[实用新型]一种监测隧洞爆破过程对边坡影响的装置

说明书

本实用新型涉及岩体工程安全防控技术领域，具体属于一种监测隧洞爆破过程对边坡影响的装置。本实用新型一种监测隧洞爆破过程对边坡影响的装置，包括光栅检测单元和远程控制终端单元，光栅检测单元和远程控制终端单元通过光纤相连，光栅检测单元包括金属空心导，金属空心导管两侧设有若干光纤光栅温度传感器和光纤光栅应力传感器，光纤光栅温度传感器和光纤光栅应力传感器数目相同，且中心点位置相同，光纤光栅温度传感器和光纤光栅应力传感器通过通讯光纤串联，各自串联成一排列的光纤光栅温度传感器和光纤光栅应力传感器之间通过通讯光纤并联连接。本实用新型提供了一种可进行长期性、稳定性、全时空、低成本的边坡监测装置。

技术领域：

本实用新型涉及岩体工程安全防控技术领域，具体属于一种监测隧洞爆破过程对边坡影响的装置，更进一步是基于光纤布拉格光栅技术（FBG）监测临空面岩体的应变变化特征，以此评价隧洞爆破振动对岩质边坡损伤效应的强度，主要适用于爆破振动对水库、公路、基坑等边坡的影响监测及安全评价。

背景技术：

随着国家基础设施项目不断地加快，受限于地形、地质等空间因素的制约，工程建设过程中面临的新问题、新情况不断的涌现。其中，在既有建筑物周围进行钻爆法施工期间，除了要考虑新建隧道安全、有序正常施工问题，还需充分关注爆破振动对邻区建筑物的破坏损伤等内容，并采取有效措施避免灾害事故的发生，以防给人们群众的生命财产安全带来不必要的损失。为此，针对既有建筑的振动损伤响应特征，多年来技术工作者在数值模拟、理论计算以及相似模型等方面开展了诸多研究工作，以期最大限度的降低振动危害对既有建筑的不利影响，取得一些丰硕的成果。根据工程实践表明，合理的现场监测是保障工程安全施工及灾害防治的关键手段。

当前的现场岩体边坡监测方法主要分为两类：临空面表观和岩体内部变形破坏的监测。临空面的表观监测主要采用仪器设备对边坡表面的滑动、变形等特征进行连续性扑捉，对滑坡、崩塌等地质灾害进行预警预报，该方法主要应用于岩体发生明显的位移变化，监测手段包括全站仪测量、GPS监测、视频监控以及雷达测量方法（SAR差分干涉法、车载雷达法）等。在现场应用过程中，该类技术手段存在对现场环境要求较高，测量精度有限等缺点，并且不能实现对大范围的岩质边坡进行全时空的动态监测。岩体内部变形监测是从边坡隐患的孕育、发展以及破坏等阶段入手，利用植入到岩体内部的传感器间接感应边坡的运动特征。如常规监测设备测斜仪等，以及基于岩体的物理性质差异的声发射监测技术、微震监测技术以及钻孔电阻率成像等。常规监测手段施工操作程序复杂，监测数据受到外界的人文电磁影响严重，采集仪器会出现漂移误差，并且在使用过程中维护保养困难，自动化监测能力较低，数据可靠度不高；声发射监测技术、微震监测技术等监测方法中传感器的安装以及监测成果的分析还存在不足，抗干扰能力差，且由于电信号远距离传输不方便，在边坡监测中的代价也较高。

隧洞爆破振动对岩质边坡的破坏监测方法还包括钻孔超声波监测方法，通过测试爆破前后声波波速的改变量从而评价岩体损伤程度，但该测试技术需要介质耦合，现场操作复杂，工作强度较大等问题。目前，由于水库岩质边坡所处的水域环境更加复杂，施工条件不便，对监测设备的要求更高，隧道周围的人为强干扰严重影响电磁类传感设备的可靠性。从当前的监测技术上来看，还存在表观监测方法远距离测量精度较低，岩体内部监测方法传感器的安装复杂，工程代建较高等难题，在现场应用中，两类监测手段相对孤立，监测部位及监测信号差异性较大，不能实现对边坡自表部向深度的大范围监测需求。

基于以上不足，爆破施工对水库岩质边坡振动评价方面需要一种安装简单、监测范围广、抗干扰能力强、具有远程全时空的监测技术及方法，以期实现对衡量隧洞爆破振动波对岩质边坡、建物结构振动效应的大小，多频次的监测成果也为边坡稳定性的安全评价提供重要的支撑。

发明内容

本实用新型针对当前隧洞爆破施工对水库岩质边坡影响评价的监测方法不足，以及监测设备、测试精度及信息化程度较低等问题，本实用新型的目的是提供了一种可进行长期性、稳定性、全时空、低成本的边坡监测装置；具体方案如下：