地铁隧道收敛变形监测

　　所谓地铁隧道收敛变形，是指地铁隧道在营运过程中，由于受到地面、周边建筑物负载及土体扰动、隧道周边工程施工及隧道工程结构施工、地铁列车运行振动等，对隧道产生综合影响而造成的隧道变形。

　　隧道的变形监测对隧道施工及运营中的安全具有重要意义，现有的监测方法主要是在隧道壁上埋点，利用全站仪、断面仪、收敛仪等，但这些方法不仅费时费力,更重要的是难以实现对隧道整体的实时监测。采用三维激光扫描仪可以实时、准确、全方位获取隧道空间结构数据，进行隧道变形分析和反分析，指导隧道信息化施工，对隧道运营进行风险预警预报，避免不必要的损失。

以北京某地铁隧道为例：

FARO X330三维激光扫描仪，它的有效工作距离是半径330m。但是隧道工程为一狭长结构，施工安全步距一般为几米至几十米，三维激光扫描仪的扫描密度是随着扫描距离的增加而下降的，所以在隧道有限的管状空间内，为了保证有充足的点云数据用于提取隧道的形变信息，通常每个测站所获取的点云数据中有效范围只有几十米，这是隧道特殊结构下不可避免的特殊问题。

　　采用三维激光扫描技术进行隧道监控量测时需通过分站式扫描才能采集全部数据。为了使监测数据连续可靠，扫描数据必须有一定的重合度，即保证点云数据拼接过程中每两个测站间的公共部分，监测时需根据隧道断面尺寸大小，每隔一定距离设置一个测站，用于拼接的控制点只能布设在两站间的衔接部分。另外，所测点云数据分别在以各站站点为原点的独立坐标系中，因此在进行隧道变形分析时，需要对各测站点云数据进行拼接。