基于光纤光栅的隧道安全监测结构制造技术

本发明专利技术涉及隧道安全监测结构的技术领域，公开了基于光纤光栅的隧道安全监测结构，包括隧道、混凝土层多个锚杆以及钢拱架，混凝土层铺设隧道，锚杆锚固隧道，钢拱架支撑固定混凝土层；锚杆安设有光纤光栅钢筋计，钢拱架设有光纤光栅应力应变计，光纤光栅钢筋计与光纤光栅应力应变计分别与解调仪呈连接布置。当隧道受力时，与隧道贴合的混凝土层以及锚固在隧道的锚杆也会发生相应的形变，钢拱架也会发生形变，一旦混凝土层形变、锚杆或者钢拱架发生形变，光纤光栅钢筋计和光纤光栅应力应变计相应的参数数值发生变化，解调仪接收并处理相应的参数变化，实现实时监测，保证隧道的安全。

【技术实现步骤摘要】
基于光纤光栅的隧道安全监测结构
本专利技术专利涉及隧道安全监测结构的
，具体而言，涉及基于光纤光栅的隧道安全监测结构。
技术介绍
隧道是埋置于地层内的工程建筑物，实现地下空间的利用；隧道可分为交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道、军事隧道等。目前，隧道安全监测技术手段、标准建设等方面仍处于探索阶段，使用的监测方法操作复杂、效率不高，且往往不能进行实时有效的监测，将现场状况实时的反馈出来。现有技术中，隧道的监测方法采用全站仪人工监测，然而，全站仪的监测需要人工逐点监测，耗时耗力，且不能实时监测，同时，监测精度与工作人员的操作有关，导致其测量误差较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供基于光纤光栅的隧道安全监测结构，旨在解决现有技术中，隧道监测耗时耗力的问题。本专利技术是这样实现的，基于光纤光栅的隧道安全监测结构，包括隧道、混凝土层多个锚杆以及钢拱架，所述混凝土层铺设所述隧道，所述锚杆锚固所述隧道，所述钢拱架支撑固定所述混凝土层；所述锚杆安设有光纤光栅钢筋计，所述钢拱架设有光纤光栅应力应变计，所述光纤光栅钢筋计与所述光纤光栅应力应变计分别与解调仪呈连接布置。进一步的，所述隧道的外壁面抵触支撑土层，所述混凝土层的外端面铺设所述隧道的内壁面，所述钢拱架支撑固定所述混凝土层的内端面；所述隧道的外壁面设有光栅光纤表面应变计，所述光栅光纤表面应变计与所述解调仪呈连接布置。进一步的，所述混凝土层埋设有光栅光纤埋入应变计，所述光栅光纤埋入应变计与所述解调仪呈连接布置。进一步的，所述基于光纤光栅的隧道安全监测结构包括安设架，所述安设架包括上架体以及下架体，所述上架体与所述下架体呈对接布置，所述上架体安设所述隧道，所述上架体具有第一卡槽，所述光栅光纤表面应变计安设所述第一卡槽且贴附所述隧道的外壁面；所述下架体安设所述混凝土层，所述下架体具有第二卡槽，所述光栅光纤埋入应变计安设所述第二卡槽且处于所述混凝土层的内部。进一步的，所述隧道包括拱顶部，所述拱顶部连接有位移杆，所述位移杆的内端与所述拱顶部呈连接布置，所述位移杆的外端沿背离所述拱顶部方向呈垂直延伸布置；所述位移杆设有多个位移计，多个所述位移计沿所述位移杆的延伸方向呈依序间隔布置。进一步的，所述混凝土层的内端面设有多个光栅光纤表面裂缝计，所述混凝土层的内端面沿背离地面方向呈拱起弧形布置，多个所述光栅光纤表面裂缝计呈弧形间隔排列布置。进一步的，所述锚杆的内端锚固所述隧道，所述锚杆的外端沿背离所述隧道方向锚固所述土层；所述锚杆设有多个所述光纤光栅钢筋计，多个所述光纤光栅钢筋计沿所述锚杆的延伸方向呈间隔布置。进一步的，所述锚杆包括杆体以及杆套，所述杆套环绕套设所述杆体，所述杆体与所述杆套呈相对固定布置，所述杆套具有多个安设口，所述光纤光栅钢筋计贯穿所述安设口安设所述杆体；所述杆体与所述杆套之间形成中空区，所述光纤光栅钢筋计通过所述中空区布线与所述解调仪呈连接布置。进一步的，所述锚杆包括多个保护套，各个所述保护套与各个所述安设口呈一一对应布置，所述保护套与所述杆套呈连接布置；所述保护套沿背离所述杆套方向呈拱起布置，所述保护罩罩设所述安设口以及所述光纤光栅钢筋计。进一步的，所述基于光纤光栅的隧道安全监测结构包括接续盒，所述接续盒与所述解调仪呈连接布置，所述接续盒具有多个连接端口，所述光纤光栅钢筋计与所述光纤光栅应力应变计分别连接所述连接端口。与现有技术相比，本专利技术提供的基于光纤光栅的隧道安全监测结构，当隧道受力时，与隧道贴合的混凝土层以及锚固在隧道的锚杆也会发生相应的形变，钢拱架也会发生形变，一旦混凝土层形变、锚杆或者钢拱架发生形变，光纤光栅钢筋计和光纤光栅应力应变计相应的参数数值发生变化，解调仪接收并处理相应的参数变化，实现实时监测，保证隧道的安全。附图说明图1是本专利技术提供的基于光纤光栅的隧道安全监测结构的隧道切面示意图；图2是本专利技术提供的基于光纤光栅的隧道安全监测结构的隧道切面示意图；图3是本专利技术提供的基于光纤光栅的隧道安全监测结构的安设架的剖面示意图；图4是本专利技术提供的基于光纤光栅的隧道安全监测结构的锚杆的剖面示意图；图5是本专利技术提供的基于光纤光栅的隧道安全监测结构的钢条的立体示意图；图6是本专利技术提供的基于光纤光栅的隧道安全监测结构的钢条的剖面示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。以下结合具体实施例对本专利技术的实现进行详细的描述。本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。参照图1-6所示，为本专利技术提供的较佳实施例。基于光纤光栅的隧道安全监测结构，包括隧道10、混凝土层20多个锚杆30以及钢拱架80，混凝土层20铺设隧道10，锚杆30锚固隧道10，钢拱架80支撑固定混凝土层20；锚杆30安设有光纤光栅钢筋计31，钢拱架80设有光纤光栅应力应变计82，光纤光栅钢筋计31与光纤光栅应力应变计82分别与解调仪呈连接布置。上述的基于光纤光栅的隧道安全监测结构，当隧道10受力时，与隧道10贴合的混凝土层20以及锚固在隧道10的锚杆30也会发生相应的形变，钢拱架80也会发生形变，一旦混凝土层20发生形变、锚杆30发生形变或者钢拱架80发生形变，光纤光栅钢筋计31和光纤光栅应力应变计82相应的参数数值会发生变化，解调仪接收并处理相应的参数变化，实现实时监测，从而保证隧道10的安全。多个锚杆30呈扇形布置，与隧道10的弧形配合效果更加，实现全方位监测。隧道10的外壁面抵触支撑土层，混凝土层20的外端面铺设隧道10的内壁面，钢拱架80支撑固定混凝土层20的内端面；通过混凝土层20以及钢拱架80，实现对隧道10的支撑以及加固，提高隧道10的安全性。隧道10的外壁面设有光栅光纤表面应变计50，光栅光纤表面应变计50与解调仪呈连接布置；通过光栅光纤表面应变计50，实现对隧道10的形变进行监测，从而实现对隧道10的表面形变进行监测，保障监测精准性。混凝土层20埋设有光栅光纤埋入应变计60，光栅光纤埋入应变计60与解调仪呈连接布置；设置在混凝土层20中的光栅光纤埋入应变计60能够感受到混凝土层20的形变，并且相应的参数数值发生变化，解调仪接收并处理相应的参数变化，通过光栅光纤埋入应变计60的监测数据的变化量来反映隧道10的受力、温度等情本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于光纤光栅的隧道安全监测结构，其特征在于，包括隧道、混凝土层多个锚杆以及钢拱架，所述混凝土层铺设所述隧道，所述锚杆锚固所述隧道，所述钢拱架支撑固定所述混凝土层；所述锚杆安设有光纤光栅钢筋计，所述钢拱架设有光纤光栅应力应变计，所述光纤光栅钢筋计与所述光纤光栅应力应变计分别与解调仪呈连接布置。/n

