[發明專利]隧道沉降監測裝置及隧道沉降監測方法

在審

• 申請號: 201810821657.2
• 申請日: 2018-07-24
• 公開（公告）號: CN108663016A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 胡仲春;任高峰
• 申請（專利權）人: 胡仲春;任高峰
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00
• 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;劉娜

本發明提供了一種隧道沉降監測裝置及隧道沉降監測方法。其中，隧道沉降監測裝置包括：多個光纖光柵高差計，多個光纖光柵高差計沿隧道的側壁的高度方向依次間隔固定在側壁上；連接管，連接管將相鄰的光纖光柵高差計的頂部和底部依次連接，以使光纖光柵高差計之間形成連通結構；解調儀，光纖光柵高差計與解調儀連接，解調儀能夠接收并處理光纖光柵高差計的監測數據。本發明解決了現有技術中的隧道沉降監測的精度低的問題。

技術領域

本發明涉及隧道監測技術領域，具體而言，涉及一種隧道沉降監測裝置及隧道沉降監測方法。

背景技術

目前隧道施工中，普遍存在隧道的側壁下沉的問題，隧道中側壁的下沉可能引發隧道及周邊建筑設施的重大安全風險或事故。目前針對隧道的監測沉降方法，主要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，測量精度較低。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種隧道沉降監測裝置及隧道沉降監測方法，以解決現有技術中的隧道沉降監測的精度低的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種隧道沉降監測裝置，包括：多個光纖光柵高差計，多個光纖光柵高差計沿隧道的側壁的高度方向依次間隔固定在側壁上；連接管，連接管將相鄰的光纖光柵高差計的頂部和底部依次連接，以使光纖光柵高差計之間形成連通結構；解調儀，光纖光柵高差計與解調儀連接，解調儀能夠接收并處理光纖光柵高差計的監測數據。

進一步地，光纖光柵高差計包括：箱體，箱體內容納有液體，箱體的頂部和底部均具有連接開口，連接管與至少一個連接開口連接；管體，管體與箱體的內部的底面固定連接，管體具有密封的空腔；應變光柵，應變光柵容納在空腔內，且與管體的內表面連接，當箱體內的液面發生變化時，管體發生形變，應變光柵能夠感應形變以產生應變信號，并將應變信號輸送給解調儀。

進一步地，管體為波紋管。

進一步地，各光纖光柵高差計的應變光柵通過光纜串聯后與一個解調儀連接。

進一步地，隧道沉降監測裝置還包括彈性密封件，彈性密封件設置在高度最高的光纖光柵高差計的頂部的連接開口處，以密封連接開口。

進一步地，隧道沉降監測裝置還包括固定件，光纖光柵高差計通過固定件固定在隧道的壁面上。

進一步地，所有光纖光柵高差計包括：供液高差計，供液高差計與隧道的頂板連接；基準高差計，基準高差計與地面連接；至少一個測量高差計，測量高差計的高度位于供液高差計和基準高差計之間。

根據本發明的另一方面，提供了一種隧道沉降監測方法，采用上述的隧道沉降監測裝置，方法包括：將隧道沉降監測裝置安裝到隧道的壁面后，測量隧道沉降監測裝置的各個光纖光柵高差計的初始壓力值；當隧道發生沉降時，根據沉降后的光纖光柵高差計的沉降壓力值和初始壓力值計算沉降位置的沉降值；將沉降值與預設沉降值進行比較，以確定隧道是否安全。

進一步地，根據沉降后的光纖光柵高差計的沉降壓力值和初始壓力值計算沉降位置的沉降值的方法包括：根據隧道沉降監測裝置的供液高差計的沉降壓力值和初始壓力值計算由于液面變化導致的誤差值；根據隧道沉降監測裝置的基準高差計的沉降壓力值和初始壓力值，并結合誤差值，計算隧道的頂板的沉降值；根據隧道沉降監測裝置的測量高差計的沉降壓力值和初始壓力值，并結合誤差值和頂板的沉降值，計算測量高差計所處位置的沉降值。

進一步地，誤差值h的計算方式如下：

P_A0-P_A＝ρgh，

其中，P_A為沉降后的供液高差計測量的壓力值，單位為Pa，P_A0為沉降前的供液高差計測量的壓力值，單位為Pa，h為誤差值，單位為米。