一种隧道内光纤光栅测力锁脚锚管的测点保护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及隧道工程测试技术领域，提供了一种隧道内光纤光栅测力锁脚锚管的测点保护装置，包括锁脚锚管，其一端设有锥头；在锁脚锚管管身沿管长度方向设置有对称的4个相互平行的长槽，每个长槽的两端均设置有第一圆孔和第二圆孔；每个长槽内通过第一圆孔和第二圆孔穿设裸光纤，裸光纤置于第一圆孔和第二圆孔之间的长槽内，长槽内的裸光纤均设置有若干个光栅；长槽外的裸光纤均进行铠装保护，经过铠装保护的光纤通过第一圆孔、第二圆孔穿进所述锁脚锚管内部；经过铠装保护后的光纤形成光缆，光缆与光纤光栅解调仪连接。本实用新型专利技术可以在测力锁脚锚管在埋设和测试过程中对测点进行充分的保护，减小测点的磨损，提高了整套试验装置的测试稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道内光纤光栅测力锁脚锚管的测点保护装置
本技术涉及隧道工程测试
，特别涉及一种隧道内光纤光栅测力锁脚锚管的测点保护装置。
技术介绍
锁脚锚管是软弱围岩隧道建设中的一种支护手段，由于其结构简单、易于操作、经济实用，在控制隧道初期支护下沉和结构稳定性方面起到了至关重要的作用，因此被广泛应用于软弱围岩隧道工程建设中。但是，关于锁脚锚管的合理支护参数目前尚不够统一，给隧道设计和施工带来较大盲目性。这主要是由于目前对锁脚锚管受力特性和作用机理的认识不统一造成的。关于锁脚锚管受力特性和作用机理的研究，目前主要通过对锁脚锚管的理想化建模，采用数值和解析的方法进行分析。由于锁脚锚管的建模仍是在研究人员已有认识上进行的，若认识上有误，所分析结果的可靠性就难以保证，而采用现场测试的方法则可以很好地弥补以上方法的不足。现有的锁脚锚管受力特性的监测手段中，基于光纤光栅技术的测力锁脚锚管装置与其他测试方法相比，具有测试数据可保持长期稳定、不受电磁干扰、数据具有连贯性、误差小、可以实现长期监测等特点，可以在隧道内复杂的现场施工环境中得到广泛的推广应用。但是由于光纤光栅制作材料比较脆弱，在埋设和测试过程中容易损坏，光栅测点易遭破坏，试验测点的成活率不能得到有效地保障，因此需要对于试验的测力锁脚锚管的测点进行保护。然而，目前尚缺乏相应的测点保护装置。
技术实现思路
本技术的目的就是克服现有技术的不足，提供了一种隧道内光纤光栅测力锁脚锚管的测点保护装置，主要适用于试验测试锁脚锚管的变形机理和受力特性。本技术一种隧道内光纤光栅测力锁脚锚管的测点保护装置，包括锁脚锚管，所述锁脚锚管的一端设有锥头；在所述锁脚锚管的管身沿管长度方向设置有对称的4个长槽，4个所述长槽的轴线相互平行，每个所述长槽的两端均设置有第一圆孔和第二圆孔；每个长槽内通过第一圆孔和第二圆孔穿设裸光纤，所述裸光纤置于第一圆孔和第二圆孔之间的所述长槽内，所述长槽内的裸光纤均设置有若干个光栅；长槽外的裸光纤均进行铠装保护，经过铠装保护的光纤通过所述第一圆孔、第二圆孔穿进所述锁脚锚管内部；经过铠装保护的光纤位于第一圆孔至端部的部分、第二圆孔至端部的部分均设置于所述锁脚锚管内，经过铠装保护的光纤端部伸出所述锁脚锚管外；经过铠装保护后的光纤形成光缆，所述光缆与光纤光栅解调仪连接。进一步的，所述长槽两端的第一圆孔、第二圆孔交错布置，在长槽两端的位置倾斜地打入。进一步的，每个所述长槽的槽壁均光滑。