隧道监测机构和用于隧道的沉降监测方法与流程

本发明涉及工程建筑领域，具体而言，涉及一种隧道监测机构和用于隧道的沉降监测方法。

背景技术：

随着铁路公路等隧道的大量修建，隧道坍塌等事故时有发生，加强隧道安全监测势在必行。现有技术中，针对隧道最重要的监测对其隧道顶部沉降的监测。目前主要的方式方法还是采用全站仪人工监测，然而，全站仪的监测需要人工逐点监测，耗时耗力，且不能实时监测，同时，监测精度与工作人员的操作有关，导致其测量误差较大。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种隧道监测机构和用于隧道的沉降监测方法，以解决现有技术中对隧道的沉降监测精度低且不能实时监测的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种隧道监测机构，包括安装组件和至少一个光纤光栅拉线传感器，光纤光栅拉线传感器与解调仪连接，安装组件包括：多个连接件，设置在隧道的顶部，一个光纤光栅拉线传感器的连接线连接在一个连接件上；至少一个定位件，设置在隧道的内壁上，连接线被定位件定位以使光纤光栅拉线传感器安装在靠近隧道内壁的一侧。

进一步地，定位件设置在隧道的顶部和底部之间的内壁上。

进一步地，定位件为轮状结构，连接线绕经轮状结构后与连接件连接。

进一步地，定位件为环状结构，连接线穿过环状结构的中心孔后与连接件连接。

进一步地，连接件为光纤光栅沉降管，多个光纤光栅沉降管沿隧道的施工方向依次设置，且光纤光栅沉降管的施工方向与隧道的施工方向同向，光纤光栅沉降管与解调仪连接。

进一步地，光纤光栅沉降管包括：管状件；设置在管状件的内表面的四个光纤光栅，以隧道为参照，四个光纤光栅两两一组分别位于管状件的上下两侧，且同组内的两个光纤光栅沿管状件的轴向间隔设置。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于隧道的沉降监测方法，采用上述的隧道监测机构，沉降监测方法包括：步骤s1：隧道监测机构安装在隧道已二衬施工完毕部分与隧道掌子面之间；步骤s2：隧道监测机构的光纤光栅拉线传感器用于监测隧道的顶部沉降值ω；步骤s3：将顶部沉降值ω与预设标准沉降值ω0进行比较，以确定隧道是否会发生压塌。

进一步地，在步骤s1中，部分或全部连接件上连接有光纤光栅拉线传感器。

进一步地，隧道监测机构的连接件为光纤光栅沉降管，在步骤s1中，沿隧道的施工方向顺次将多个光纤光栅沉降管连接在隧道的顶部，其中，以靠近隧道已二衬施工完毕部分的一个光纤光栅沉降管为起始监测件，并以起始监测件的靠近隧道已二衬施工完毕部分的一端为顶部监测起点o，将一个光纤光栅拉线传感器的连接线连接至顶部监测起点o；在步骤s2中，与顶部监测起点o连接的光纤光栅拉线传感器，用于监测顶部监测起点o的起点沉降值ω1。

进一步地，在步骤s2中，除顶部监测起点o以外的监测点的中间沉降值ω2由光纤光栅沉降管的监测值和起点沉降值ω1共同确定。

进一步地，中间沉降值ω2的确定方法包括：设置顶部监测起点o的起始监测件的另一端的中间沉降值ω2为起点沉降值ω1与起始监测件的监测值之和；其余的光纤光栅沉降管的靠近隧道掌子面一端的中间沉降值ω2为上一个光纤光栅沉降管的中间沉降值ω'2与该光纤光栅沉降管的监测值之和。

进一步地，在步骤s1中，根据隧道已二衬施工完毕部分与隧道掌子面之间的距离，确定使用的连接件的个数。

进一步地，在步骤s3中，当顶部沉降值ω大于预设标准沉降值ω0时，隧道存在风险；或当顶部沉降值ω小于或等于预设标准沉降值ω0时，隧道安全。

应用本发明的技术方案，隧道监测机构包括安装组件和至少一个光纤光栅拉线传感器。光纤光栅拉线传感器与解调仪连接。其中，安装组件包括多个连接件和至少一个定位件。多个连接件设置在隧道的顶部，至少一个光纤光栅拉线传感器的连接线连接在一个连接件上。定位件设置在隧道的内壁上，连接线被定位件定位以使光纤光栅拉线传感器安装在靠近隧道内壁的一侧。

