Terrestrial LiDAR in tunnels under

Transkript

1 Terrestrial LiDAR in tunnels under construction A study of potential use for engineering geological and operational applications, and work-flow design for data acquisition and processing Heidi Hefre Haugland

2 Tema for oppgaven Introduksjon Vurdere og videreutvikle LiDAR for bruk i tunnel under driving i for ingeniørgeologiskei i og operasjonelle formål Undersøke LiDAR for ingeniørgeologisk kartlegging Undersøke LiDAR for en forbedret metode for utregning av sprøytebetongmengder Bestemme en funksjonell og effektiv work-flow for innsamling og behandling av data

3 Innhold i presentasjonen LiDAR teori Testområdet t Work-flow for datainnsamling og -prossessering Dataanalyse og resultater I og II Konklusjon Erfaringer og veien videre

4 LiDAR Light Detection And Ranging Måler posisjonen til alt innenfor synsrekkevidden sin. 360 horisontalt synsfelt 320 vertikalt synsfelt (Wikipedia 2010)

5 LiDAR (x,y,z,i) Internt koordinatsystem (Teza et al. 2007)

6 Lørentunnelen i Oslo Testområdet (Neby 2009)

7 Lørentunnelen Testområdet (NGI2009)

8 Work-flow design Datainnsamling i Lørentunnelen Skanning etter hver salve 30 min. tidsvindu hvor skanning var mulig 32 salver dekket Det hele tar ca. 10 min. (NGI2009)

9 FARO Photon 120 Work-flow design (NGI2009) Fasebasert skanner punkter/sek k 120 m max rekkevidde ± 2mm avstandsnøyaktighet ved 25 m Anbefalt minste punktoppløsning 4-5 mm i tunnel

10

11 Work-flow design Skanner oppsett Skanner fra to ulike posisjoner for å oppnå best mulig dekning Tripod oppsett innenfor sikret område for trygg kartlegging

12 Work-flow design Dataprosessering Store mengder rådata Tar tid å prossessere data for analyse Programvaren PolyWorks ble brukt for dataprosessering og analyse

13 Work-flow design

14 (Morgan 2009) Work-flow design

15 (Morgan 2010) Work-flow design

16 (Morgan 2010) Work-flow design

17 (Morgan 2010) Work-flow design

18 Work-flow design

19 Work-flow design

20 Work-flow design

21 Work-flow design

22 Dataanalyse I Dataanalyse I Ingeniørgeologisk kartlegging fra LiDAR data Gjenkjenne geologiske strukturer på bakrunn av intensitetsverdier i 3D modellene Sprekkeplanorienteringer Sammenligne med manuell kartlegging

23 Resultater I Kartlegging av geologiske strukturer fra intensitetsdata: Gangbergarter (Statens vegvesen 2009)

24 Resultater I

25 Lagningen til den sedimentære lagrekken Resultater I

26 Resultater I

27 Dataanalyse II Beregning av sprøytebetongmengder Dagens metode: Volum sprøytebetong = p y g Teoretisk sprengningsprofil Salvelengde Tykkelse Ruhetsfaktor

28 Dataanalyse II Foreslått ny metode fra LiDAR data Profil lengde Areal p y gp påføres Vil minke ettersom sprøytebetong Minke mest for småskala ruhet: Kvantifisering av småskala ruhet Minke med påført tykkelse: Undersøkelse av påført sprøytebetongtykkelse

29 Ruhetsfaktor Resultater II

30 Sprøytebetongtykkelser Resultater II

31 Konklusjon I Intensitetverdier muliggjør kartlegging av geologiske strukturer Mye større datasett av sprekkeplanorienteringer Gir et godt bilde av bergmassens oppsprekking verdifull for klassifikasjon og sikringsbestemmelser Vær oppmerksom på skyggesoner (occlusion) En mer nøyaktig orientring av datasettene kan gi bedre resultater Nyttig for å supplere ingeniørgeologens kartlegging og for senere dokumentasjon

32 Konklusjon II De foreslåtte parameterne ser ut til å reflektere ruheten til salven Parameterne representerer faktisk midlere profillengde og areal som skal påføres sprøytebetong For lite påført sprøytebetong støtter ruhetsfaktorene som ble regnet ut i denne analysen Stor grad av overfjell for de analyserte ayse salvene e er antagelig g grunnen til dette Areal ruhetsfaktoren må reduseres og denne reduksjonsfaktoren kan også bestemmes ved hjelp av LiDAR data Lite datasett og kun teoretisk tilnærming

33 Erfaringer og veien videre Rask og automatisk Databehandling er tidkrevende d datainnsamling Programvare mer Nøyaktige 3D-modeller for skreddersydd for tunnelindustri dokumentasjon av geologiske Georefererte data forhold og utført sikring Nyttige bruksområder for ingeniørgeolog og entrepenør

34 Takk for oppmerksomheten!