基于点云数据的地铁盾构隧道管片错台量与接缝张开量的检测与分析

目的:随着地铁隧道运营年限的增加,盾构隧道衬砌管片接缝处发生突变,导致错台及接缝处张开,是竣工隧道主要的隧道病害。应采用新的计算手段对地铁盾构隧道管片的错台量与接缝张开量进行检测与分析。方法:在阐述管片错台与管片接缝张开机理的基础上,分别介绍了管片环内发生错台、管片环间发生错台两种工况下错台量及接缝张开量的计算原理。以我国某城市地铁新机场线某盾构区间为工程应用案例,采用三维激光扫描仪获取了盾构隧道的点云数据,对点云数据进行了抽稀处理。选取了4个参数用以评估盾构隧道横断面数据提取的效果,得到云数据抽稀距离与这4个参数的关系。采用点云数据对隧道断面椭圆度进行分析,并得到了两种工况下错台量及接缝张开量的计算结果。结果及结论:利用三维激光扫描仪进行隧道断面点云数据的提取时,建议将获取隧道点云数据的抽稀距离设为0.025 m。基于三维激光扫描技术及点云数据检测盾构隧道衬砌管片环间及环内的错台量与接缝张开量,是检测隧道管片是否发生影响地铁运营安全的病害的快速、有效的方法。