基于三维激光扫描的隧洞开挖衬砌质量检测技术及其工程应用

采用三维激光扫描技术对长河坝2#泄洪洞开挖围岩和衬砌过流表面进行扫描测量,通过改进的ICP法对三维点云进行配准,并针对开挖围岩及衬砌过流表面体型的特点分别利用三角网格法及NURBS算法进行隧洞三维表面模型的构建。通过对开挖围岩的扫描三维表面模型与设计三维表面模型的布尔逻辑运算,精确测量洞室开挖围岩的超欠挖量,其与传统测量结果比较接近,同时测量结果还表明隧洞超欠挖量受地质条件与岩体质量影响较大。通过4个衬砌洞段扫描三维模型的切割断面与设计过流断面的比对分析发现,洞室衬砌体型偏差不仅与浇筑质量控制有关,还与前期围岩开挖质量有关,同时衬砌混凝土的变形也是一个重要影响因素,但最大体型偏差均控制在10 mm以内,基本满足设计要求。