[发明专利]一种隧道断面超欠挖面积计算方法

说明书

本发明提供了一种隧道断面超欠挖面积计算方法。包括计算点云中每个点的超欠挖值，根据超欠挖值将隧道断面区分为超挖部分和欠挖部分；分别对超挖部分和欠挖部分进行分段落积分计算，获取该段落中实测点云轮廓线与平面坐标系合围面积；通过积分分别计算隧道设计轮廓在对应的超挖段落和欠挖段落中与平面坐标系合围面积；最终获取每个超挖段落的超挖面积以及每个欠挖段落的欠挖面积。本发明分开计算隧道断面超挖面积及欠挖面积，能够快速地向施工单位提供有效的超欠挖信息，便于施工单位及时调整爆破方案，减少超挖、避免红线欠挖等问题，同时能够减少资源浪费，控制施工成本。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种隧道断面超欠挖面积计算方法。

背景技术

在隧道开挖过程中，超欠挖现象的发生是不可避免的，只有有效控制超挖、避免欠挖才能在最大限度内控制施工成本，保证施工安全。现有隧道超欠挖检测的方法多为利用全站仪或断面激光扫描仪对断面进行检测，给出单个或多个点的超欠挖数值，得到的数据不足以用于计算超欠挖面积、断面最大超挖/欠挖值等，不能对后续断面的施工提供针对性的指导。

而直接利用点云数据计算断面超欠挖面积时，由于扫描过程中将地面碎石的点云也一起采集了，会对计算精度造成干扰。

综上所述，急需一种隧道断面超欠挖面积计算方法以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种隧道断面超欠挖面积计算方法，以解决通过点云直接获取隧道断面超欠挖面积的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种隧道断面超欠挖面积计算方法，包括以下步骤：

步骤A：通过三维激光扫描获取隧道断面点云；

步骤B：在隧道断面上建立平面坐标系，对点云进行去噪处理；再计算点云上每个点对应的坐标方位角和超欠挖值；

步骤C：根据超欠挖值将隧道断面区分为超挖部分和欠挖部分；

步骤D：分别对超挖部分和欠挖部分进行分段落积分计算，获取该段落中实测点云轮廓线与平面坐标系合围面积；

步骤E：通过积分分别计算隧道设计轮廓在对应的超挖段落和欠挖段落中与平面坐标系合围面积；

步骤F：根据步骤D和步骤E中的面积差值，获取每个超挖段落的超挖面积以及每个欠挖段落的欠挖面积。

优选的，所述步骤B中，以位于隧道断面拱部的设计轮廓圆弧段的圆心为坐标系原点建立平面坐标系；去噪处理时，以点云的纵坐标排序，获取点云中纵坐标最小值y_min，并去除纵坐标在区间[y_min，y_min+H]的点云数据，其中，H为去噪阈值。