独立坐标系在隧道施工中的应用

一、独立坐标系在隧道施工中的应用（论文文献综述）

陈福勇,仉文岗^[1]（2022）在《基于条件随机场的重庆李家坪地铁隧道可靠度分析》文中研究说明在目前隧道工程的设计施工中,工程师大多采用确定性方法衡量隧道的稳定性,忽略了岩土体的空间变异性.作者结合Kriging理论和随机场理论,提出了大尺度工程场地的三维条件随机场生成方法,并将该方法运用于重庆市李家坪地铁车站隧道的大尺度三维岩体参数空间变异性的表征,然后结合数值计算结果和可靠度理论分析了李家坪地铁车站隧道在开挖过程中的失效概率,揭示了在已知部分地质勘测信息条件下岩体参数的条件随机场对隧道工程失效概率的影响.结果表明:基于场地的勘测信息生成的条件随机场计算得到的隧道失效概率小于传统的不考虑勘测信息生成的非条件随机场计算得到的隧道失效概率.

王不悔,刘成龙,许双安,武瑞宏,杨雪峰,何金学^[2]（2021）在《垂线偏差对高原艰险铁路长大隧道平面控制测量的影响》文中提出为研究高海拔地区较大垂线偏差对长大隧道平面控制测量的影响程度,在海拔高程为4 300 m的川藏铁路某隧道附近,模拟布设1条隧道洞内外平面控制测量实验网,采用GNSS法测定测区垂线偏差值,基于考虑与不考虑垂线偏差影响,比较分析两种情况下实验网的方位角闭合差、全长相对中误差和横向贯通中误差等指标,从而量化垂线偏差对长大隧道平面控制测量的影响情况。研究表明,对高原地区的长大隧道洞内平面实验网的进洞后视边水平方向观测值进行垂线偏差改正后,洞内平面实验控制网的方位角闭合差减小2.21″,横向贯通误差值减小28.94 mm。

裴晓明,王金鑫,陈辉,赵天玮^[3]（2021）在《三维激光扫描与BIM技术在隧道超欠挖中的应用》文中研究说明文中基于Revit等处理软件,给出了三维激光扫描技术与BIM技术结合应用于隧道超欠挖量测量计算的完整技术方案,结合具体工程建立了设计与实际三维模型图、断面图,计算了断面超挖量、欠挖量,通过与传统超欠挖方式对比,验证了三维激光扫描技术与BIM技术结合能够简化隧道超欠挖测量的流程,提高整体工作效率。

穆阿龙^[4]（2021）在《高速公路隧道施工测量关键技术》文中认为在对高速公路施工作业中,隧道工程是其中重要的施工环节,由于隧道路段这一环境较为复杂恶劣,在实际施工作业中,还隐藏着较多的安全隐患,因此,要想保证整个高速公路隧道的建设完成,则要通过更先进的测量工艺,全面系统地对隧道进行实时监测,才能够确保隧道施工的安全运行以及大众出行的安全保证。基于此,本文以眉县至太白高速公路太白山隧道工程为案例,研究分析在实际施工测量中的关键技术。

杨军,刘成龙,杨雪峰,刘强^[5]（2021）在《测量塔法沉管隧道沉放测控中三维坐标转换的一种新方法》文中提出沉管隧道管节沉放测控中,现有的测量塔法获取实时管节特征点坐标的方法,是先测量待沉放管节上多个塔标点实时坐标,再利用坐标转换方法求解管节特征点实时坐标。在研究测量塔法管节沉放测控原理的基础上,本文提出了一种仅测量两个塔标点三维坐标结合管节的两个倾角数据计算管节特征点实时坐标的方法,该方法实现了管节独立坐标系与施工坐标系两个空间直角坐标系间的转换,具有不受坐标系间旋转角度值大小限制和模型简单的优点。推导了该方法的数学模型,并利用AutoCAD模拟数据进行计算实验,证明了本文方法的正确性。

龚率,张小波,乔燕燕,黄志伟,何波^[6]（2021）在《采用新检测方法的地铁盾构隧道管片姿态检测信息管理系统》文中研究说明分析了地铁盾构隧道管片姿态测量传统方法的复杂性、计算的低效性、数据报送的不及时性、成果展示的单一性,从改进外业测量数据采集的方法入手,详细阐述了管片姿态检测信息系统的管片姿态偏差计算数学模型,并说明了该系统的设计架构及应用效果。管片姿态检测信息系统能实现盾构隧道管片姿态检测的自动化、实时化、标准化和专业化,能较好地提高隧道轴线控制的质量,还能节约地铁隧道建设成本。