这样，连接件与隧道的顶部的沉降情况一致，且光纤光栅拉线传感器的连接线连接在连接件上，则与解调仪连接的光纤光栅拉线传感器能够通过连接件实时监测隧道顶部的沉降值。在使用光纤光栅拉线传感器对隧道的顶部进行沉降监测的过程中，光纤光栅拉线传感器安装在靠近隧道内壁的一侧，则光纤光栅拉线传感器不会影响到工作人员的正常施工。本申请中的隧道监测机构能够实时监测隧道的沉降情况，预防隧道坍塌事故的发生，从而提高隧道的使用安全系数。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的隧道监测机构的实施例应用于隧道沉降监测的剖视图；以及

图2示出了图1中的隧道监测机构应用于隧道沉降监测的另一角度的剖视图；

图3示出了图1中的光纤光栅拉线传感器的剖视图；以及

图4示出了图3中的接线结构的立体结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、壳体；11、第一标定孔；20、测量拉杆；21、拉杆本体；22、挡块；31、光纤光栅传感器；311、弹簧；312、金属毛细管；313、光纤光栅固定端子；314、温度补偿光栅；41、连接件；42、连接环；43、连接线；44、接线环；51、螺母；60、复位件；70、安装基架；71、立杆；711、第一安装孔；712、紧固螺栓；72、第一连接杆；721、装线孔；722、第二安装孔；73、第二连接杆；80、光纤光栅拉线传感器；81、连接线；91、连接件；911、起始监测件；92、定位件；100、隧道；101、隧道已二衬施工完毕部分；102、隧道掌子面。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“左、右”通常是针对附图所示的左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

为了解决现有技术中对隧道的沉降监测精度低且不能实时监测的问题，本申请提供了一种隧道监测机构和用于隧道的沉降监测方法。

如图1和图2所示，本实施例的隧道监测机构包括安装组件和至少一个光纤光栅拉线传感器80，光纤光栅拉线传感器80与解调仪连接，安装组件包括多个连接件91和至少一个定位件92。其中，多个连接件91设置在隧道100的顶部，一个光纤光栅拉线传感器80的连接线81连接在一个连接件91上。至少一个定位件92设置在隧道100的内壁上，连接线81被定位件92定位以使光纤光栅拉线传感器80安装在靠近隧道100内壁的一侧。

连接件91与隧道100的顶部的沉降情况一致，且光纤光栅拉线传感器80的连接线81连接在连接件91上，则与解调仪连接的光纤光栅拉线传感器80能够通过连接件91实时监测隧道100顶部的沉降值。在使用光纤光栅拉线传感器80对隧道100的顶部进行沉降监测的过程中，光纤光栅拉线传感器80安装在靠近隧道100内壁的一侧，则光纤光栅拉线传感器80不会影响到工作人员的正常施工。本实施例中的隧道监测机构能够实时监测隧道100的沉降情况，预防隧道坍塌事故的发生，从而提高隧道100的使用安全系数。

如图2所示，在本实施例的隧道监测机构中，定位件92设置在隧道100的顶部和底部之间的内壁上。具体地，定位件92与隧道100顶部的中心轴之间的距离为l1，定位件92与隧道100顶部的距离为l2。上述设置能够确保使用光纤光栅拉线传感器80监测隧道100沉降的过程中，光纤光栅拉线传感器80的位置设置不会影响工作人员的正常施工，使得光纤光栅拉线传感器80的设置位置更加合理，监测精度更高。

如图2所示，在本实施例的隧道监测机构中，定位件92为轮状结构，连接线81绕经轮状结构后与连接件91连接。可选地，定位件92为定滑轮。具体地，连接件91下降的距离即为隧道100的顶部沉降的位移。

在附图中未示出的其他实施方式中，定位件为环状结构，连接线穿过环状结构的中心孔后与连接件连接。这样，连接件下降的距离即为隧道的顶部沉降的位移。上述结构的结构简单，容易装配和加工。

