瑞士Ritom水电站调试中爆炸厂房局部坍塌2人重伤：三维激光扫描在老旧厂房爆炸后结构安全评估与设备残骸定位中的应用
当地时间9月9日上午9时30分左右，瑞士南部提契诺州皮奥塔村的Ritom水电站发生爆炸。提契诺州警方向瑞士广播电视台证实，事故造成两人重伤，厂房部分结构随之坍塌。
多家瑞士媒体报道的信息拼起来大概是这样：事故疑似发生在设备调试测试过程中，初步判断由变压器电气故障引发。消防人员、特雷瓦利救援队急救人员，以及瑞士空中救援组织Rega的直升机先后抵达，警方封锁隔离了事故区域。有媒体初步报道说爆炸后可能出现人员被埋压在废墟下，这一条还没得到官方证实。
这栋厂房建于1917年，已经108年。它收集圣哥达山地区的水源，为戈塔尔德铁路线供电，由瑞士联邦铁路与提契诺州电力公司共同运营，是一座抽水蓄能设施。近期正在进行电气设备更新改造。
一句话概括这次事故：一栋百岁老厂房，在换电气设备的节骨眼上炸了。
百年厂房炸过之后，人不能进去看
1917年的建筑，多半是厚墙、砖石或早期混凝土、钢屋架这套做法。这类结构平时很结实，一旦经历爆炸冲击，破坏方式和现代框架结构完全不一样。
砌体墙受爆炸冲击后最常见的是外闪和局部垮塌，墙体和楼板之间的连接先失效。屋架支座松动之后，整个屋盖变成一个不稳定的体系，站在下面的人根本判断不了它什么时候掉下来。加上厂房里还有变压器油、残留的带电设备、可能的次生燃爆风险，谁也不敢让人往里进。
可调查组要的东西恰恰都在里面。厂房塌到什么程度，结构还剩多少承载力，设备移位了多少，都得有数。
我们的做法是在安全距离外架站。地面三维激光扫描仪架在厂房外几十米，通过门窗洞口和垮塌缺口往里打，能拿到毫米级的点位。厂房内部空间不够人站的，可以用手持式扫描仪配长杆伸进去，或者等结构稳定后再补站。全过程人不进危险区。
有人会问，隔着洞口扫，里面不会有大片盲区吗。会有。所以这类项目一般用多站拼接加补站的方式压盲区，实在压不掉的地方如实标注为数据缺失，不能假装测到了。
残骸往哪飞，能反推爆炸原点
变压器故障引发的爆炸，冲击波从故障点往外扩散，厂房内的设备、构件、碎片会沿着能量传播方向散落。这个散落分布是有方向性的。
把爆炸后的点云做一遍处理，把每件可识别的残骸单独分割出来，记录它的位置、姿态、翻转方向，再和改造前的设备布置图对照，就能看出哪些东西被推走了、推了多远、朝哪个方向。
碎片散落距离和冲击波超压之间有经验关系，调查组会用它来估算爆炸当量。我们能提供的就是把散落位置测准到厘米级，把残骸的姿态还原出来。剩下的判断交给事故调查。
| 测量对象 | 推荐手段 | 精度 | 用途 |
|---|---|---|---|
| 厂房围护结构变形 | 地面三维激光扫描 | 毫米级 | 判断剩余稳定性 |
| 屋架下挠与支座错位 | 地面扫描 + 局部补站 | 毫米级 | 判定屋盖体系是否失效 |
| 设备残骸位置姿态 | 地面扫描 + 影像 | 厘米级 | 反推爆炸原点与当量 |
| 碎片散落分布 | 地面扫描 + RTK | 厘米级 | 冲击波传播方向分析 |
| 结构裂缝宽度 | 贴近摄影测量 | 亚毫米分辨率 | 损伤等级判定 |
改造前没留底图，是这次最贵的教训
这条最值得国内同行注意。Ritom水电站在做电气设备更新改造，改造过程中出了事。
改造类项目我们接过不少，最常见的坑就是改造前没扫基线。厂房是什么样、设备原始位置在哪、墙体有没有老裂缝、原有倾斜多少，全都没有毫米级记录。等出了事要做鉴定，手里只有几十年前的设计图纸，图纸和现状对不上是常态。
有了改造前的点云，事情就简单得多。事故前后两期数据一配准做差值，哪些变形是这次爆炸造成的、哪些是老早就有的，分得清清楚楚。责任划分和修复方案都靠这个。
改造前扫一遍的成本，在整套改造预算里通常连千分之一都占不到。这钱省下来，事后要花十倍百倍去补。
抽水蓄能厂房的几个作业难点
抽水蓄能电站的厂房和常规地面厂房不一样，作业条件要苛刻得多。
一是空间。很多厂房嵌在山体里或者在地面以下，通道狭窄，设备密集，扫描仪三脚架展开的空间都紧张。这类场景手持式SLAM扫描仪反而好用，人拿着走一圈，数据就出来了。
二是金属表面多。压力钢管、发电机组外壳、母线排，全是高反射面。激光打上去会产生噪点和飞点，处理时要用入射角过滤和强度阈值做剔除，不然拟合出来的平面是歪的。这一条我们踩过坑，早期项目没做剔噪，拟合出的钢管圆心偏了十几毫米。
三是湿度。地下厂房湿度大，仪器镜头起雾会让点云质量断崖式下降。进场前要给设备做温度平衡，镜头起雾了就停下来等，硬扫出来的数据是废的。
云绘科技在深圳做激光三维扫描服务，精度做到2毫米以内，累计完成500多平方公里采集，服务过80多家机构。工业厂房事故取证、老旧建筑结构测量、改造前后基线建档这些项目我们做得比较多。技术流程见技术方案，历史项目见案例页。