隧道内机电管线建筑限界净空分析

概况：

随着隧道贯通并交付使用，机电设备、管线与建筑的安装铺设也紧随其后展开，而在动工之前，隧道内各个关键区域的预留空间必须先被精准算清。机电、管线或建筑的施工但凡越过预留范围，都会对日后穿行隧道的列车构成直接威胁，严重时更可能诱发重大的安全事故。正因如此，隧道内设备安装务必把净空精确测算出来；采用三维点云净空分析这一手段，则能让隧道净空的计算与分析效率大幅提升。

图 1隧道内需要安装铺设多种管线设备

行业问题分析：

必须承认，关于隧道净空的预留量，规范文件里虽已有明文规定，却并未就那些会直接影响地铁运行的隧道内设备与建筑单独分条立项。设备或建筑一旦安装超量、越出预留，那些业已铺设完毕的管线与设备便只能拆除，再重新加以测量与安装，一番返工下来，施工成本自然水涨船高。

图 2需要准确计算隧道内可以使用的空间

施工阶段，隧道净空预留量尚可结合地质情况来敲定；然而进入机电安装环节之后，隧道的实际净空便只能凭借事前测量获取，同时还得对隧道内各项管线与设备的净空预留量从严把控。正因如此，取得准确可信的净空数据，其重要性不言而喻。

图 3严格控制隧道内的预留净空

隧通解决方案：

借助北京香月隧通扫描仪点云数据处理分析软件TMO Pro，采集得到的隧道三维点云数据会被逐一展开分析。由于获取的正是隧道真实的三维点云数据，当前隧道内附着物的状况能由点云如实反映出来；换言之，即便从未亲临隧道进行实地勘察，设计人员也能依靠点云数据，把隧道内部的真实情形看得一清二楚。

图 4在软件中查看隧道三维点云内部情况

把隧道点云数据同设计模型放在一起对照比对，隧道所发生的侵限与形变情况即可计算得出。

图 5标注超出设计限界的关键点

实测隧道断面侵入设计隧道断面限界的情形，在隧道断面图上被展现得详尽而清晰。这款软件既能生成隧道断面图，也不难生成数据报表；报表之中记有各关键位置的坐标等信息，线路的实测坐标信息亦罗列其中，从而为调坡调线提供了准确的数据依据。

图 6隧道断面图上清楚标记出超限值与侵限值

对隧道各个位置的净空值，隧通隧道测量系统均能求解得出，并在二维图形报表里加以清晰标注；各位置的坐标与净空值，同样会被记入数据报表。针对隧道横向、纵向以及各个角度方向，软件可以分别计算出相应的净空值。

图 7计算隧道内任意位置的横向与纵向的净空值

图 8数据报表中记录更详细的坐标与净空值信息

凭借角度净空分析，任意角度下盾构隧道从圆心到隧道壁的距离都可以被计算出来，据此便能评估当前里程的隧道断面有无发生形变。换言之，把对同一区域多次扫描得到的实测点云数据拿来分析，再比对各个角度的半径值是否越出正常范围，便可判断某段里程的隧道断面是否出现了变形。

图 9计算隧道内任意角度的净空值

总结：

对贯通后隧道所预留的净空，TMO Pro（隧通扫描仪点云数据处理分析软件）既能分析，也能计算，还能评估机电、管线与建筑的安装铺设会给列车运行带来哪些影响。一方面，它让设备设施安装的作业效率得到切实提升；另一方面，也为隧道的安全运营再添一重保障。