【技术特征摘要】
1.基于光纤光栅的隧道安全监测结构，其特征在于，包括隧道、混凝土层多个锚杆以及钢拱架，所述混凝土层铺设所述隧道，所述锚杆锚固所述隧道，所述钢拱架支撑固定所述混凝土层；所述锚杆安设有光纤光栅钢筋计，所述钢拱架设有光纤光栅应力应变计，所述光纤光栅钢筋计与所述光纤光栅应力应变计分别与解调仪呈连接布置。


2.如权利要求1所述的基于光纤光栅的隧道安全监测结构，其特征在于，所述隧道的外壁面抵触支撑土层，所述混凝土层的外端面铺设所述隧道的内壁面，所述钢拱架支撑固定所述混凝土层的内端面；所述隧道的外壁面设有光栅光纤表面应变计，所述光栅光纤表面应变计与所述解调仪呈连接布置。


3.如权利要求2所述的基于光纤光栅的隧道安全监测结构，其特征在于，所述混凝土层埋设有光栅光纤埋入应变计，所述光栅光纤埋入应变计与所述解调仪呈连接布置。


4.如权利要求3所述的基于光纤光栅的隧道安全监测结构，其特征在于，所述基于光纤光栅的隧道安全监测结构包括安设架，所述安设架包括上架体以及下架体，所述上架体与所述下架体呈对接布置，所述上架体安设所述隧道，所述上架体具有第一卡槽，所述光栅光纤表面应变计安设所述第一卡槽且贴附所述隧道的外壁面；所述下架体安设所述混凝土层，所述下架体具有第二卡槽，所述光栅光纤埋入应变计安设所述第二卡槽且处于所述混凝土层的内部。


5.如权利要求1-4任意一项所述的基于光纤光栅的隧道安全监测结构，其特征在于，所述隧道包括拱顶部，所述拱顶部连接有位移杆，所述位移杆的内端与所述拱顶部呈连接布置，所述位移杆的外端沿背离所述拱顶部方向呈垂直延伸布置；所述位移杆设有多个位移计，多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：林凯林，刘良，李嘉桐，
申请(专利权)人：深圳特发东部服务有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44