結合雷射掃描影像與BIM技術進行隧道安全與管理

10.6653/MoCICHE.201806_45(3).0008

張嘉峰；廖惠菁；彭念豪；莊子毅

土木水利

45卷3期（2018 / 06 / 01）

51 - 56

繁體中文

隧道襯砌變形監測為評估隧道穩定及安全性的重要程序之一。然而，除了設置感測器進行長期監測之外，隧道定期巡檢多採取人工目視，繪製襯砌損傷區域、損傷屬性並拍攝照片進行後續比對處理。對於規模較大的隧道，維護工作的執行與數據儲存往往需耗費大量時間、人力與成本。有鑑於此，本文說明以主動式感測的光達（Light Detection and Ranging，LiDAR）掃描技術進行非接觸式的三維數據蒐集，在不受光源侷限下快速獲得隧道襯砌的幾何資訊，並透過適當處理獲致雷射掃描影像，進行直覺化展示與空間資料處理，提升自動化作業之程度。此外，基於永續經營的目的，對於隧道施工階段的設計、工法、地質與岩體評分等資料，以及營運階段的歷年檢測報告、維修補強紀錄等龐大資訊皆應完整地記錄。因此，運用建築資訊模型（Building Information Modelling，BIM）技術於隧道工程設計、建設、營運之全生命週期的管理儼然成為必要趨勢。因此，本文著重在建構可整合於BIM模型中的隧道襯砌掃描影像資料庫管理系統，基於光達掃描 資料，提供隧道襯砌掃描的目視檢查及非破壞檢測量化成果，並可與多時期既有襯砌損傷資料進行比對，掌握襯砌損傷的分布現況與劣化情形，促進隧道結構安全檢測之成效。

1. Han, J.Y.,Guo, J.,Jiang, Y.S.(2013).Monitoring tunnel profile by means of multi-epoch dispersed 3-D LiDAR point clouds.Tunnelling and Underground Space Technology,33,186-192.
2. Huang, K.P.,Wang, T.T.,Huang, T.H.,Jeng, F.S.(2010).Profile deformation of a circular tunnel induced by ambient stress changes.Tunnelling and Underground Space Technology,25(3),266-278.
3. Kontogianni, V.,Tzortzis, A.,Stiros, S.(2004).Deformation and failure of the Tymfristos tunnel, Greece.Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering,130(10),1004-1013.
4. Özbek, A.,Türkmen, S.,Gül, M.(2003).The deformation evaluation of Kızlac, T3A tunnel (Osmaniye, Turkey).Engineering Geology,67(3),309-320.
5. Succar, B.(2009).Building information modelling framework: A research and delivery foundation for industry stakeholders.Automation in Construction,18,357-375.
6. Wang, T.T.(2010).Characterizing crack patterns on tunnel linings associated with shear deformation induced by instability of neighboring slopes.Engineering Geology,115(1-2),80-95.
7. Zhou, Z.,Gong, J.(2018).Automated Analysis of Mobile LiDAR Data for Component-Level Damage Assessment of Building Structures during Large Coastal Storm Events.Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering,33(5),373-392.
8. 中興顧問社(2013)。,高速公路局北區工程處。
9. 王泰典,黃燦輝,鄭富書,薛文城,傅子仁(2007)。台灣隧道襯砌異狀類別之探討。隧道建設，27，87-92。
10. 何泰源,黃燦輝,鄭富書(1999)。隧道之維護管理方式－調查、安全評估及維修方式之探討。隧道自動化安全檢測、維修與補強技術
11. 李國榮,洪士勳,高憲彰,林賜忠,王進成(2014)。國道隧道維護管理系統之規劃與開發。中興工程，124，3-12。
12. 洪銘遠,李順敏,侯嘉松,周永川,林志權(2012)。臺北捷運系統全線隧道維護檢測探討。中華技術，93，88-95。
13. 黃燦輝,林銘郎,王泰典(2008)。,交通部鐵路改建工程局東部工程處。
14. 葛文忠,俞旗文(2005)。三維隧道影像掃瞄儀應用於老舊隧道安檢。第 11 屆大地工程研討會