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现代隧道技术

服务于交通隧道全生命周期管理的数字重构与病害分析方法研究

MODERNTUNNELLINGTECHNOLOGY

文章编号：1009-6582(2024)05-0227-07D0I:10.13807/ki.mtt.2024.05.025

引文格式：汤聪，徐世权，欧雪峰，等。服务于交通隧道全生命周期管理的数字重构与病害分析方法研究[J].现代隧道技术，

2024,61(5):227-233.

TANGCong,XUShiquan,OUXuefeng,etal.ResearchonDigitalReconstructionandDamageAnalysisMethodsforLifecy-

cleManagementofTrafficTunnels[J.ModernTunnellingTechnology,2024,61(5):227-233.

服务于交通隧道全生命周期管理的数字重构

与病害分析方法研究

汤聪1徐世权欧雪峰丨瞿同明²廖玮丨周文涛1

（1.长沙理工大学土木工程学院，长沙410114；2.香港科技大学土木与环境工程系，香港999077）

摘要：传统隧道管理方法的信息化程度较低，灾害孕育感知能力较弱，无法对隧道病害进行有效且经济的识

别。鉴于此，提出一种系统的数字化方法，利用二维CAD图纸、病害报告和地质数据进行自动化三维重构，形成隧

道结构、病害及围岩有机整体的可视化数字模型。该方法与传统的建筑信息模型（BIM）不同，能够以数据为导向，

通过重构模型统筹隧道结构、病害和围岩信息从而进行灾害的孕育情况分析，掌握复杂地质环境下结构的健康状

态，便于制定精准处治策略。将该方法应用于贵州某隧道进行结构状态评估，分析发现，隧道病害的发生与地质条

件之间存在密切联系，提出的方法能够直观展示该关联性，并实现隧道病害孕育情况的实时更新。

关键词：数字重构；隧道病害；围岩；全生命周期管理

中图分类号：U457文献标志码：A

1引言因此，可基于CAD设计图纸实现隧道模型几何形状

的参数化处理，并结合等几何分析方法对隧道进行

随着我国基础设施建设规模的不断增长，运营

高精度且高效的三维建模[7。同时，融合隧道模型

隧道的数量显著增加,相关运维管理面临巨大挑战。

和地质数据的可视化技术是揭示服役期支护结构与

服役期内隧道支护结构与围岩系统的长期相互作围岩系统长期协同承载性能的有效途径。贾伟等8

用，将不可避免引发隧道支护结构体系的性能退

采用三维多层次地质模拟方法有效地整合了隧道模

化-},进而导致隧道结构在长期运营中结构病害不型与围岩地质结构模型，促进了隧道建设过程中对

断积累,严重威胁着隧道的可靠性与安全性[4。因风险的全面分析与评估。尽管现有研究对隧道与围

此，建立一种涵盖围岩岩性、地质结构特征、隧道结岩之间的相互作用关系进行了深层次剖析，但隧道

构与病害分布的隧道健康运维智能管理分析方法具地质信息往往存在缺失或者不完整的情况。通过系

有重要意义。统整合地质勘探数据和围岩岩性可有效解决地质信

数字化与可视化是实现隧道工程智能管理的基息缺失和不完整的问题，便于创建全面的三维地质

础。李赤谋等5将全景图像拼接技术应用于校正隧模型9。实时更新的围岩图像数据