激光测距传感器在隧道挖掘中的用途？

激光测距传感器在隧道挖掘（尤其是TBM隧道掘进机施工）中发挥着关键作用，主要用于高精度测量、导向控制和安全监测。以下是其具体应用场景和技术优势：

1. 隧道掘进机（TBM）的导向与纠偏

实时定位与姿态控制

激光测距传感器与全站仪或棱镜配合，通过测量固定参考点的距离变化，实时反馈TBM刀盘的位置和姿态（如俯仰、偏航、滚动角），确保掘进方向与设计轴线一致，避免偏离。

案例应用

在盾构机中，激光测距传感器常安装在机身或盾构尾部，监测盾构与隧道管片的相对位置，辅助液压系统调整推进千斤顶的力度和方向。

2. 隧道断面轮廓测量

超挖/欠挖检测

激光传感器扫描开挖面或已成型隧道的断面轮廓，生成三维点云数据，与设计模型比对，快速识别超挖（浪费材料）或欠挖（需补爆破），优化施工效率。

自动化监测

搭载激光测距的移动测量车可自动记录隧道断面变形，替代传统人工全站仪测量，效率提升50%以上。

3. 支护结构变形监测

收敛变形预警

在隧道内壁安装多个激光测距传感器，实时监测支护结构（如混凝土衬砌、钢拱架）的位移和收敛变形，预警塌方风险。

长期稳定性评估

通过长期数据积累，分析围岩应力变化趋势，指导二次衬砌施工时机。

4. 同步注浆量控制

管片间隙测量

激光传感器测量TBM尾部管片与围岩之间的间隙距离，结合注浆系统动态调节注浆量和压力，确保填充密实，防止地表沉降。

5. 安全避障与防碰撞

TBM前方障碍物探测

近红外或激光雷达（LiDAR）传感器扫描掘进前方岩体，识别异常障碍物（如孤石、断层带），提前调整掘进参数。

设备间防撞

在狭窄隧道内，激光测距可监控施工机械（如渣土车、挖掘机）与隧道壁或其他设备的距离，避免碰撞事故。