进一步的，所述长槽长2m、宽1mm、深1mm。进一步的，所述第一圆孔、第二圆孔的直径均为3.5mm。进一步的，每个所述长槽内均填充有航天胶和防水胶。进一步的，每个所述长槽内的裸光纤均通过条状铁皮板进行覆盖，所述铁皮板与所述锁脚锚管管身通过点焊连接。进一步的，在所述铁皮板和所述锁脚锚管外部缠设金属胶带。进一步的，在所述锁脚锚管的相对于锥头的端部设置有U型口。本技术的有益效果为：1、可以在测力锁脚锚管在埋设和测试过程中对测点进行充分的保护，减小测点的磨损，提高了整套试验装置的测试稳定性。2、在不影响锁脚锚管受力的同时，对管身测点进行全面覆盖保护，减小了测点的破坏，提高了应变传感器的成活率，增加了测试数据的完整性。3、通过对锁脚锚管管身测点进行一系列的保护措施，试验过程中光纤仅承担变形，不再与围岩直接接触，减小了试验的操作难度。附图说明图1所示为本技术实施例中锁脚锚管的细部结构示意图。图2所示为锁脚锚管剖面示意图。图3所示为光纤安装截面示意图。图4所示为锁脚锚管加工后外观示意图。其中：1-锁脚锚管；2-长槽；4-锥头；5-U型口；6-光缆；7-裸光纤；8-航天胶、防水胶；9-条状铁皮条；10-第一圆孔；11-第二圆孔。具体实施方式下文将结合具体附图详细描述本技术具体实施例。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，各附图所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。如图1-4所示，本技术实施例一种隧道内光纤光栅测力锁脚锚管的测点保护装置，包括锁脚锚管1，所述锁脚锚管的一端设有锥头4；在所述锁脚锚管1的管身沿管长度方向设置有对称的4个长槽2，4个所述长槽2的轴线相互平行，每个所述长槽2的两端均设置有第一圆孔10和第二圆孔11；每个长槽2内通过第一圆孔10和第二圆孔11穿设裸光纤7，所述裸光纤7置于第一圆孔10和第二圆孔11之间的所述长槽2内，所述长槽2内的裸光纤7均设置有若干个光栅；长槽2外的裸光纤7均进行铠装保护，经过铠装保护的光纤通过所述第一圆孔10、第二圆孔11穿进所述锁脚锚管1内部；经过铠装保护的光纤位于第一圆孔10至端部的部分、第二圆孔11至端部的部分均设置于所述锁脚锚管1内，经过铠装保护的光纤端部伸出所述锁脚锚管1外；铠装保护后的光纤形成光缆6，所述光缆6与光纤光栅解调仪连接。作为一个具体实施例，所述长槽2的尺寸可选择为长2m、宽1mm、深1mm；所述第一圆孔10、第二圆孔11的直径均选择为3.5mm。为了降低管身第一圆孔10、第二圆孔11对锁脚锚管1强度的影响，优选的，所述长槽2两端的第一圆孔10、第二圆孔11交错布置，在长槽2两端的位置倾斜地打入，以便铠装跳线能够平滑的引入锁脚锚管1内部而不发生弯折。所述的在锁脚锚管1管身设置长槽2后，为防止长槽2内凹凸的部分残留金属划伤光纤光栅，保证光纤光栅与锁脚锚管1管壁充分接触，先用打磨机对锁脚锚管1管壁拉槽进行打磨抛光处理，使每个所述长槽2的槽壁均光滑。优选的，为保证试验过程中锁脚锚管1管身产生的变形能精确的传递到光纤光栅上，每个所述长槽2内均填充有航天胶和防水胶。优选的，为保护长槽2内的裸光纤7，每个所述长槽2内的裸光纤7均通过条状铁皮板9进行覆盖，所述条状铁皮板9与所述锁脚锚1管管身通过点焊连接。在所述条状铁皮板9和所述锁脚锚管1外部缠设金属胶带。