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三维激光扫描技术在隧道界限
分析中的应用
周熙俊
（上海同济检测技术有限公司，上海 200441）
［摘 要 ］ 三维激光扫描技术是一种先进的全自动、高精度、立体扫描技术。基于三维激光扫描技术对
隧道初期支护及二次衬砌界面进行扫描，并通过平面展开分析方法对隧道界限及二次衬砌厚度进行分析，
能够分析隧道整体的超欠挖情况及支护二次衬砌施工质量，具有检测更全面、结果更准确、干扰小、适应
性强的优势，有利于指导施工，提高隧道施工质量。
［关键词 ］ 三维激光扫描；初期支护； 二次衬砌 ；超欠挖；厚度
［中图分类号］ P 234.4 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 1001 -523X （2023 ）08-0095 -04
ADVANTAGES OF 3D LASER SCANNING TECHNOLOGY IN TUNNEL BOUNDARY ANALYSIS
Zhou Xi-jun
［Abstract ］ 3D laser scanning technology is an advanced fully automatic, high-precision and three-dimensional
scanning technology. Based on 3D laser scanning technology of the initial tunnel support and secondary lining
interface, and analyze the tunnel boundary and secondary lining thickness of the tunnel and support construction
quality, with more comprehensive detection, more accurate results, small interference adaptability advantage, is
beneficial to guide the construction, improve the quality of tunnel construction.
［Keywords ］ 3D laser scanning; primary support; secondary lining; overbreak and underbreak; thickness
隧道二次衬砌质量与初期支护、二次衬砌的施工
质量密切相关 [1]。如果在施工中发生初期支护侵限，
二次衬砌厚度就会受到影响，造成二次衬砌厚度不
足，隧道结构安全难以保证，二次衬砌轮廓是否侵入
界限将会决定净空尺寸是否达到设计要求。对隧道初
期支护及二次衬砌的轮廓界限进行检测，可有效保证
隧道施工质量。
近年来，三维激光扫描技术凭借其高精度、高密
度、自动化、可视化、全息全面等优点被广泛应用到
隧道工程领域，并受到广大工程师及研究者的青睐。
李勇兵等 [1]提出了一种基于三维激光扫描技术的隧道
变形监测以及检测技术，通过色谱分析法及模型对比
法对隧道整体变形进行快速检测。
赵海霖等 [2]提出一种结合三维激光扫描技术优化
预留变形量的方法，可对已开挖段进行整体监测、分
析，动态优化调整各部位的预留变形量。曾健雄等 [3]
深入探讨了三维激光扫描技术原理、作业流程和精度
验证，并在云茂高速隧道开展了拱顶沉降与周边位
移、断面检测等应用。
为了发挥出三维激光扫描仪在隧道检测中的优
势，提出了一种基于三维激光扫描仪检测隧道初期支
护二次衬砌界限及厚度的方法，能够全面、精确、高
效地进行检测工作，对同类工作的开展提供了一种新
的方法，具有一定的实际意义。
1 三维激光扫描技术
三维激光扫描技术是一种先进的全自动、高精
度、立体扫描技术，又称为实景复制技术，一般由三
维激光扫描仪、数码相机、扫描仪旋转平台、软件控
制平台、数据处理平台及电源和其他附件构成。三维
激光扫描技术的基本原理是通过激光测距仪发射激
光，同时接受被测目标物表面反射的信号，扫描仪根
据激光发射点和目标反射点之间的距离及方位角确定
每个测点的三维坐标。
随着扫描仪反射镜在垂直方向和水平方向的转
动，形成密集的三维点云数据。被测点云的三维坐标
在三维激光扫描仪确定的左手坐标系中定义 [4]，点数
据 P的坐标信息包括三维坐标（ x， y， z）和反射光强
度值（ i）。被测物体点云中任意一点的三
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