3D扫描技术实现海底连接

挪威一家土木工程施工公司正在使用3D扫描技术勘测两条重要的水下道路隧道。Mesta AS选择了Trimble SX12扫描全站仪，这得益于全站仪点位测量的高精度，以及3D扫描的速度和精度。

挪威交通运输部目前正在推动2.11亿挪威克朗(约1.54亿美元)的投资。该项目将对Maursund隧道和Kågen隧道进行翻新，这两条隧道是连接Nordreisa市和Kågen岛Skjervøy的两条重要的水下公路隧道。

这两条隧道都建于1991年，长约2公里。Maursund隧道穿过Maursundet海峡，连接Nordreisa市的大陆部分和Skjervøy的Kågen岛。它的深度达到海平面以下92.5米(303英尺)，隧道的一些部分有10%的坡度。Kågen隧道穿过容易发生雪崩和山体滑坡的Kågen山。翻新工程包括对每条隧道进行大规模升级，包括加宽车道，以及安装新的LED照明系统₂燃气表，新的水和霜保护和新的排水系统，加上铺设新的路面。

Mesta AS是一家位于挪威Lysaker的土木工程建筑公司，负责管理所有施工人员的调查需求。Mesta AS的专业测量员Sylvia De Vuyst负责处理项目测量范围，包括管理大地测量控制网络。

适合地下测量

De Vuyst在第一次实地考察后立即意识到，传统的测量工具，如传统的全站仪，由于一些挑战，包括在受gnss限制的环境下的低光能见度，以及需要以高精度测量长线性地下距离，将无法工作。此外，Maursund隧道需要保持全天候的交通开放，这要求整个测量师和承包商团队具有相当大的灵活性。因此，De Vuyst决定不使用传统的全站仪来设置大地测量控制、测量材料体积、标记通风螺栓等，而是需要她的技术工具箱中的其他东西。她选择使用Trimble SX12扫描全站仪，它结合了全站仪点位测量的高精度和3D扫描的速度和精度。根据De Vuyst的说法，全站仪和扫描仪的组合特别适合于地下调查项目，比如隧道，从开始到结束。

可靠的参考点

在任何时候，都有50人以上的多个团队在莫森德隧道工作。De Vuyst负责提供一致和可靠的参考点，以及构建与设计意图的比较。利用该仪器的机器人全站仪，她沿隧道墙壁以80米的间隔建立了地面控制固定棱镜，这使得控制网络的精度达到0.005米。然后，她用扫描全站仪建立并测量米线(每10米喷涂一次的水平线)，以表示路面以上1米的标记。De Vuyst说:“现有的道路有80米左右的陡坡，而且是弯曲的，所以这不是一个可靠的参考。”“我们知道新路的标高和设计，所以我可以使用理论数据和SX12来测量和设定米线。这些数据为工作人员提供了隧道中的物理位置，并为他们确定自己的工作提供了依据，比如铺设电缆或在墙壁上安装加固材料。”

计算土方工程卷

De Vuyst的主要工作之一,在隧道内的爆破和挖掘操作是计算量,以确保足够的材料移除努力扩大道路和肩膀的计划(即创建一个6米宽的车道1.2米硬肩两边的净高4.6米)。为了支持这项工作，她在Trimble Business Center (TBC)开发了一个3D隧道设计，她将其导入Trimble Access (TA)隧道软件，并将其保存为Trimble TSC7控制器上的主文件。在隧道形状模型的基础上，她将测量控制与扫描模型相结合，创建了隧道剖面图，用于计算和验证土方体积。

一旦某一区域被爆破或挖出，De Vuyst就会进行全穹顶扫描，创建一个区域的地理参考点云——通常为60米。她将这些数据集成到TBC和该软件的专门隧道模块分类工具中，自动清理和处理数据，以创建隧道形状——每次扫描需要3分钟。现在，通过定位SX12，测量任意点，并立即识别控制器图形界面上可见的驱动盒周长中任何欠断点，她可以随时检查土方施工进度。De Vuyst解释说:“如果没有天宝商业中心的自动分类工具，我就得手动选择每一个杂音并删除它。这一功能，加上自动地理参考扫描，为我节省了数小时的处理时间。”

一旦比较完成，操作人员就会在驾驶室中使用更新的图纸来指导挖掘和爆破。De Vuyst还创建了3D“剖面打印”——提供隧道形状、隧道底部、驱动盒和隧道方向的编号位置标记的绘图文件，以帮助整个团队监控进度。除了检查和计算体积，De Vuyst还必须设置和检查大约170个棱柱、加固、照明和标识螺栓。“SX12绿色激光器的清晰度、精度和射程使这项任务更容易，”她评论道。“即使在100米之外，点也非常清晰。”

简单的数据管理

在当今技术支持的作业中，管理大量数据，尤其是3D激光扫描仪产生的数十亿数据点，是一个主要的难点，用于施工验证和报告。筛选不需要的数据，如机械、管道工作和操作人员，并将扫描数据与隧道设计对齐，通常是繁琐和昂贵的。SX12的工作流程旨在简化大部分数据处理。生成的扫描数据自动地用于测量控制后视或后方交会设置测量，消除了对时间密集的点云配准和处理的需求。同时，TBC Tunneling中的工具会自动删除不需要的数据，从而节省技术人员在办公室的大量时间。此外，该解决方案使测量人员能够自动生成详细的竣工报告，验证隧道的竣工位置和超/欠破值。在喷射混凝土和开挖质量控制中，可以利用扫描数据生成可定制的热图报告，验证厚度、波动和与设计的一致性。另一个好处是能够收集、分析和报告全站仪的汇聚测量，减少了对多个软件包的需求，或者在混乱的电子表格中管理和监控数据。

SX12的高分辨率图像捕获与激光扫描功能相结合，允许调查员从安全距离快速收集隧道高流量区域的数据。De Vuyst总结道:“总而言之，SX12对项目的效率和安全性有着重大影响，因为它减少了安装和扫描时间。它甚至可以用于实时交通状况，因为该软件允许我从点云中过滤出移动交通产生的噪音。”一旦隧道开始运营，将收集结构完整性和资产，为明智的维护决策提供数据。