两条光缆在锁脚锚管1埋设时易发生弯折损坏，优选的，所述锁脚锚管1的相对于锥头4的端部设置有U型口，在锁脚锚管1埋设过程中，将管向钻孔内推进时，可避免推进过程对外接测试光缆的破坏。下文将详述本技术一种隧道内光纤光栅测力锁脚锚管的测点保护装置一个实施例的具体制作步骤（仅作说明用，并不用于限定本技术的保护范围）：1、定位：锁脚锚管1打磨前用划针沿锁脚锚管1长度方向在上下左右端各进行划线，确定四个长槽2的位置。2、拉槽：为确保管身刻槽方向与划线方向一致，先将锁脚锚管1架于铣床的操作平台，并将锁脚锚管1牢牢固定，利用铣刀从距锁脚锚管1端口一定距离处开始，在锚管管身1沿管深度方向线切割一道长2m、宽1mm、深1mm的长槽2。并将测点位置处的长槽2做成宽4mm、深约2mm的圆弧形凹槽，以便裸光纤光栅埋入管身长槽2后，与裸光纤光栅连接的尾纤能平滑顺直的从第一圆孔10、第二圆孔11中引入锁脚锚管1内部。之后按同样的方法在管身的其余三个方位拉槽，拉槽的线位偏差控制在±0.1mm以内。3、钻孔：为了降低第一、第二圆孔10、11对锁脚锚管1强度的影响，将锁脚锚管1管身上下孔与左右孔采用交错布置的形式。在测点位置处倾斜的打入直径3.5mm小孔（第一、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道内光纤光栅测力锁脚锚管的测点保护装置，其特征在于，包括锁脚锚管，所述锁脚锚管的一端设有锥头；在所述锁脚锚管的管身沿管长度方向设置有对称的4个长槽，4个所述长槽的轴线相互平行，每个所述长槽的两端均设置有第一圆孔和第二圆孔；每个长槽内通过第一圆孔和第二圆孔穿设裸光纤，所述裸光纤置于第一圆孔和第二圆孔之间的所述长槽内，所述长槽内的裸光纤均设置有若干个光栅；长槽外的裸光纤均进行铠装保护，经过铠装保护的光纤通过所述第一圆孔、第二圆孔穿进所述锁脚锚管内部；经过铠装保护的光纤位于第一圆孔至端部的部分、第二圆孔至端部的部分均设置于所述锁脚锚管内，经过铠装保护的光纤端部伸出所述锁脚锚管外；经过铠装保护后的光纤形成光缆，所述光缆与光纤光栅解调仪连接；每个所述长槽内的裸光纤均通过条状铁皮板进行覆盖，所述铁皮板与所述锁脚锚管管身通过点焊连接；在所述铁皮板和所述锁脚锚管外部缠设金属胶带。

【技术特征摘要】
1.一种隧道内光纤光栅测力锁脚锚管的测点保护装置，其特征在于，包括锁脚锚管，所述锁脚锚管的一端设有锥头；在所述锁脚锚管的管身沿管长度方向设置有对称的4个长槽，4个所述长槽的轴线相互平行，每个所述长槽的两端均设置有第一圆孔和第二圆孔；每个长槽内通过第一圆孔和第二圆孔穿设裸光纤，所述裸光纤置于第一圆孔和第二圆孔之间的所述长槽内，所述长槽内的裸光纤均设置有若干个光栅；长槽外的裸光纤均进行铠装保护，经过铠装保护的光纤通过所述第一圆孔、第二圆孔穿进所述锁脚锚管内部；经过铠装保护的光纤位于第一圆孔至端部的部分、第二圆孔至端部的部分均设置于所述锁脚锚管内，经过铠装保护的光纤端部伸出所述锁脚锚管外；经过铠装保护后的光纤形成光缆，所述光缆与光纤光栅解调仪连接；每个所述长槽内的裸光纤均通过条...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建勋，刘立明，罗彦斌，陈丽俊，赵毅，王利宝，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61