[發明專利]隧道監測機構和用于隧道的沉降監測方法

在審

• 申請號: 201710526075.7
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107228653A
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 胡仲春;任高峰;王煥;張挺軍
• 申請（專利權）人: 中鐵十四局集團有限公司
• 主分類號: G01C7/06
• 分類號: G01C7/06
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 韓建偉,謝湘寧

技術領域

本發明涉及工程建筑領域，具體而言，涉及一種隧道監測機構和用于隧道的沉降監測方法。

背景技術

隨著鐵路公路等隧道的大量修建，隧道坍塌等事故時有發生，加強隧道安全監測勢在必行。現有技術中，針對隧道最重要的監測對其隧道頂部沉降的監測。目前主要的方式方法還是采用全站儀人工監測，然而，全站儀的監測需要人工逐點監測，耗時耗力，且不能實時監測，同時，監測精度與工作人員的操作有關，導致其測量誤差較大。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種隧道監測機構和用于隧道的沉降監測方法，以解決現有技術中對隧道的沉降監測精度低且不能實時監測的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種隧道監測機構，包括安裝組件和至少一個光纖光柵拉線傳感器，光纖光柵拉線傳感器與解調儀連接，安裝組件包括：多個連接件，設置在隧道的頂部，一個光纖光柵拉線傳感器的連接線連接在一個連接件上；至少一個定位件，設置在隧道的內壁上，連接線被定位件定位以使光纖光柵拉線傳感器安裝在靠近隧道內壁的一側。

進一步地，定位件設置在隧道的頂部和底部之間的內壁上。

進一步地，定位件為輪狀結構，連接線繞經輪狀結構后與連接件連接。

進一步地，定位件為環狀結構，連接線穿過環狀結構的中心孔后與連接件連接。

進一步地，連接件為光纖光柵沉降管，多個光纖光柵沉降管沿隧道的施工方向依次設置，且光纖光柵沉降管的施工方向與隧道的施工方向同向，光纖光柵沉降管與解調儀連接。

進一步地，光纖光柵沉降管包括：管狀件；設置在管狀件的內表面的四個光纖光柵，以隧道為參照，四個光纖光柵兩兩一組分別位于管狀件的上下兩側，且同組內的兩個光纖光柵沿管狀件的軸向間隔設置。

根據本發明的另一方面，提供了一種用于隧道的沉降監測方法，采用上述的隧道監測機構，沉降監測方法包括：步驟S1：隧道監測機構安裝在隧道已二襯施工完畢部分與隧道掌子面之間；步驟S2：隧道監測機構的光纖光柵拉線傳感器用于監測隧道的頂部沉降值ω；步驟S3：將頂部沉降值ω與預設標準沉降值ω₀進行比較，以確定隧道是否會發生壓塌。

進一步地，在步驟S1中，部分或全部連接件上連接有光纖光柵拉線傳感器。

進一步地，隧道監測機構的連接件為光纖光柵沉降管，在步驟S1中，沿隧道的施工方向順次將多個光纖光柵沉降管連接在隧道的頂部，其中，以靠近隧道已二襯施工完畢部分的一個光纖光柵沉降管為起始監測件，并以起始監測件的靠近隧道已二襯施工完畢部分的一端為頂部監測起點O，將一個光纖光柵拉線傳感器的連接線連接至頂部監測起點O；在步驟S2中，與頂部監測起點O連接的光纖光柵拉線傳感器，用于監測頂部監測起點O的起點沉降值ω₁。

進一步地，在步驟S2中，除頂部監測起點O以外的監測點的中間沉降值ω₂由光纖光柵沉降管的監測值和起點沉降值ω₁共同確定。

進一步地，中間沉降值ω₂的確定方法包括：設置頂部監測起點O的起始監測件的另一端的中間沉降值ω₂為起點沉降值ω₁與起始監測件的監測值之和；其余的光纖光柵沉降管的靠近隧道掌子面一端的中間沉降值ω₂為上一個光纖光柵沉降管的中間沉降值ω'₂與該光纖光柵沉降管的監測值之和。

進一步地，在步驟S1中，根據隧道已二襯施工完畢部分與隧道掌子面之間的距離，確定使用的連接件的個數。

進一步地，在步驟S3中，當頂部沉降值ω大于預設標準沉降值ω₀時，隧道存在風險；或當頂部沉降值ω小于或等于預設標準沉降值ω₀時，隧道安全。

應用本發明的技術方案，隧道監測機構包括安裝組件和至少一個光纖光柵拉線傳感器。光纖光柵拉線傳感器與解調儀連接。其中，安裝組件包括多個連接件和至少一個定位件。多個連接件設置在隧道的頂部，至少一個光纖光柵拉線傳感器的連接線連接在一個連接件上。定位件設置在隧道的內壁上，連接線被定位件定位以使光纖光柵拉線傳感器安裝在靠近隧道內壁的一側。