為地鐵隧道做全身“CT 體檢”

■ 吳勇 黃小斌 鄭佳佳

華東測繪安全突破三維激光掃描關鍵技術，實現新的探索

浙江華東測繪與工程安全技術有限公司深入研究移動式三維激光掃描技術，開發隧道檢測成果信息化管理系統，助力軌道交通智慧化、信息化運維管理水平提升。

近年來，隨著城軌交通運營線路逐年增長，我國已成為世界上城軌隧道工程最多、最復雜、發展最快的國家，越來越多的城軌隧道進入養護階段。城軌正從“建設”為主逐漸向“建養”并重轉變，但智慧化和信息化的運維一直是困擾城軌隧道養護工作的難題。

現在有一項技術獲得了重大突破，能有效解決上述難題，浙江華東測繪與工程安全技術有限公司（簡稱“華東測繪安全”）給地鐵隧道做數字化“全身體檢”，使運營地鐵維保管理更精細、更高效。

聯合攻關核心技術達國際先進水平

華東測繪安全聯合杭州杭港地鐵有限公司、浙江省軌道交通運營管理集團有限公司等多家單位和高校申報的浙江省交通運輸廳2019 年度重點科技計劃項目“移動式三維激光掃描在地鐵信息化維保中的關鍵技術研究”，是浙江省內首次采用移動式三維激光掃描技術進行全線路的隧道病害調查研究。

據介紹，該項目可通過高速激光掃描測量的方法，大面積高分辨率地快速獲取被測對象表面的三維坐標數據，具有快速掃描、非接觸測量、高精度采集三維坐標信息、無光線要求、無須或較少布設控制點、觀測點和數據采集處理一體化等特點。

該項目聯合申報了5 項發明專利和2 項實用新型專利，申請軟件著作權2 項，發表論文10 篇（其中SCI2 篇，核心期刊4 篇），于2020 年12 月13 日通過浙江省交通運輸廳組織鑒定。鑒定委員會對項目創新點、技術先進性、科技查新、知識產權、應用推廣及經濟效益、社會效益等進行了詳細了解，一致認為項目研究成果總體上達到了國際先進水平，并榮獲浙江省測繪學會2021 年測繪科學技術獎二等獎和浙江省巖土力學與工程學會2021 年科技進步獎二等獎。為促進科技成果轉移轉化，推動交通運輸科技成果推廣應用，該項目還成功入選2021 年度浙江省交通廳科技成果推廣目錄。

相比傳統技術作業效率提升15 倍以上

辦公院區

項目以三維激光掃描技術為切入點、移動式三維激光掃描小車為平臺，進行了大量的測試與理論研究，有效提高了隧道斷面檢測、接觸網高度（含拉出值）檢測的精度和效率、實現了基于深度學習的環縫自動識別技術、開發了隧道檢測成果信息化管理系統，為地鐵隧道智慧化、信息化維保提供了可靠的平臺和技術保障。同時，還開展了運用三維激光掃描技術結合慣導技術替代傳統測量方法進行隧道變形監測的研究。

目前，國內各個城市均已開展軌道交通結構長期運維檢測與狀態調查工作，主要運用人工調查，通過肉眼觀察、量測等手段獲取結構的破損、滲漏水、道床脫空等表觀病害。人工檢測與調查效率低下，需要耗費大量人力物力，調查成果內容單一，信息化程度不高。移動式三維激光技術一次外業掃描，可獲取豐富全面的隧道檢測數據，作業效率是傳統技術效率的15 倍以上，能服務于多個運營維護部門，大大降低人工成本。為適應飛速發展的軌道交通建設，確保軌道交通運營安全，提供了高效率、信息化、智慧化的軌道交通運維檢測方法。

該項檢測技術具有廣闊的應用前景，與杭州、福州、南昌、武漢等多個城市簽訂地鐵保護區結構檢測三維激光掃描項目20 余項，以上項目合同總產值達4000 萬元以上。

在杭州地鐵1 號線首試應用成效顯著

2017 年至今，華東測繪安全圍繞移動式三維激光掃描技術開展了多項研究與應用項目，取得了顯著的經濟與社會效益。其中，與杭州杭港地鐵有限公司聯合開展的“杭州地鐵1號線及延伸段全斷面掃描項目”是浙江省內首次采用移動式三維激光掃描技術開展隧道全線網的變形、病害及狀態等全維度信息調查項目。

該項目對杭州地鐵1 號線及延伸段區間、出入段線等所有盾構隧道進行全斷面掃描，并結合配套研發的病害分析技術實現了隧道結構的整體橢圓度分析、錯臺檢測、病害檢測等一系列檢測成果。

該項目的實施獲取了豐富全面的隧道檢測數據，相對于傳統檢測方法，大幅度減輕了外業檢測人員的工作強度，成倍提升了外業檢測效率，節省了大量人力、物力開支。同時，檢測成果也不同于以往使用紙質或硬盤的存儲方式，而是通過將檢測成果上傳至線上成果信息化管理系統，既可用于成果存儲，又方便檢測成果的應用。該項目的順利完成驗證了移動式三維激光掃描技術在地鐵運營隧道病害調查等領域應用的技術優勢，為地鐵隧道的全面維保管理，探索了出更先進的管理模式。

信息化管理系統

開展地方標準編制工作填補空白

在上述成果的基礎上，華東測繪安全還聯合多家軌道交通建設、運營、檢測等單位和高校申報了2021年浙江省地方標準《城市軌道交通工程三維激光掃描技術規程》，目前正按照進度開展各項編制工作，預計2023 年1 月發布。本規程是在結合浙江省軌道交通自身特色，提升軌道交通智慧化、信息化運維管理水平，促進浙江省軌道交通三維激光掃描技術標準化、規范化應用等基礎上提出來的，填補了軌道交通三維激光掃描檢測技術無標準可依的空白，為浙江省內的地鐵、輕軌、市域（郊）鐵路、城際鐵路等軌道交通線路的結構表觀病害、結構及設備限界、接觸網導高以及全斷面尺寸檢測等工作提供了技術依據和指導。

多年來，華東測繪安全在華東院的領導下，堅持技術創新，公司多次獲得錢江杯、西湖杯、省科技進步獎、城市軌道交通科技進步獎、國家產學研獎、中電建科技進步獎、優秀QC 小組、優秀發明專利獎等獎項，并獲得多項軟件著作權認證及專利，擁有專利近百項。同時，還參與了《建筑基坑工程監測技術規范》等30 余部標準及規范的編寫。華東測繪安全凝聚起全院員工團結奮斗的磅礴力量，深入踐行“企業強盛、員工幸福”的發展理念，秉承“負責、高效、最好”的企業精神，為建成質量效益一流的國際工程公司而接續奮斗。

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