[发明专利]基于管棚支护的隧道围岩变形分布式光纤监测方法及装置

摘要

本发明公开了一种基于管棚支护的隧道围岩变形分布式光纤监测方法及装置，步骤是A、采用管棚钻机，从导向管内钻孔，套管跟进；B、管棚钢管顶到位后，光纤接头处用塑料薄膜进行密封；C、在钢管口处将光纤测管单节段采用内接管胶结；D、节段的光纤测管单节段拼接；E、安装钻孔封孔装置；F、将隧道管棚支护结构不同监测位置处光纤测管单节段的传感光纤通过延长转换接头串联。光纤测管单节段外侧壁开有正交对称的凹槽，端部设有延长转换接头方便拼接，导向管斜插于钢拱架之上；管棚钢管位于导向管内部，光纤测管单节段位于管棚钢管内。实现隧道管棚支护围岩分布式监测和超前监测，具有经济，方便，抗干扰，耐久性。

主权项

一种基于管棚支护的隧道围岩变形分布式光纤的监测方法，其步骤是：A、采用管棚钻机，从导向管内钻孔，套管跟进，沿着隧道开挖轮廓线外的设定部位钻取监测孔、水平铺设钢管；管棚钢管由机械顶进，钢管节段间用丝扣连接；B、管棚钢管顶到位后，将第一节段光纤测管单节段开始端第一凹槽和第二凹槽光纤转换延长接头串联搭接，第三凹槽和第四凹槽光纤转换延长接头串联搭接，光纤接头处用塑料薄膜进行密封，由机械顶进，将光纤测管单节段开始端送入管棚钢管内，在钢管口处预留0.18－0.22m光纤测管单节段长度，光纤测管单节段第一凹槽竖直向上；C、在钢管口处将第二节段的光纤测管单节段采用内接管胶结，与第一节段光纤测管单节段末端拼接，拼接时两根光纤测管单节段的凹槽对齐，光纤采用延长转换接头串联形成竖向和水平光纤回路，光纤接头处用塑料薄膜进行密封，拼接完成后由机械顶进，将第二节段光纤测管单节段送入管棚钢管内，在钢管口处预留0.18－0.22m光纤测管单节段长度，光纤测管单节段第一凹槽竖直向上；D、节段的光纤测管单节段拼接方法与步骤C所述的第二节段光纤与第三节段光纤测管单节段拼接方法相同，得到与管棚钢管长度相同的光纤测管单节段；E、安装钻孔封孔装置，采用注浆机注入配置的水泥浆至浆液充满光纤测管单节段与管棚围岩空隙，并用套管将光纤由钻孔封孔装置盖板上的光纤引出孔引出管棚钢管；F、将隧道管棚支护结构不同监测位置处光纤测管单节段的传感光纤通过延长转换接头串联，由PPP‑BOTDA预脉冲泵浦布里渊光时域分析仪同步测量光纤的应变分布，构成分布式光纤监测网，通过应变做差、积分运算计算出光纤测管单节段二维位移分布，超前实时监测隧道管棚支护围岩的变形情况。