[发明专利]一种隧道变形监测装置

说明书

技术领域

本发明属于岩土工程监测技术领域，尤其是涉及一种隧道围岩变形监测的隧道变形监测装置。

技术领域

我们国家山区多、地质条件复杂，随着公路、铁路以及水利和能源的等基础设施的建设，隧道的挖掘也越来越多，但由于地质条件的复杂性，在隧道的挖掘以及隧道建成后运行状态的监测都是非常急需解决的问题。

中国专利申请号201010595164.5《隧道围岩变形分布式光纤超前监测方法》的文中揭示了一种采用光纤布里渊反射法实时分布式监测的装置，其监测方法和装置简单有效，并具有抗干扰和分布式监测的能力，但由于采用了布里渊反射计而使整个监测装置成本较高，在实际使用中推广困难。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种隧道变形监测装置，其基于微弯光纤传感原理，除继承了微弯光纤传感技术的精度高、抗电磁干扰、成本低等优点的同时，也大幅度降低了监测系统的整体成本。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种隧道变形监测装置，其特征在于：包括沿隧道的围岩内或沿隧道内表面纵向设置且与隧道紧密贴合并随隧道变形而同步变形的至少一根管道，所述管道与隧道通过粘结、焊接或挂钩方式固定在一起，所述管道内设置有光纤弯曲传感单元，所述管道的一端连接有测试单元；所述光纤弯曲传感单元包括曲线形支架以及连续布设在所述曲线形支架上相对两侧的多个变形齿一和多个变形齿二，所述变形齿一和变形齿二之间夹持有信号光纤，所述多个变形齿一和多个变形齿二呈交错对应布设且二者的头部之间形成供一个或多个信号光纤穿过的曲线形通道，所述变形齿一和变形齿二对应布设在信号光纤的两侧；所述测试单元与信号光纤相接且对信号光纤中的光信号功率变化量进行同步测试与分析处理。

上述的一种隧道变形监测装置，其特征在于：所述测试单元与信号光纤通过光缆连接。

上述的一种隧道变形监测装置，其特征在于：所述曲线形支架为曲线形壳体、弹簧、波纹管或柱体。

上述的一种隧道变形监测装置，其特征在于：所述管道为金属管、非金属管或金属-非金属复合管。

上述的一种隧道变形监测装置，其特征在于：所述光缆为单层或双层金属光缆。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、结构简单、加工制作简便、投入成本低且使用方式灵活、精度高。

2、通过采用基于光纤微弯传感技术的监测装置可以提高测试精度，并具有良好的抗电磁干扰能力、耐腐蚀性，同时具有良好的抗震能力，适于实际工程环境条件。

3、其全封闭的光路检测系统，提高了光纤传感单元的稳定性、可靠性，增加了光纤传感装置的安全性，并适于应用在易燃易爆的场所。

综上所述，本发明装置结构简单、设计合理、加工制作方便、成本低且使用方式灵活、精度高、监测动态范围大，实用价值高，并适于易燃易爆及强电磁干扰环境，适应隧道工程和运行的实际环境条件。

下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图。

图2为实施例1中曲线形测试通道的结构示意图。

图3为实施例1中曲线形支架的结构示意图。

图4为实施例2中曲线形测试通道的结构示意图。

图5为实施例3中曲线形测试通道的结构示意图。

图6为图5中A处的局部放大结构示意图。

图7为实施例4中曲线形测试通道的结构示意图。

图8为图7的A-A剖视图。

图9为实施例5的结构示意图。

附图标记说明：

1-光缆；               2-管道；            3-隧道；

4-1-变形齿一；         4-2-变形齿二；      5-测试单元；

6-光纤弯曲传感单元；   19-曲线型壳体；     33-信号光纤；

36-柱体；              37-缝隙。           38-弹簧；

40-波纹管；            42-管壁；

具体实施方式

实施例1