地鐵已成為繁忙都市中最主要的通勤工具。2017年上海的地鐵長度成為全球之最，它每天輸送著千萬人次的客流，是整個(gè)城市的動(dòng)脈，如此重要的城市‘器官’，一旦出現(xiàn)問題后果將不堪設(shè)想。所以，對(duì)地鐵隧道病害的及時(shí)檢測、治理顯得尤為重要，否則將會(huì)影響地鐵的正常運(yùn)營，甚至引發(fā)風(fēng)險(xiǎn)事件或事故。

上海巖土工程勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司（簡稱上勘院）于2012年引進(jìn)FARO系列三維激光掃描儀，自主開發(fā)出了一套適用于地鐵隧道的作業(yè)方法和數(shù)據(jù)處理軟件，已開展高精度幾何測量、激光反射率影像、病害信息調(diào)查和BIM建模等工程應(yīng)用，為地鐵隧道提供一種高精度、高效的無損檢測技術(shù)。

地鐵隧道風(fēng)險(xiǎn)來源

地鐵隧道建成后，受沿線建設(shè)施工項(xiàng)目、地質(zhì)條件、材料性能劣化等綜合因素的影響，導(dǎo)致隧道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)滲漏水（泥）、襯砌裂損及混凝土掉塊等典型病害。

FARO，地鐵隧道修護(hù)更專業(yè)

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與地鐵隧道作業(yè)的高度契合

上勘院自主研發(fā)的自由設(shè)站靜態(tài)掃描和車載移動(dòng)掃描技術(shù)，無需靶球拼接和控制測量，極大地提高了數(shù)據(jù)采集效率。其靜態(tài)掃描速度500m/h，移動(dòng)掃描速度1500m/h，外業(yè)操作人員僅需2-3人。FARO Focus^3D X330掃描儀設(shè)備輕便，操作簡單，掃描速度高達(dá)976000點(diǎn)/秒，很好的滿足了隧道掃描作業(yè)的需求。

靜態(tài)自由設(shè)站掃描（左圖）與移動(dòng)三維掃描（右圖）

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幾何測量快、準(zhǔn)、穩(wěn)

FARO Focus^3D X330掃描儀所獲取的隧道水平直徑精度可達(dá)±3mm，只需要一次掃描即可獲取隧道結(jié)構(gòu)的水平直徑、全斷面收斂、錯(cuò)臺(tái)、凈空斷面等多類幾何測量成果，得出數(shù)據(jù)快且精度高，并實(shí)現(xiàn)了隧道襯砌環(huán)測量的逐環(huán)覆蓋。

三維掃描數(shù)據(jù)提取隧道軸線及斷面切片

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高分辨率讓后續(xù)調(diào)查更簡單

利用FARO Focus^3D X330掃描儀獲取的激光反射率信息，經(jīng)投影解算后生成隧道內(nèi)壁激光反射率影像，影像分辨率優(yōu)于5mm，可直接量取幾何尺寸，基于高分辨率的激光反射率影像，開展典型病害判讀和附屬設(shè)施調(diào)查變得更加輕松。

隧道掃描的原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)

經(jīng)投影解算后生成的隧道三維掃描正射影像圖

典型病害的激光反射率影像

隧道附屬設(shè)施的激光反射率影像

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隧道BIM建模應(yīng)用

利用掃描獲取的幾何測量和影像成果，上勘院建立了隧道真實(shí)尺寸和紋理的BIM模型，用于地鐵隧道的安全運(yùn)營管理。

基于掃描數(shù)據(jù)的隧道BIM建模與三維漫游應(yīng)用

一場江浙滬的巡回診斷

上勘院致力于三維激光掃描技術(shù)在地鐵隧道測量行業(yè)的研發(fā)和工程應(yīng)用，在FARO三維激光掃描儀的幫助下，已經(jīng)于上海、南京、杭州等地開展了近100km的隧道掃描（數(shù)據(jù)截止至采訪之前），為業(yè)主單位提供了大量的變形測量、病害和設(shè)施調(diào)查、BIM建模等豐富成果，為城市軌道交通做出了巨大的貢獻(xiàn)。

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FARO Laser Scanner Focus^S系列激光掃描儀

榮獲2017年建筑計(jì)算獎(jiǎng)的最佳硬件獎(jiǎng)，具有以下特征優(yōu)勢：

①精度—雙軸補(bǔ)償器和角測量功能保證測量精度

②溫度—適應(yīng)-20℃ 至 55℃確保極端環(huán)境作業(yè)

③補(bǔ)償—現(xiàn)場補(bǔ)償功能確保掃描數(shù)據(jù)質(zhì)量

④防護(hù)—密封設(shè)計(jì)達(dá)到工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)異物防護(hù)IP54級(jí)

⑤便攜—尺寸小、重量輕、配備便攜手提箱