林国庆,闵世平^[7]（2021）在《基于3DGIS与大数据技术的隧道施工信息化管理平台研究》文中提出针对隧道施工项目信息化中遇到的多源海量异构数据利用不够直观,管理难,信息共享难等问题,对3DGIS与大数据技术进行了应用研究。通过利用3DGIS技术,搭建三维隧道施工虚拟场景,建立了统一的隧道施工空间数据库,解决了隧道施工多源异构数据的集成与管理;通过利用先进的空间大数据技术,开发了隧道施工信息化管理云平台,实现了对三维海量异构数据的分布式计算、存储与共享,解决隧道施工中海量异构数据的存储与分析计算问题。平台的研发,实现了隧道施工项目中多源数据的三维一体化管理、共享与应用,并实现了对施工中的安全、质量及进度等相关数据进行管理分析,提高了隧道施工信息化管理水平。

常舒^[8]（2021）在《基于三维激光扫描技术的管片数字化预拼装技术研究》文中研究说明城市建设的发展使施工进程不断加速,但不论是地上还是地下结构建设,都会涉及到很多安全问题,因此结构构件的安全有效应用受到社会各界越来越多的关注。而在盾构隧道施工中,作为主要支护构件,盾构管片的有效安装成为隧道施工建设中的重要环节。按照以往的方式,管片构件在构件厂生产出来以后会进行现场的实体预拼装,并进行管片各参数测量,待达到生产标准的构件才会被用于盾构施工中,但此法耗费资源较大,费时费力且拼装低效。针对这一问题,本文运用了先进的扫描仪器,三维激光扫描仪以及配套设备来进行管片的三维扫描,以期解决上述问题,并将其合理应用于管片预拼装阶段的研究中。主要获得的结论通过以下几个方面进行阐述:（1）传统意义上的盾构管片实体预拼装现场试验,是将构件厂生产出来的管片进行现场人工拼装作业,但是管片作为一种重量级的构件,在进行塔吊转运以及拼装放置、现场作业人员安全等方面都需要谨之慎之,本文为了构件检测效率的提升以及解决上述安全问题提出了将三维激光扫描技术运用于管片扫描上,并依托实体工程的盾构隧道管片,通过进行扫描方案设计,设计了合理的扫描站点布设方式,运用天宝TX8三维激光扫描仪对管片的封顶块、标准块、邻接块进行设站扫描试验,得到合理的扫描点云数据,为后续工作做准备。（2）先得到点云数据结果,再预处理点云数据,初步得到管片的模型,使用TX8三维激光扫描仪扫描,用软件Realworks进行了点云数据的一系列处理工作,最终得到预处理后的模型以供参考运用。（3）为了验证扫描技术运用于管片扫描上的可行性,文中还进行了管片现场的实体预拼装试验,并以一块标准块管片为例进行单块管片参数的测量,得到现场测量数据结果,以期与三维激光扫描技术所得结果进行数据对比,验证此项技术是否可行。（4）在得到实体预拼装管片参数数据的基础上,本文通过将Realworks软件建立的管片点云模型在3Dreshaper软件中进行曲面重构,建立曲面模型,得到管片实际扫描的数字化预拼装数据结果,与实体预拼装现场检测结果进行数据对比分析,完成扫描可行性研究应用。

周东卫^[9]（2022）在《广佛环线城际铁路精密工程测量技术体系及特点》文中提出城际铁路精密工程测量技术体系已成为城际铁路建设成套技术的一个重要组成部分,在城际铁路设计、施工和运维中具有决定性作用。广佛环线城际铁路作为连接佛山西站与广州南站两大枢纽、串联广佛两市多条地铁线路、国内较早开始修建的城市环形城际铁路,其修建具有十分重要的意义。结合广佛环城际铁路建立的精密工程测量技术体系,从"三网合一"测量技术体系、GNSS卫星定位测量、地下段落CPⅡ控制网建立、地上地下联系测量、地下段落CPⅢ三角高程网建立,以及精密测量控制网定期复测与维护等方面进行研究和论述。该项目精密工程测量技术体系形成过程中总结的经验及其鲜明的技术特点,可为其他类似项目特别是城市地区城际铁路精密工程测量工作提供借鉴与参考。

