[發明專利]一種高速鐵路隧道下穿鐵路長管棚及其應力測試方法

有效

• 申請號: 201811328336.5
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109555549B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 楊川;陳文尹;邵正輝;賀世昌;吳韓飛;銀鐸;石華鋒;張湘;黃飛
• 申請（專利權）人: 中鐵四局集團有限公司
• 主分類號: E21D23/00
• 分類號: E21D23/00;G01L1/24
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 金凱

本發明提供一種高速鐵路隧道下穿鐵路長管棚及其應力測試方法，包括管體，平行于所述管體軸向外圓面開設有至少一條的安裝槽，且該安裝槽不與管體端部貫通，所述安裝槽內腔布置有用于管體應力檢測的光纖光柵，所述安裝槽端部開設有用于光纖光柵穿過的貫穿槽，所述安裝槽內腔填充有用于密封安裝槽的填充物料,光纖光柵的伸長或縮短導致其反射光的峰值波長漂移，通過對波長漂移量的度量來實現對溫度、應力和應變的感測，并且采用兩條光纖光柵可以避免單條光纖損壞影響正常的使用，光纖光柵的安裝較為簡單，封裝材料較為穩定，可以有效的延長檢測元件的使用壽命。

技術領域

本發明涉及隧道施工技術領域，具體涉及一種高速鐵路隧道下穿鐵路長管棚及其應力測試方法。

背景技術

管棚主要用于對于圍巖變形及地表下沉有較嚴格限制要求的軟弱破碎圍巖隧道工程中，如軟弱、沙礫地層和軟巖、巖堆、破碎帶地段，管棚通常可分為長管棚和短管棚，現有的管棚通常通常采用電測元件對其應力進行監測，但傳統的電測元件壽命短、測量易受環境影響、易受電磁干擾等缺陷，不能夠準確的對應力數據進行反饋，不適合長久的發展和使用，為此我們提出一種高速鐵路隧道下穿鐵路長管棚及其應力測試方法。

發明內容

本發明提供一種高速鐵路隧道下穿鐵路長管棚及其應力測試方法，將光纖光柵附著在試驗構件上，同時進行保護封裝，使兩者能共同變形，反射光的波長對溫度、應力和應變非常敏感，當構件受到壓力時，光纖光柵與構件一起發生應變，導致光纖光柵反射光的峰值波長漂移，通過對波長漂移量的度量來實現對溫度、應力和應變的感測。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種高速鐵路隧道下穿鐵路長管棚，包括管體，平行于所述管體軸向外圓面開設有至少一條的安裝槽，且該安裝槽不與管體端部貫通，所述安裝槽內腔布置有用于管體應力檢測的光纖光柵，所述安裝槽端部開設有用于光纖光柵穿過的貫穿槽，所述安裝槽內腔填充有用于密封安裝槽的填充物料。

進一步的，所述安裝槽布置為兩條，且兩條安裝槽沿管體橫切面對稱布置。

進一步的，所述安裝槽端部布置有用于光纖光柵端部加裝保護套的加寬段，所述加寬段為安裝槽總長度的10%～15%，且安裝槽中部寬度為加寬段寬度的70%～80%，所述安裝槽深度為管體管壁厚度的20%～30%。

進一步的，所述安裝槽的加寬段長度為30cm、中部寬度為3mm、加寬段寬度為4mm、槽深為3mm。

進一步的，所述填充物料為環氧樹脂，且填充物料填充的深度與安裝槽的槽深相同。

一種高速鐵路隧道下穿鐵路長管棚的應力測試方法，包括如下步驟：

1）沿管體繪制定位線，沿此定位線開設安裝槽并對安裝槽進行打磨；

2）將光路通暢的光纖光柵布置于安裝槽內，并使其端部穿過貫穿槽，利用膠體對布置在安裝槽內的光纖光柵固定；

3）使用填充物料對安裝槽填封，并利用光路測試儀對光纖光柵進行檢測，如果不通暢取出填充物料重復步驟2）；

4）利用焊接儀器將外部線路和光線光柵焊接，利用光路測試儀對外部線路進行檢測，如果不通暢截斷焊接處并重新焊接，如果通暢對焊接處做保護處理；

5）依次將管體鉆入掌子面內，并再次測試外部線路是否通暢，如果不通暢將外部線路截斷重復步驟4），如果重復步驟4）仍不通暢，將管體取出重復步驟2）、3）、4）、5）直至光路通暢；

6）將通暢后的外部線路接入光柵數據采集儀器，實時對光路進行監測。