可选地，连接件91为光纤光栅沉降管，多个光纤光栅沉降管沿隧道100的施工方向依次设置，且光纤光栅沉降管的施工方向与隧道100的施工方向同向，光纤光栅沉降管与解调仪连接。如图1所示，在本实施例的隧道监测机构中，由于光纤光栅拉线传感器80的价格昂贵，为了降低隧道监测机构的加工成本，只在连接件91起点位置处(顶部监测起点)设置光纤光栅拉线传感器80，隧道100顶部其余位置处采用光纤光栅沉降管与起点位置处的光纤光栅拉线传感器80结合进行监测，即连接件91均为光纤光栅沉降管。

在本实施例的隧道监测机构中，由于连接件91的长度较短，所以相邻的两个光纤光栅沉降管连接处的沉降情况是相同的，具有相同的沉降值。

具体地，连接在光纤光栅沉降管一端的光纤光栅拉线传感器80用于监测光纤光栅沉降管起点位置处(顶部监测起点)隧道100顶部的沉降情况，则光纤光栅沉降管未连接光纤光栅拉线传感器80的一端的沉降值由其自身监测值叠加光纤光栅拉线传感器80监测值得出，与该光纤光栅沉降管相邻的光纤光栅沉降管的沉降值为其自身监测值叠加该光纤光栅沉降管未连接光纤光栅拉线传感器80的一端的沉降值得出。依次类推，下一个光纤光栅沉降管的沉降值均由其自身监测值与上一个光纤光栅沉降管的沉降值叠加得出。这样，光纤光栅沉降管的沉降值即为隧道100顶部的沉降值。

可选地，多个光纤光栅沉降管及光纤光栅沉降管连接在同一解调仪上。这样，上述设置便于工作人员进行监测数值的拟合计算。

在本实施例的隧道监测机构中，光纤光栅沉降管包括管状件及光纤光栅。其中，光纤光栅为四个，且设置在管状件的内表面，以隧道100为参照，四个光纤光栅两两一组分别位于管状件的上下两侧，且同组内的两个光纤光栅沿管状件的轴向间隔设置。可选地，光纤光栅与管状件粘结连接。经过上述方法封装后的光纤光栅沉降管可进行大量标准化生产，适合运输、安装和拆卸。

可选地，管状件为圆管。上述结构的结构简单，容易施工。

需要说明的是，管状件的结构不限于此。可选地，管状件可以为其他形状，如椭圆管、矩形管等。

在本实施例的隧道监测机构中，两组光纤光栅在管状件的轴向上位置相同，即不同组的光纤光栅在管状件的上下两侧一一对应设置。上述设置能够消除管状件的轴向载荷和温度作用对监测结果的影响。

在本实施例的隧道监测机构中，同组内的两个光纤光栅之间的距离等于管状件的长度l的二分之一。同组内的两个光纤光栅分别至管状件两端的距离相等，则距离等于管状件的长度l的四分之一。上述设置使得光纤光栅对管状件的应变测量更加精确、准确，从而提高光纤光栅沉降管对隧道顶部的沉降监测的准确性、精确性。

如图2所示，在本实施例的隧道监测机构中，使用时轮状结构与光纤光栅拉线传感器80的主体结构位于同一竖直方向上。由于隧道100顶部除去连接件91起点位置处(顶部监测起点)的其余部分的监测值均与该处的监测值有关，因此对于连接件91起点位置处(顶部监测起点)的监测精确性及准确性具有较高的要求，需要确保连接件91起点位置处(顶部监测起点)的监测值准确。这样，上述设置能够确保光纤光栅拉线传感器80的连接线81下降的距离即为与其连接的连接件91的沉降值(隧道100的顶部沉降值)，从而提高光纤光栅拉线传感器80对于连接件91起点位置处(顶部监测起点)的监测精度，提高隧道监测机构的监测精度。

在本实施例的隧道监测机构中，各连接件91通过第一紧固件连接在隧道100的顶部，相邻连接件91间通过第二紧固件连接，连接线81连接在一个连接件91的一端。

可选地，第一紧固件为膨胀螺丝。膨胀螺丝为标准件，能够降低隧道监测机构的加工成本。

可选地，第二紧固件为套管。

具体地，一个连接件91的一端与相邻的另一个连接件91的一端均伸入至套管内，之后通过套管外周上设置的紧固螺栓对套管进行紧缩，从而将相邻两个连接件91连接在一起。之后，通过膨胀螺丝将多个连接件91连接在隧道100的顶部。