杨世杰^[10]（2021）在《基于BIM和三维激光扫描的隧道几何偏差检测》文中进行了进一步梳理传统的隧道检测方法是基于特征点和断面的方式对隧道的几何偏差进行检测,如何实现隧道整体的几何偏差检测是广大隧道工作者关心的问题。三维激光技术通过扫描可以获得目标物表面具有坐标信息的点云,而且具有非接触测量、高密度采集、全天候作业的优点,采用三维激光扫描仪对隧道扫描可以得到清晰、准确的隧道内结构真实形态,弥补了传统数据采集密度低的问题。但在隧道检测中仅仅拥有高密度的点云数据没有隧道设计曲面为参考与之对比分析,只能根据点云提取隧道断面与设计截面曲线对比分析得到隧道断面几何偏差值。随着BIM技术在隧道中的使用,通过BIM技术创建隧道设计三维模型正好弥补了设计曲面不足的现象。本文的主要研究工作如下:1)基于隧道的二维CAD设计图纸实现隧道参数化建模,其中包括隧道二次衬砌、初期支护、隧道明洞、仰拱填充、路面、电缆槽、排水沟、人行道护栏等模型的创建并对建模精度进行分析,能够满足隧道建模精度。2)详细阐述了三维激光的原理和特点,基于丰富的点云数据处理软件和算法,通过改进的ICP算法对三维点云数据进行拼接,拼接精度为2.600 mm,对隧道点云进行去噪、滤波、坐标转换等处理,研究通过隧道三维空间中轴线对隧道断面的连续提取算法。采用三维Delaunay生长法算法实现隧道点云的三维重构。为后续隧道几何偏差检测提供基础。3)针对设计BIM模型和点云模型的坐标系存在套合误差的问题,提出一种七参数粗配准和PCL精配准的方式调整点云模型定位的方法。研究基于隧道断面点云模型和设计模型曲面偏差值计算方法,以及隧道设计三维模型和点云模型的偏差值计算方法,研究了基于三维模型的空间区域超欠挖体积计算方法。4)以海天堡隧道为实验区域,对该隧道的二次衬砌、初期支护的施工质量进行几何偏差分析,在三维层面用色谱差分图显示偏差值的大小和位置,并截取偏差模型的断面,对断面上六个点的偏差值进行定量分析,在二维层面对研究区域的隧道断面进行几何偏差检测,并对隧道的中轴线偏差进行分析,计算初期支护段隧道的超欠挖土方量,对隧道断面点云和全站仪采集断面数据进行对比分析,验证采用BIM和三维激光进行隧道几何偏差检测的精度和可行性,结果表明该方法能够达到对隧道进行几何偏差检测的目的。

