一种隧道洞口段光栅传感监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种隧道洞口段光栅传感监测系统，其包括洞口处监测装置和边坡处监测装置，通过边坡预制圆管与隧道洞口预制圆管内安装的光栅光纤传感器分别通过信号电缆和第一无线模块传输至监测装置，通过监测装置的GPRS信号转化到云服务器中，通过Internet访问实现智能基坑监测数据的实时读取，本实用新型专利技术可以克服人工手动测量速度慢，不能对隧道的受力变形进行实时精确的监测的技术问题。力变形进行实时精确的监测的技术问题。力变形进行实时精确的监测的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道洞口段光栅传感监测系统


[0001]本技术涉及隧道监测
，尤其涉及一种隧道洞口段光栅传感监测系统。

技术介绍

[0002]在隧道施工过程中，其受力特点导致了拱顶、拱脚等位置可能出现大幅度的变形和压力，尤其在隧道洞口段处，若出现加大变形，会对现场安全造成很大的影响，钢拱架有效缓解来自围岩的压力和变形，提高了拱形隧道的稳定性，但是无法实现相关稳定性数据的实时读取，不利于隧道的稳定性维护工作，现阶段在环境复杂的情况下，测量隧道受力的主要方法是人工手动测量，实际施工过程中，这种方法会造成人力和物力的浪费，导致测量速度减慢。目前没有某一种装置可满足实时精确的对隧道的受力的变形进行监测，监测效率大幅度降低。