本申请还提供了一种用于隧道的沉降监测方法，采用上述的隧道监测机构，沉降监测方法包括：

步骤s1：隧道监测机构安装在隧道已二衬施工完毕部分101与隧道掌子面102之间；

步骤s2：隧道监测机构的光纤光栅拉线传感器80用于监测隧道100的顶部沉降值ω；

步骤s3：将顶部沉降值ω与预设标准沉降值ω0进行比较，以确定隧道100是否会发生压塌。

在本实施例的沉降监测方法中，主要用于实时监测隧道已二衬施工完毕部分101到隧道掌子面102之间隧道100的顶部沉降情况。如图1所示，o点为顶部监测起点，根据需要可设置多个监测点a、b、c等，每个监测点上可以相应地设置光纤光栅拉线传感器80，将所有光纤光栅拉线传感器80连接到一个光解调仪内采集数据并形成监测系统。这样，每个光纤光栅拉线传感器80均可以检测出相应的顶部沉降值ω，通过将顶部沉降值ω预设标准沉降值ω0进行比较，进而确定隧道100的顶部是否会发生压塌。

可选地，在步骤s1中，部分或全部连接件91上连接有光纤光栅拉线传感器80。如图1所示，在本实施例的沉降监测方法中，在靠近隧道已二衬施工完毕部分101的连接件91上连接光纤光栅拉线传感器80，用于监测连接件91起点位置处(顶部监测起点)的沉降值，进而降低隧道监测机构的加工成本。

如图1和图2所示，在本实施例的沉降监测方法中，隧道监测机构的连接件91为光纤光栅沉降管，

在步骤s1中，沿隧道100的施工方向顺次将多个光纤光栅沉降管连接在隧道100的顶部，其中，以靠近隧道已二衬施工完毕部分101的一个光纤光栅沉降管为起始监测件911，并以起始监测件911的靠近隧道已二衬施工完毕部分101的一端为顶部监测起点o，将一个光纤光栅拉线传感器80的连接线81连接至顶部监测起点o；

在步骤s2中，与顶部监测起点o连接的光纤光栅拉线传感器80，用于监测顶部监测起点o的起点沉降值ω1。

可选地，本实施例的隧道监测机构只采用一个光纤光栅拉线传感器80。

具体地，光纤光栅拉线传感器80能够监测出顶部监测起点o处隧道100的顶部沉降为起点沉降值ω1，起始监测件911另一端的沉降值为起点沉降值ω1与起始监测件911的监测值之和，则与起始监测件911连接的隧道100的顶部的沉降值为起点沉降值ω1和起始监测件911另一端的沉降值(a处沉降值)。

在本实施例的沉降监测方法中，在步骤s2中，除顶部监测起点o以外的监测点的中间沉降值ω2由光纤光栅沉降管的监测值和起点沉降值ω1共同确定。上述设置能够减少光纤光栅拉线传感器80的使用量，从而在不影响监测精度的情况下降低隧道监测机构的加工成本。

在本实施例的沉降监测方法中，中间沉降值ω2的确定方法包括：

设置顶部监测起点o的起始监测件911的另一端的中间沉降值ω2为起点沉降值ω1与起始监测件911的监测值之和；其余的光纤光栅沉降管的靠近隧道掌子面102一端的中间沉降值ω2为上一个光纤光栅沉降管的中间沉降值ω'2与该光纤光栅沉降管的监测值之和。

具体地，如图2所示，顶部监测起点o为监测点，隧道100一侧p点设置定位件92(定滑轮)。△opq为直角三角形，pq＝l1，oq＝l2，po＝l3。光纤光栅拉线传感器80的连接线81的位移变化量为△l，隧道100发生沉降并沉降至o’点，隧道100的起点沉降值ω1。当o点发生沉降时，由几何关系可得：

由式(1.2)可得：

结合式(1.1)可得：

因此，只需要知道l1、l2及连接线81的位移变化量△l(可由光纤光栅拉线传感器80的测量值得出)，即得出起点沉降值ω1(顶部监测起点o的沉降值)。则a处的沉降值(中间沉降值ω2)为起点沉降值ω1与oa段光纤光栅沉降管的监测值之和，b处的沉降值(中间沉降值ω2)为a处的沉降值(中间沉降值ω'2)与ab段光纤光栅沉降管的监测值之和。依次类推，可得出隧道已二衬施工完毕部分101与隧道掌子面102之间隧道100的顶部沉降值ω。

