刘树亚，徐剑敏，鲁德宁

(1.深圳市地铁集团有限公司，广东 深圳 518040；2.南京航空航天大学，江苏 南京 210016)

0 引言

隧道结构变形检测是一项长期任务，城市经济、建设的发展对地铁隧道形变检测的高效性、准确性提出了更高的要求。地铁隧道因交通设施的穿越等近接工程对周围土层产生的应力场改变，容易发生受力失衡情况，产生裂缝、形变等，从而危害其结构的安全。同时，隧道供工作人员进行检测的天窗时间极短。传统的结构检测，如采用测距仪、水准仪、全站仪等测量仪器测定待定点的变形值，不仅需要消耗大量人力、物力，而且采集的数据量有限，分析结果准确度不高[1-4]。随着隧道结构复杂程度逐渐增加以及对状态评估的可靠性要求不断提高，无论是在精度还是在效率方面都给传统的检测方法带来了巨大的挑战。

近年来，三维激光技术快速发展，并越来越广泛地应用于隧道检测领域。除隧道整体结构建模外[5]，国内外学者对三维激光扫描仪检测隧道形变也进行了大量研究[6-10]。与传统方法相比，三维激光扫描技术具有精度高、效率高、采集信息丰富及非接触性等特征，使得基于三维扫描技术的隧道形变检测方法具有极大的优势。

受地下不均匀压力的影响，隧道容易发生不规则形变。而目前的基于三维点云数据的隧道形变检测往往将隧道断面假定为圆或椭圆[11]，这种假定在隧道形变分析过程中引入了近似误差，从而降低了隧道检测的精度和准确性。……