技术实现思路

[0003]本技术提供一种隧道洞口段光栅传感监测系统，以克服人工手动测量速度慢，不能对隧道的受力变形进行实时精确的监测的技术问题。
[0004]为了实现上述目的，本技术的技术方案是：
[0005]一种隧道洞口段光栅传感监测系统，所述系统包括隧道洞口光栅传感监测装置和边坡光栅传感监测装置，所述隧道洞口光栅传感监测装置包括：隧道洞口预制圆管、光栅光纤传感器、信号电缆、监测装置、泡沫填充层、和钢拱架，所述隧道洞口光栅传感监测装置在隧道内部对应拱顶、拱肩、拱腰和拱脚同一里程的对应纵向位置布置监测点，所述光栅光纤传感器安装于所述隧道洞口预制圆管内，所述隧道洞口预制圆管内测铺有所述泡沫填充层，所述隧道洞口预制圆管与所述光栅光纤传感器一起通过固定在所述钢拱架上，所述隧道洞口预制圆管延伸至拱脚处并伸出，所述光栅光纤传感器通过所述信号电缆连接至安装在洞口处的监测装置；所述边坡光栅传感监测装置包括：边坡预制圆管、光栅光纤传感器，第一无线模块和固定膨胀螺栓，所述边坡预制圆管安装在洞口段选择的监测点，监测点上有一层混凝土层，所述光栅光纤传感器安置于边坡预制圆管的凹槽内，所述边坡预制圆管固定在混凝土层上，通过固定膨胀螺栓进行固定，所述第一无线模块安装在边坡预制圆管的顶部。
[0006]进一步的，所述监测装置包括第二无线模块、电源、光栅传感分析仪和GPRS模块，所述电源分别连接第二无线模块、光栅传感分析仪和GPRS模块，所述GPRS模块分别与光栅传感分析仪和第二无线模块连接，所述光栅传感分析仪与隧道洞口预制圆管内的信号电缆连接，监测装置外层通过密封胶条密封。
[0007]进一步的，所述第二无线模块和光栅传感分析仪传输至GPRS的信号，通过GPRS模块上传至云服务器。
[0008]与现有技术相比，本适用新型的有益效果如下：
[0009]1、光栅光纤传感器实现了隧道洞口段数据的稳定性获取，通过布置边坡与隧道内部的设计方案，大幅度提升了测量结果的精确程度，反应隧道洞口段所处的真实的稳定性状态。
[0010]2、通过预制圆管实现光栅光纤传感器防水、防震的保护，避免由于施工过程中地下水丰富，破坏环境复杂等原因，造成光栅光纤传感器的损坏，并且造价更便宜。
[0011]3、通过将光栅光纤传感器安装固定在预制圆管内，使传感器与保护装置的一体化，安装方便，对装置起到同时保护，实现了基坑某一断面稳定性状态的远程监控效果。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1为本技术公开的隧道洞口段光栅传感监测系统所整体布置图；
[0014]图2为本适用新型公开的隧道洞口段光栅传感监测系统隧道洞口布置图；
[0015]图3为本适用新型公开的隧道洞口段光栅传感监测系统隧到边坡图；
[0016]图4为本适用新型公开的隧道洞口段光栅传感监测系统隧道洞口预制圆管安装图；
[0017]图5为本适用新型公开的隧道洞口段光栅传感监测系统所公开的监控装置细节图；
[0018]图中：1、边坡预制圆管，2、隧道洞口预制圆管，3、光栅光纤传感器，4、信号电缆，5、监测装置，6、泡沫填充层，7、第一无线模块，8、固定膨胀螺栓，9、混凝土层，10、基底胶，11、钢拱架，12、密封胶条，13、GPRS模块，14、电源，15、光栅传感分析仪，16、第二无线模块。
具体实施方式
[0019]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0020]本实施例提供了一种隧道洞口段光栅传感监测系统，如图1所示，隧道洞口内测安装隧道洞口光栅传感监测装置和隧道洞口外部安装边坡光栅传感监测装置，如图2和图3所示，所述隧道洞口光栅传感监测装置包括：隧道洞口预制圆管2、光栅光纤传感器3、信号电缆4、监测装置5、泡沫填充层6、和钢拱架11，所述隧道洞口光栅传感监测装置在隧道内部对应拱顶、拱肩、拱腰和拱脚同一里程的对应纵向位置布置监测点，所述光栅光纤传感器3安装于所述隧道洞口预制圆管2内，所述隧道洞口预制圆管2内测铺有所述泡沫填充层6，所述隧道洞口预制圆管2与所述光栅光纤传感器3一起通过固定在所述钢拱架11上，所述隧道洞口预制圆管2延伸至拱脚处并伸出，所述光栅光纤传感器3通过所述信号电缆3连接至安装在洞口处的监测装置5；所述边坡光栅传感监测装置包括：边坡预制圆管1、光栅光纤传感器
3，第一无线模块7和固定膨胀螺栓8，所述边坡预制圆管1安装在洞口段选择的监测点，如图4所示，监测点上有一层混凝土层，所述光栅光纤传感器3安置于边坡预制圆管1的凹槽内，所述边坡预制圆管1固定在混凝土层上，通过固定膨胀螺栓8进行固定，所述第一无线模块7安装在边坡预制圆管1的顶部。
[0021]具体而言，通过在隧道洞口内测安装隧道洞口光栅传感监测装置和隧道洞口外部安装边坡光栅传感监测装置，通过监测洞口内侧和边坡处的数据使监测数据更加准确，也可以便于后续通过对比监测的数据进行分析。隧道洞口内测在对应拱顶、拱肩、拱腰和拱脚的对应纵向位置布置监测点，将洞口预制圆管内凹槽处粘贴光栅光纤传感器，洞口预制圆管采用PVC材质并在内部设置泡沫填充层，起到防震防水防撞的作用，更好的保护光栅光纤传感器，将洞口预制圆管和光栅光纤传感器一起通过基底胶粘贴至钢拱架上，并在一端的洞口段预制圆管延伸至拱脚并伸出，为更好的保护线路，待喷砼后埋进混凝土里，在固定好后，通过预制好的加固装置，将保护装置在钢支撑表面进行进一步加固，放置滑脱。边坡预制圆管安装在与洞口相对应的边坡处选择监测点，在监测点挖坑，灌注回填混凝土，形成混凝土层，将光栅光纤传感器安装在边坡预制圆管的凹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道洞口段光栅传感监测系统，其特征在于，所述系统包括隧道洞口光栅传感监测装置和边坡光栅传感监测装置，所述隧道洞口光栅传感监测装置包括：隧道洞口预制圆管(2)、光栅光纤传感器(3)、信号电缆(4)、监测装置(5)、泡沫填充层(6)、和钢拱架(11)，所述隧道洞口光栅传感监测装置在隧道内部对应拱顶、拱肩、拱腰和拱脚同一里程的对应纵向位置布置监测点，所述光栅光纤传感器(3)安装于所述隧道洞口预制圆管(2)内，所述隧道洞口预制圆管(2)内测铺有所述泡沫填充层(6)，所述隧道洞口预制圆管(2)与所述光栅光纤传感器(3)一起通过固定在所述钢拱架(11)上，所述隧道洞口预制圆管(2)延伸至拱脚处并伸出，所述光栅光纤传感器(3)通过所述信号电缆(3)连接至安装在洞口处的监测装置(5)；所述边坡光栅传感监测装置包括：边坡预制圆管(1)、光栅光纤传感器(3)，第一无线模块(7)和固定膨胀螺栓(8)，所述边坡预制圆管(1)安装在洞口段选择的监测点，监测点上有一层混...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡俊华，姜相松，董庆波，佟显涛，姜谙男，张广涛，彭志川，刘宏宇，胡茗泉，罗国成，荆伟，张洪贾，郑帅，王昌文，顾金权，
申请(专利权)人：三明莆炎高速公路有限责任公司，
类型：新型
国别省市：