二、独立坐标系在隧道施工中的应用（论文开题报告）

（1）论文研究背景及目的

此处内容要求：

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例：

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

（2）本文研究方法

调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、独立坐标系在隧道施工中的应用（论文提纲范文）

（1）基于条件随机场的重庆李家坪地铁隧道可靠度分析（论文提纲范文）

1 条件随机场基本理论

1.1 逐步分解法

1.2 Kriging理论

1.3 大尺度条件随机场建模方法和流程

1.4 条件随机场建模流程

2 李家坪地铁岩体三维随机场

2.1 工程背景

2.2 岩体参数不确定性表征

2.3 基于钻孔数据的条件随机场

3 李家坪地铁车站隧道可靠度分析

3.1 数值计算模型

3.2 分析程序

3.3 隧道可靠度分析

4 结论

（2）垂线偏差对高原艰险铁路长大隧道平面控制测量的影响（论文提纲范文）

1 概述

1.1 研究意义

1.2 垂线偏差对高原地区长大隧道控制测量的影响分析及其实验网的布设

2 实验网外业观测及其精度情况

2.1 外业测量方法及等级要求

2.2 GNSS测量数据处理

(1)重复基线较差检验

(2)独立闭合环环闭合差检验

2.3 附合单导线网外业数据处理与检验

3 测区垂线偏差值测定及其对进洞后视边水平方向观测值改正数的计算方法

4 不考虑垂线偏差影响的实验网精度情况

4.1 洞内控制网方位角闭合差和导线全长相对闭合差计算结果

4.2 横向贯通误差计算

5 考虑垂线偏差影响时的实验网精度情况

5.1 附合路线方位角闭合差、导线全长相对闭合差计算

5.2 横向贯通误差计算

6 结论

（3）三维激光扫描与BIM技术在隧道超欠挖中的应用（论文提纲范文）

1 BIM建模

1.1 BIM技术

1.2 建模过程

2 三维激光扫描技术

2.1 三维激光隧道扫描原理

2.2 三维扫描仪

3 点云数据采集与处理

3.1 点云数据的采集

3.2 点云数据处理

3.2.1 拼接点云数据

3.2.2 点云滤波处理

3.2.3 转换坐标系

3.2.4 点云后处理

4 隧道超欠挖分析

4.1 超欠挖计算原理

4.2 隧道点云数据建模

4.3 叠加分析

4.4 断面精度分析

5 结语

（4）高速公路隧道施工测量关键技术（论文提纲范文）

1 工程概况

2 建立隧道测量坐标系统

3 布设隧道控制网原则

4 洞外控制测量

4.1 洞外平面控制测量

(1)GPS静态观测方法

(2)已知点检核

4.2 洞外高程控制测量

5 洞内控制测量

5.1 洞内导线测量

5.2 导线数据检核与平差处理

5.3 洞内水准测量

6 隧道施工测量

6.1 施工放样

6.2 超欠挖检测

6.3 断面测量

7 监控量测

8 结语

（5）测量塔法沉管隧道沉放测控中三维坐标转换的一种新方法（论文提纲范文）

0 引言

1 管节特征点施工坐标系坐标计算方法

1.1 测量塔法介绍

1.2 分步坐标转换原理

1)坐标系定义及其相互关系

2)管节独立坐标系与过渡坐标系间的坐标转换

3)过渡坐标系与施工坐标系间的转换

2 实验验证

3 结束语

（6）采用新检测方法的地铁盾构隧道管片姿态检测信息管理系统（论文提纲范文）

1 研究背景

1.1 盾构法施工要求

1.2 传统检测方法

1.3 新系统概况

2 新系统的计算模型

2.1 dP计算模型

2.1.1 测点在直线段

2.1.2 测点在圆曲线段

2.1.3 测点在缓和曲线段

2.1.4 dP的计算

2.2 dh计算模型

3 新系统的开发及应用

4 结语

（7）基于3DGIS与大数据技术的隧道施工信息化管理平台研究（论文提纲范文）

0 引言

(1)三维信息化数据的展示、查询与应用问题。

(2)多源信息化数据集成管理、共享与应用问题。

(3)海量异构信息化数据存储、运算与应用问题。

1 三维隧道施工场景搭建

1.1 施工数据分析

(1)勘察阶段数据：

(2)设计阶段数据：

(3)施工阶段数据：

1.2 施工数据处理

1.2.1 格式转换

1.2.2 投影转换

1.2.3 数据入库

1.2.4 缓存制作

1.2.5 数据发布

2 空间大数据技术

2.1 空间大数据支撑技术

2.2 空间大数据存储

2.3 空间大数据计算

2.4 空间大数据可视化

3 隧道施工空间大数据平台

3.1 支撑层

3.2 数据层

3.3 服务层

3.4 应用层

4 结语

（8）基于三维激光扫描技术的管片数字化预拼装技术研究（论文提纲范文）

摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 国内外研究现状及存在问题

1.2.1 国内外研究现状

1.2.2 目前存在的问题

1.3 研究内容与研究技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 研究方法

