地铁涵盖城市地区各种地下与地上的路权专有、高密度、高运量的城市轨道交通系统,已成为繁忙都市中最主要的通勤工具。截止2017年底上海的地铁长度成为全球之最，它每天输送着千万人次的客流，是整个城市的动脉，如此重要的城市‘器官’，隧道建成后，如果出现问题，受沿线建设施工项目、地质条件、材料性能劣化等综合因素的影响，导致隧道结构出现渗漏水(泥)、衬砌裂损及混凝土掉块等典型病害。隧道病害必须及时检测并加以治理，否则会影响地铁的正常运营，甚至引发风险事件或事故。

2012年上海岩土工程勘察设计研究院有限公司(简称上勘院)引进FARO系列三维激光扫描仪，自主开发适用于地铁隧道的数据处理软件和作业方法，已开展高精度几何测量、激光反射率影像、病害信息调查和BIM建模等工程应用，为地铁隧道提供一种高精度、高效的无损检测技术。

上勘院FARO系列三维激光扫描仪

地铁隧道适合的扫描方法

三维激光扫描技术又被称为实景复制技术，是测绘领域继GPS技术之后的一次技术革命。它突破了传统的单点测量方法，具有高效率、高精度的独特优势。三维激光扫描技术能够提供扫描物体表面的三维点云数据，因此可以用于获取高精度高分辨率的数字地形模型。

自主研发的自由设站静态扫描和车载移动扫描技术，无需靶球拼接和控制测量，极大地提高了数据采集效率。其中：静态扫描速度500m/h，移动扫描速度1500m/h，外业操作人员2-3人。FAROFocus3DX330扫描仪设备轻便，操作简单，扫描速度高达976000点/秒，很好的满足了隧道扫描作业的需求。

三维扫描数据提取隧道轴线及断面切片

高精度的几何测量成果

一次扫描即可获取隧道结构的水平直径、全断面收敛、错台、净空断面等多类几何测量成果。经38km的实测数据验证，FAROFocus3DX330扫描仪所获取的隧道水平直径精度可达±3mm，并实现了隧道衬砌环测量的逐环覆盖。三维扫描数据提取隧道轴线及断面切片。

高分辨的激光反射率影像及应用

利用FAROFocus3DX330扫描仪获取的激光反射率信息，经投影解算后生成隧道内壁激光反射率影像，影像分辨率优于5mm，可直接量取几何尺寸。基于高分辨率的激光反射率影像，开展典型病害判读和附属设施调查。

隧道扫描的原始点云数据

隧道BIM建模应用

利用扫描获取的几何测量和影像成果，建立隧道真实尺寸和纹理的BIM模型，服务于地铁隧道的安全运营管理。

基于扫描数据的隧道BIM建模与三维漫游应用

BIM是一个完备的信息模型，能够将工程项目在全寿命周期中各个不同阶段的工程信息、过程和资源集成在一个模型中，方便的被工程各参与方使用。通过三维数字技术模拟建筑物所具有的真实信息，为工程设计和施工提供相互协调、内部一致的信息模型，使该模型达到设计施工的一体化，各专业协同工作，从而降低了工程生产成本，保障工程按时按质完成。

BIM就是利用创建好的BIM模型提升设计质量，减少设计错误，获取、分析工程量成本数据，并为施工建造全过程提供技术支撑，为项目参建各方提供基于BIM的协同平台，有效提升协同效率。确保建筑在全生命周期中能够按时、保质、安全、高效、节约完成，并且具备责任可追溯性。作者：林晓昕