需要说明是，为了方便计算公式的表述，当计算下一个光纤光栅沉降管的中间沉降值ω2时，将上一个光纤光栅沉降管的中间沉降值ω2改写为ω'2。

在本实施例的沉降监测方法中，随着隧道100施工的进度，当隧道已二衬施工完毕部分101施工进行到ab段时，为避免对施工的干扰，可将oa段的光纤光栅沉降管撤掉，并将光纤光栅拉线传感器80沿施工方向往前布置，并将其与光纤光栅沉降管的连接点作为顶部监测起点。

如图1所示，在本实施例的沉降监测方法中，在步骤s1中，根据隧道已二衬施工完毕部分101与隧道掌子面102之间的距离，确定使用的连接件91的个数。

在本实施例的沉降监测方法中，在步骤s3中，当顶部沉降值ω大于预设标准沉降值ω0时，隧道100存在压塌的风险；或当顶部沉降值ω小于或等于预设标准沉降值ω0时，隧道100安全。

具体地，在本实施例中，光纤光栅拉线传感器80的具体结构如下：

如图3所示，光纤光栅拉线传感器80包括壳体10、测量拉杆20及光纤光栅组件。其中，壳体10具有内腔。测量拉杆20的一端穿设在内腔中，测量拉杆20的另一端由内腔中伸出。光纤光栅组件与解调仪连接，且光纤光栅组件设置在内腔中，光纤光栅组件由多个光纤光栅传感器31构成，且各光纤光栅传感器31均分别与测量拉杆20和内腔的腔壁连接，当测量拉杆20向内腔外伸出时，部分光纤光栅传感器31被拉伸，测量拉杆20向内腔中伸入时，另一部分光纤光栅传感器31被拉伸。

这样，光纤光栅组件的各光纤光栅传感器31均与测量拉杆20和内腔的腔壁连接，在测量拉杆20从内腔向外伸出或者向内腔伸入的过程中，始终有对应的光纤光栅传感器31被拉伸，则该光纤光栅传感器31上会产生相应的应变，解调仪通过应变值解调出测量拉杆20的位移，从而实现通过光纤光栅传感器31实时监测测量拉杆20的位移的目的。这样，光纤光栅拉线传感器80能够实现对测量拉杆20的实时位移监测，该位移指测量拉杆20从内腔向外伸出或者向内腔伸入的位移，即光纤光栅拉线传感器80实现了对测量拉杆20的双向移动量监测，提高了沉降监测的精确度和准确度。

如图3所示，部分光纤光栅传感器31的两端分别与内腔的下腔壁及测量拉杆20连接，另一部分光纤光栅传感器31的两端分别与所内腔的上腔壁及测量拉杆20连接。具体地，在用户使用光纤光栅拉线传感器80对测量拉杆20的位移进行监测的过程中，当测量拉杆20向内腔外伸出时，与下腔壁连接的部分光纤光栅传感器31受到拉应力作用，其反射波长发生改变并产生一定的应变，用户能够通过解调仪解调出测量拉杆20的位移；当测量拉杆20向内腔中伸入时，与上腔壁连接的另一部分光纤光栅传感器31受到拉应力作用，其反射波长发生改变并产生一定的应变，用户能够通过解调仪解调出测量拉杆20的位移，从而实现光纤光栅拉线传感器80对测量拉杆20的双向移动量监测。这样，上述连接使得光纤光栅传感组件设置在测量拉杆20的移动方向上，从而提高光纤光栅传感组件的测量精确度、准确度。此外，上述设置使得光纤光栅传感器31与壳体10的装配更加简便。

如图3所示，光纤光栅传感器31包括依次连接的弹簧311、金属毛细管312、光纤光栅固定端子313，且光纤光栅传感器31的靠近弹簧311的一端与测量拉杆20连接，光纤光栅传感器31的靠近光纤光栅固定端子313的一端与内腔的腔壁连接。具体地，金属毛细管312用于提高光纤光栅传感器31的灵敏度，从而提高光纤光栅传感器31的测量精确度。光纤光栅固定端子313与解调仪连接，从而监测光纤光栅固定端子313的应变量，进而监测与光纤光栅传感器31连接的测量拉杆20的位移。

如图3所示，光纤光栅传感器31还包括温度补偿光栅314，起到温度补偿的作用。

如图3所示，光纤光栅拉线传感器80还包括接线结构，通过接线结构将测量拉杆20与隧道100的顶部连接。使得二者的连接距离可调，方便二者连接。这样，测量拉杆20与隧道100的顶部通过接线结构连接在一起，二者的运动具有同步性。