1.3.3 研究技术路线

1.4 创新点

第2章三维激光扫描技术在管片扫描上的应用

2.1 三维激光扫描技术

2.1.1 三维激光扫描技术原理

2.1.2 三维激光扫描仪特点及分类

2.2 Trimble-TX8三维激光扫描系统

2.3 盾构管片扫描参数及允许偏差

2.4 三维激光扫描管片的实现方式

2.4.1 标靶及测站站点布设

2.4.2 站点及标靶布设原则

2.5 管片扫描数据误差影响因素

2.5.1 外业误差

2.5.2 内业误差

2.6 本章小结

第3章管片点云数据处理及模型建立

3.1 点云数据特点

3.2 点云数据后处理

3.2.1 点云压缩

3.2.2 点云配准

3.2.3 点云去噪

3.3 管片点云模型及精度分析

3.3.1 封顶块点云模型及精度分析

3.3.2 邻接块点云模型及精度分析

3.3.3 标准块点云模型及精度分析

3.4 本章小结

第4章管片实体预拼装及数据量测

4.1 管片现场实体数据量测

4.2 管片实体预拼装技术的应用

4.3 实体预拼装现场试验

4.3.1 现场情况

4.3.2 数据记录

4.4 本章小结

第5章管片数字化预拼装技术

5.1 逆向建模

5.2 管片点云模型建立

5.3 管片设计模型建立

5.4 本章小结

第6章管片扫描点云数据可行性分析

6.1 管片三维激光扫描可行性应用分析

6.2 三维激光扫描点云数据与设计模型数据对比

6.3 三维激光扫描试验点云数据与实体预拼装试验数据对比

6.3.1 管片内外径数据对比

6.3.2 管片纵环向缝间隙数据对比

6.4 本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢

（9）广佛环线城际铁路精密工程测量技术体系及特点（论文提纲范文）

引言

1 工程概况

2 广佛环城际铁路精密工程测量技术体系的建立及特点

2.1 建立“三网合一”精密工程测量技术体系

2.2 低纬度、城市地区GNSS卫星定位测量

2.3 采用自由测站边角交会测量技术建立地下段落CPⅡ控制网

2.4 采用悬吊钢丝与自由测站边角交会相结合的方法进行竖井联系测量

2.5 采用差分法自由测站三角高程测量技术建立洞内CPⅢ高程控制网

2.6 精密测量控制网施工期间定期复测与维护

3 结语

（10）基于BIM和三维激光扫描的隧道几何偏差检测（论文提纲范文）

摘要

abstract

第一章绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 三维激光技术的应用现状

1.2.2 BIM技术在隧道建模中的应用现状

1.2.3 点云和BIM结合的应用现状

1.2.4 隧道几何偏差质量检测研究现状

1.3 研究内容及技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

第二章隧道BIM模型创建

2.1 BIM软件介绍及选择

2.2 隧道建模流程

2.3 隧道三维中线的创建

2.4 隧道主体建模的创建

2.4.1 隧道二次衬砌模型的创建

2.4.2 隧道初期支护模型的创建

2.4.3 隧道明洞模型的创建

2.4.4 隧道其它构件模型的创建

2.4.5 隧道模型信息的添加

2.4.6 隧道模型构建装配

2.5 隧道设计模型精度分析

2.6 本章小结

第三章点云数据技术与预处理

3.1 三维激光扫描技术原理

3.2 三维激光扫描技术的特点

3.3 点云数据预处理

3.4 点云拼接

3.4.1 配对拼接

3.4.2 全局拼接

3.4.3 同名点ICP拼接法

3.5 数据去噪

3.5.1 手动去噪

3.5.2 统计滤波去噪

3.5.3 半径滤波去噪

3.6 点云数据精简

3.7 点云数据坐标转换

3.8 误差分析

3.8.1 仪器自身误差

3.8.2 目标物反射面误差

3.8.3 外界条件影响误差

3.8.4 点云数据处理误差

3.9 本章小结

第四章隧道可视化和几何偏差检测

4.1 无坐标系的模型配准

4.1.1 模型粗配准

4.1.2 模型精配准

4.2 隧道断面提取和曲线拟合

4.2.1 隧道中轴线提取

4.2.2 隧道断面提取

4.2.3 隧道断面点拟合

4.3 隧道三维重建

4.4 隧道几何偏差检测

4.4.1 隧道二维断面的隧道几何偏差检测

4.4.2 隧道三维曲面的隧道几何偏差检测

4.5 隧道超欠挖计算

4.6 本章小结

第五章工程应用

5.1 海天堡隧道简介

5.2 扫描仪器简介

5.3 点云数据的采集

5.3.1 现场踏勘和控制方案制定

5.3.2 扫描方案制定

5.4 隧道几何偏差分析

5.4.1 数据对比准备

5.4.2 隧道二次衬砌三维对比检测

5.4.3 隧道初期支护三维对比检测

5.4.4 基于隧道断面的偏差检测

5.4.5 隧道中线偏差检测

5.5 隧道超欠挖土方计算

5.6 精度检验

5.7 本章小结

第六章总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