[发明专利]适用于深部地下工程的光纤光栅位移计安装及保护方法

说明书

本发明公开了一种适用于深部地下工程的光纤光栅位移计安装及保护方法，属于深部地下工程测量技术领域。本发明的适用于深部地下工程的光纤光栅位移计安装及线路保护方法，通过钻孔、注浆、封口等安装步骤将光纤位移计进行安装，并通过加厚钢管、导入钢管、波纹连接管、玻璃胶封闭、炮泥等进行多重组合保护，这种方法区别于将线路直接暴露于钻孔内，极大的提高了位移计的存活率和使用寿命。本发明具有结构简单、施工便捷、成本低廉等优点。

技术领域

本发明涉及一种高地应力爆破干扰、软岩大变形、突水涌泥复杂工况下的位移计线路保护方法，属于隧道、岩土、矿山工程的测量技术领域。

背景技术

目前，围岩深部位移测量主要是监测深部围岩变形随时间的变化情况。围岩深部位移测量的目的有以下几个方面：（1）了解隧道围岩各部分不同深度的位移，岩层弱化和破坏的范围（离层情况、塑性区、破碎区的分布等），为后续混凝土支护结构提供设计依据；（2）判断锚杆与围岩之间是否发生脱离，锚杆应变是否超过极限应变量，为修改锚杆支护设计提供依据。（3）判断混凝土支护结构是否发生损坏。

而现有技术的深部地下施工过程中常常遭遇高应力岩爆、软岩大变形、突水涌泥、衬砌及井壁开裂、爆破干扰、人为破坏、机械破坏等问题，对监测设备安装及线路的保护带来巨大挑战，然而光纤本身孔径细、质地脆、易断裂的特点却限制了光纤光栅技术的广泛运用。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足之处，本发明提供一种适用于深部地下工程的光纤光栅位移计安装及保护方法，能够安全、高效的进行光纤位移计安装及线路保护。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种适用于深部地下工程的光纤光栅位移计安装及保护方法，包括如下步骤：

步骤一、钻孔施工，通过钻机和钻头完成符合实际技术要求的钻孔；

步骤二、光纤位移计组装，准备加厚钢管，加厚钢管的前端为锥形，锥形上有若干排气孔，加厚钢管的后端为预先留设的注浆排气和返浆口，加厚钢管兼做返浆通道，加厚钢管内有导入钢管，导入钢管伸入加厚钢管内的一端密封连接有弧形的波纹连接管，波纹连接管从靠近加厚钢管前端的侧壁穿出，导入钢管的另一端从加厚钢管的后端伸出，导入钢管与波纹连接管形成“U”形通道，将光缆从导入钢管穿入并沿“U”形通道穿出并从加厚钢管外壁返回钻孔外，将接好的光栅位移计与光缆相连，光栅位移计和加厚钢管外的光缆通过扎丝扎带绑扎固定并用马丽散封闭体对光栅位移计和加厚钢管外的光缆进行封闭保护，波纹连接管的封口处用密封材料密封；

步骤三、组装完光纤位移计后，将所述加厚钢管的后端用预制带孔钢挡板封闭，预制带孔钢挡板的中心孔孔径与所述导入钢管相匹配，预制带孔钢挡板的其余孔为注浆时的排气孔；

步骤四、将组装完的光纤位移计组件和加厚钢管组件下放至钻孔内，将注浆管放进钻孔，钻孔的封口密封，注浆管的出口放在光缆的对侧后进行注浆，注浆浆液采用水泥水玻璃双液注浆材料注浆，水灰的重量比为1:1，采用0.5Mpa的注浆压力连续不间断注浆，以防止过早凝固，即一次性注满封闭全孔；注浆一定量后，加厚钢管开始有气体及返浆浆液流出，即可停止注浆工作，同时封闭注浆管，全钻孔注浆工作即结束。

钻孔的封口事先采用马丽散封闭体进行封口，后采用锚固剂进行封堵。

所述步骤二中，在所述导入钢管中充填泡泥进行线路保护.

所述光缆采用金属基索状应变传感光缆。

所述加厚钢管为φ60mm钢管，所述导入钢管为Φ20mm镀锌钢管。

所述密封材料为玻璃胶。

所述波纹连接管为Φ25mm波纹连接管，波纹连接管与导入钢管接缝处做密封处理。