟件和隧道三維可視化檢測分析與竣工測量處理平臺(tái)(MTPHD)。
徠卡RTC360單站掃描只需要26秒,僅需一人就可作業(yè),具有200萬點(diǎn)/秒的掃描速度,從而獲取高密度的三維點(diǎn)云以及高分辨率的全景照片數(shù)據(jù),能為隧道管線檢查和現(xiàn)狀維護(hù)提供大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。徠卡cyclone支持獲取高精度的三維激光點(diǎn)云模型,搭配建模軟件可進(jìn)行精準(zhǔn)的點(diǎn)云建模。
項(xiàng)目難點(diǎn):
(1)管內(nèi)直徑僅2.7米,現(xiàn)場狹窄且只有1米寬的人行通道,不適合多人作業(yè)。
(2)隧道處于地下十幾米,通風(fēng)設(shè)備未及時(shí)啟用,環(huán)境中含氧量較低,不利于工作人員長時(shí)間作業(yè)。
(3)隧道內(nèi)部分區(qū)域存在嚴(yán)重的積水情況,對作業(yè)安全產(chǎn)生了一定的影響。
(4)隧道內(nèi)無光源,常規(guī)測量手段無法測量。
02
外業(yè)掃描
在掃描作業(yè)前,現(xiàn)場需按一定距離(建議間距約50米一組)提前布設(shè)控制網(wǎng),在兩端井口處,布設(shè)不少于2個(gè)控制點(diǎn),并用RTK采集其三維坐標(biāo)數(shù)據(jù),再用徠卡全站儀(TM50/TM60)進(jìn)行導(dǎo)線測量,采集其余控制點(diǎn)的數(shù)據(jù)。在使用徠卡RTC360掃描作業(yè)時(shí),需搭配使用不少于4個(gè)標(biāo)靶點(diǎn),在相鄰的測站之間,必須有足夠的公共轉(zhuǎn)點(diǎn)(不小于2個(gè)),作業(yè)過程中,還需要將帶黑白標(biāo)靶的對中桿架設(shè)至這些控制點(diǎn)上采集數(shù)據(jù),并記錄當(dāng)前儀器的測站編號(hào)和對應(yīng)的控制點(diǎn)點(diǎn)號(hào),以保證數(shù)據(jù)的拼接精度。
03
內(nèi)業(yè)處理
在數(shù)據(jù)拼接前,將所有的標(biāo)靶點(diǎn)進(jìn)行提取并命名(公共轉(zhuǎn)點(diǎn)的命名必須保持一致),同時(shí)標(biāo)記出對應(yīng)的控制點(diǎn)點(diǎn)號(hào)。在徠卡cyclone軟件中進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)拼接時(shí),需檢查整體點(diǎn)云的拼接精度和是否存在錯(cuò)層情況,必須保證拼接誤差在規(guī)定的限差范圍內(nèi)。最后導(dǎo)入相應(yīng)的控制點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù),檢查坐標(biāo)轉(zhuǎn)換精度是否滿足限差要求,完成點(diǎn)云的整體拼接處理。
軟件優(yōu)勢:
(1)支持大量的點(diǎn)云處理,高效的節(jié)約了內(nèi)業(yè)處理數(shù)據(jù)。
(2)支持多種格式的數(shù)據(jù)格式導(dǎo)出,使軟件間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互容。
(3)拼接精度高,對于帶狀路徑,通過布設(shè)標(biāo)靶可以減少拼接累計(jì)誤差,且通過標(biāo)靶自動(dòng)拼接,減少數(shù)據(jù)的處理時(shí)間。
04
成果數(shù)據(jù)
隧道三維可視化檢測分析與竣工測量處理平臺(tái)(MTPHD)是武漢天測與武漢大學(xué)測繪學(xué)院聯(lián)合研發(fā)的專業(yè)性地鐵處理軟件。軟件可自動(dòng)提取環(huán)縫,生成對應(yīng)的環(huán)號(hào)。通過點(diǎn)云及灰度影像信息,可對隧道的收斂、錯(cuò)臺(tái)、滲水、橢圓度、隧道內(nèi)徑進(jìn)行分析和計(jì)算。
1.整體點(diǎn)云
2.點(diǎn)云展開
3. 點(diǎn)云局部放大
4.滲水標(biāo)記
5.橢圓度及水平直徑
05
結(jié)論
由于電力管廊在我國的建設(shè)時(shí)間相對較短,運(yùn)營管理經(jīng)驗(yàn)不足,缺乏對管廊內(nèi)部環(huán)境的關(guān)注,因而管廊本體結(jié)構(gòu)滲漏、管道銹蝕、通風(fēng)不暢等缺陷時(shí)有發(fā)生,嚴(yán)重威脅管廊及維護(hù)人員的安全。因此三維激光掃描技術(shù)一種效率高、精度高的測量方法,可以降低維護(hù)人員自身在管廊內(nèi)發(fā)生危險(xiǎn)的概率,在以下方面具有傳統(tǒng)測量方法無法達(dá)到的優(yōu)點(diǎn):
(1)速度快。對于地下電力管廊的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和場地局限性,三維激光掃描技術(shù)外業(yè)采集數(shù)據(jù)時(shí)間短,內(nèi)業(yè)處理數(shù)據(jù)效率高,大大的縮短了作業(yè)時(shí)間。
(2)精度高。激光掃描所獲取的數(shù)據(jù)量大,數(shù)據(jù)點(diǎn)密度高,完全能夠反映地下管廊中不同管線的重疊和交錯(cuò)情況,從而可以精確的獲得空間信息。
(3)作業(yè)安全。三維激光掃描是一種非接觸式測量技術(shù),在人員不便接觸的條件下也可以獲取數(shù)據(jù)。且外業(yè)采集時(shí)間短,人員在井下通風(fēng)不良的情況下作業(yè)時(shí)間短,減少作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。
(4)數(shù)據(jù)豐富。利用徠卡cyclone和隧道三維可視化檢測分析與竣工測量處理平臺(tái)(MTPHD),可實(shí)現(xiàn)電力管廊的全面數(shù)據(jù),包含收斂、錯(cuò)臺(tái)、滲水、橢圓度、隧道內(nèi)徑等,最終可以通過收斂和滲水分析電力管廊的健康狀況,為電力管廊安全及數(shù)字化提供豐富的數(shù)據(jù)依據(jù)。