[實用新型]一種預(yù)置于盾構(gòu)隧道中的光纖系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920372832.4
• 申請日: 2019-03-22
• 公開（公告）號: CN209470718U
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張伯林;張書豐;鄭軍;裴歡
• 申請（專利權(quán)）人: 南京地鐵集團有限公司
• 主分類號: G01D5/353
• 分類號: G01D5/353;G01D21/02
• 代理公司: 上?？剖⒅R產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 楊元焱

本實用新型涉及一種預(yù)置于盾構(gòu)隧道中的光纖系統(tǒng)，包括復(fù)合光纜和調(diào)制解調(diào)器，隧道軌道由盾構(gòu)管片(3)拼裝而成，所述的復(fù)合光纜錨接于拼接好的盾構(gòu)管片(3)上，所述的復(fù)合光纜中設(shè)有分布式光纖傳感器，所述的調(diào)制解調(diào)器與復(fù)合光纜連接，并用于轉(zhuǎn)變復(fù)合光纜中的光波信號為表征盾構(gòu)隧道形變的電信號，所述的復(fù)合光纜包括環(huán)向布置段(1)和縱向布置段(2)，所述的環(huán)向布置段(1)沿隧道的環(huán)向繞線一圈并通過縱向布置段(2)連接至下一個環(huán)向布置段(1)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型可適用于不同接縫類型與管片形狀的盾構(gòu)隧道，有利于光纖傳感器采集信號，光纖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，施工過程簡便易行。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及隧道檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種預(yù)置于盾構(gòu)隧道中的光纖系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著城市交通地面壓力的不斷增大，越來越多的軌道交通為避免對地上環(huán)境的影響采用盾構(gòu)法進行施工，而盾構(gòu)隧道常處于受力復(fù)雜的非均質(zhì)地層中，易產(chǎn)生不均勻沉降、橫向收斂變形等問題，影響了隧道的正常的使用性能，嚴重時甚至造成安全事故，由此采用一定監(jiān)測手段保障隧道結(jié)構(gòu)的健康運營便顯得尤為重要。

目前，對盾構(gòu)隧道監(jiān)測手段主要分為點式監(jiān)測與分布式檢測。點式檢測采用傳統(tǒng)的應(yīng)力、應(yīng)變傳感器，重點檢測若干個斷面的若干個特定位置的性能指標，其布設(shè)較為復(fù)雜，易受環(huán)境影響，不能描述隧道管片整體的變化趨勢。分布式檢測主要采用光纖傳感技術(shù)，可監(jiān)測光纖沿線上隧道的各處的性能指標，實現(xiàn)被測結(jié)構(gòu)全面精細化的測量，相較點式測量更符合工程需要。但對于分布式光纖測量，常用的石英光纖細弱易折，存活率低，且現(xiàn)有分布式光纖測量方式在盾構(gòu)隧道中常因軌道結(jié)構(gòu)層阻礙，不能實現(xiàn)全斷面布置。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種預(yù)置于盾構(gòu)隧道中的光纖系統(tǒng)。

本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種預(yù)置于盾構(gòu)隧道中的光纖系統(tǒng)，包括復(fù)合光纜和調(diào)制解調(diào)器，隧道軌道由盾構(gòu)管片拼裝而成，所述的復(fù)合光纜錨接于拼接好的盾構(gòu)管片上，所述的復(fù)合光纜中設(shè)有分布式光纖傳感器，所述的調(diào)制解調(diào)器與復(fù)合光纜連接，并用于轉(zhuǎn)變復(fù)合光纜中的光波信號為表征盾構(gòu)隧道形變的電信號，所述的復(fù)合光纜包括環(huán)向布置段和縱向布置段，所述的環(huán)向布置段沿隧道的環(huán)向繞線一圈并通過縱向布置段連接至下一個環(huán)向布置段。即在橫斷面上沿全圓布置，在縱斷面上沿高程高于軌道結(jié)構(gòu)層的直線布置，并設(shè)置緩和拐角及冗余線環(huán)。分布式光纖傳感系統(tǒng)原理是同時利用光纖作為傳感敏感元件和傳輸信號介質(zhì)，采用先進的otdr技術(shù)和ofdr技術(shù)，探測出沿著光纖不同位置的溫度和應(yīng)變的變化，實現(xiàn)真正分布式的測量。分布式光纖傳感系統(tǒng)中的傳感元件僅為光纖，一次測量就可以獲取整個光纖區(qū)域內(nèi)被測量的一維分布圖，將光纖架設(shè)成光柵狀，就可測定被測量的二維和三維分布情況，ofdr技術(shù)空間分辨率可達到毫米量級。

進一步地，所述的縱向布置段設(shè)置于軌道結(jié)構(gòu)層的上方。

進一步地，所述的環(huán)向布置段與縱向布置段均包括由外至內(nèi)設(shè)置的錨固套、護套、加強體和光纖光芯，所述的護套為金屬網(wǎng)屏蔽層，所述的加強體為環(huán)繞排布于光纖光芯外圍的剛性金屬線。所述的護套為錨固套與固定孔道相接，將復(fù)合光纜與盾構(gòu)隧道錨接。

進一步地，所述的加強體為多股套筒的金屬加強件，成基索狀結(jié)構(gòu)。

進一步地，所述的錨固套外表面上涂覆有環(huán)氧樹脂，并包裹有柔性HDPE土工膜。

進一步地，所述的光纖光芯外側(cè)包裹有反折射包層。

進一步地，所述的光纖光芯為塑料光纖。

進一步地，所述的光纖光芯為聚甲基丙烯酸甲酯光纖。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點：