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三维激光扫描技术在施工隧道监测中的应用研究
近年来，激光扫描技术被广泛应用于各个领域中实现高精度三维数据的获取和建模，包括建筑、电力、航空等领域。在工程和施工领域中，三维激光扫描技术已被广泛应用于岩土工程、工业制造、建筑安全、道路建设等领域中。本文就三维激光扫描技术在施工隧道监测中的应用进行研究探讨。
一、施工隧道监测的意义
SPT（ShieldedPipeTunneling）是套管隧道掘进技术的一种，该方法可以减少隧道掘进时对地基的破坏和地面沉降。然而，在SPT施工中，如果管道的掘进方向和管道本身不一致，就会出现位移和变形。为了避免这种情况的发生，需要进行隧道监测，及时掌握隧道的变形情况，并及时采取措施加以修正。
传统的隧道监测方法主要是基于全站仪或者测量车辆，而这种方法容易出现各种误差，而且测量效率较低，难以实时获取数据。因此，使用三维激光扫描技术在施工隧道监测中，不仅可以提高监测效率，还可以提高监测精度，确保隧道施工的安全和稳定。
二、三维激光扫描技术的基本原理
三维激光扫描技术也称为激光三角测量技术，是通过激光束扫描物体表面并记录物体的坐标或者灰度值来实现对物体的三维重建。三维激光扫描系统由激光发射器、扫描镜、接收器、转台和数据处理器等部分组成。激光束经过扫描镜的偏转后照射到被测物体上，被照射点的位置和反射激光的时间被检测到并转换成坐标位置和灰度值，最终得到一个三维点云模型。
三、三维激光扫描技术在施工隧道监测中的应用
1.施工进度监测
激光扫描技术能够实现施工进度的监测，通过扫描和比对实际施工进度与计划进度，及时发现施工进度的不足，并及时采取措施加以修正。同时，三维激光扫描技术还能实现对施工过程中难以到达的区域进行监测，保证施工进度的顺利进行。
2.质量检测
三维激光扫描技术能够实现对施工隧道的质量检测，包括隧道的平面和高程的测量，同时还可以检测隧道的破损、渗漏等质量问题，确保隧道施工质量符合标准。
3.变形监测
采用三维激光扫描技术，可以实现对施工隧道变形情况的实时监测和跟踪。同时，通过记录历史扫描数据，还可以对变形过程进行分析，提前预判可能出现的问题，并及时采取措施加以修正。
4.安全保障
三维激光扫描技术能够实现隧道内的控制点、喷射料施工质量、土压盾的变形和隧道内部空间划分和优化等数据的采集，实现隧道内部的安全控制和重点区域的监测，保障施工人员的安全。
四、三维激光扫描技术在施工隧道监测中的应用案例
目前国内外已经有多个工程实践案例，证明三维激光扫描技术在施工隧道监测中的应用效果显著。例如，在广州地铁三号线工程中，采用了三维激光扫描技术监测了其中的工作面变形。在偏岩隧道的施工过程中，对变形进行实时监测，发现隧道变形过大，及时修正施工掘进方向，保证施工的顺利进行。
五、结论
随着技术的不断进步、投资的不断加大，施工隧道监测需要更加高精度、高效率的监测方法来保证施工质量和安全。三维激光扫描技术作为一种新型的三维数据采集、建模的技术正在逐渐被应用于隧道监测中，以其高精度、高效率、全自动化、非接触式的特点，能够帮助隧道施工方监测隧道的变形和水平、垂直及平面测量，有效保障了隧道的施工质量和安全。