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铁道标准设计2026年第01期:山岭隧道DMI精细化断面检测算法的研究及应用

来源:期刊VIP网 时间:


作者:李瑶;郑荣政;禚一;李艳;齐成龙;苏哿;

单位:中国铁路设计集团有限公司;

摘要:为准确分析山岭隧道矿山法施工中超欠挖情况,以便有效减少超挖和欠挖,降低施工成本和风险,研究提出基于三维激光扫描技术的DMI(Difference-Mean-Interpolation)精细化断面检测方法。采用三维激光扫描仪获取隧道点云数据,提出均值法去噪、差值法去噪和改进的克里金插值法(合称“DMI算法”)进行原始点云的精细化去噪和插值处理,从而更加精细、准确地计算超欠挖值、超欠挖处数、超欠挖面积及平均线性超挖值等参数。在广东省某矿山法施工的山岭隧道中进行实际应用和对比,结果显示:相较于常规断面检测方法,DMI方法在检测结果上存在显著差异,尤其是最大欠挖(侵限)值和欠挖(侵限)处数上。由于点云数据的噪点,使得常规检测结果中欠挖(侵限)的位置和处数出现了误判;通过DMI算法进行去噪和插值处理后,能够有效地消除这些噪点,并自动补全遮挡和欠缺位置点云数据,避免了欠挖(侵限)的误判,从而全面准确地反映隧道真实的超欠挖情况。检测结果方面,开挖段落整体满足要求,不存在欠挖,但存在较大的超挖;初支段落整体上基本满足要求,但存在较小的侵限以及较差的平整度;建议适当调整预留变形量,并对初支段落的侵限处进行必要处理,以保证工程的安全性和质量。

关键词:山岭隧道;;三维激光扫描技术;;DMI算法;;精细化断面检测;;去噪与插值;;超欠挖分析

基金资助:中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划项目(K2022G001);; 中国铁路设计集团有限公司科技开发课题(2022B03406018,2023BTJ07)