具体地，当隧道100的顶部向下运动(发生沉降)时，测量拉杆20向内腔伸入，则与上腔壁连接的部分光纤光栅传感器31受到拉应力并产生应变，用户能够通过解调仪解调出测量拉杆20向下的位移，由于测量拉杆20的位移即为隧道100顶部的位移，进而得出隧道100的向下位移量。上述设置使得工作人员对隧道100顶部的沉降监测更加简便。

如图3所示，接线结构沿测量拉杆20的长度方向可调节地设置，光纤光栅拉线传感器80还包括紧线结构，接线结构通过紧线结构与测量拉杆20锁定。这样，通过接线结构将测量拉杆20与隧道100的顶部连接，且待二者连接至合适高度后通过紧线结构将接线结构与测量拉杆20锁定，从而使得测量拉杆20与隧道100的顶部施工时下沉的位移一致。

如图3和图4所示，测量拉杆20具有切口，切口由测量拉杆20的上端面向下延伸，接线结构包括连接件41，连接件41可滑动地设置在切口内并可相对于测量拉杆20上下移动。优选地，连接件41为连接筋。具体地，先从测量拉杆20的上端面将连接筋装入切口内，之后，使用紧线结构在测量拉杆20的合适高度位置处将连接筋与测量拉杆20锁定，从而将连接筋与测量拉杆20装配在一起，测量拉杆20随着连接筋一起运动。这样，隧道100的顶部操作连接筋沿测量拉杆20的轴向进行运动时，测量拉杆20也会随着连接筋及隧道100的顶部一起运动。上述结构的结构简单，容易加工和装配。

如图3和图4所示，接线结构还包括连接环42，连接环42可滑动地套设在测量拉杆20的外侧壁，且连接件41的两端均与连接环42连接。具体地，在连接件41相对于测量拉杆20上下移动的过程中，连接环42相对于测量拉杆20进行滑动。设置连接环42能够方便紧线结构将测量拉杆20与接线结构锁定，这样，用户需要锁定接线结构只需对连接环42进行锁定、限位操作即可。上述设置使得用户对接线结构的操作更加简便，从而提高用户使用体验。

优选地，紧线结构为多个螺母51，测量拉杆20的外侧壁上设置有螺纹，螺母51与测量拉杆20螺纹连接将连接环42夹设在螺母51之间以进行锁定。如图3所示，在本实施例的光纤光栅拉线传感器80中，紧线结构为两个螺母51，测量拉杆20的外侧壁上设置有螺纹，螺母51与测量拉杆20螺纹连接将连接环42夹设在两个螺母51之间以进行锁定。具体地，在连接件41相对于测量拉杆20上下移动的过程中，当测量拉杆20移动至合适高度后，用户对位于连接环42上端的螺母51和下端的螺母51进行旋拧操作，螺母51相对于测量拉杆20进行上下移动，从而将接线结构固定在测量拉杆20上，使得二者随着隧道100的顶部一起运动。螺母51与测量拉杆20的螺纹连接较为简单，从而使得二者的装配更加容易。

需要说明的是，紧线结构的结构不限于此。可选地，紧线结构只要能够对连接环42起到限位止挡作用即可。

如图4所示，接线结构还包括连接线43，连接线43的第一端与连接件41连接，连接线43的第二端设置有接线环44并与隧道100的顶部连接。具体地，接线环44的一端与隧道100的顶部连接，另一端与连接线43的第二端连接，而连接线43的第一端与连接件41连接。当连接件41与测量拉杆20锁定连接后，实现了测量拉杆20与隧道100的顶部的连接。上述结构的结构简单，容易装配。

如图3所示，光纤光栅拉线传感器80还包括设置在内腔中的复位件60，复位件60抵接在内腔的腔壁与测量拉杆20之间，以使测量拉杆20始终具有向外伸出的运动趋势。在测量拉杆20随着隧道100的顶部一起移动的过程中，复位件60向测量拉杆20施加弹性作用力，从而使得测量拉杆20相对于壳体10的运动更加平稳，减少光纤光栅拉线传感器80的振动及噪声。

优选地，复位件60为弹簧。弹簧为常规件，降低了光纤光栅拉线传感器80的加工成本。

如图3所示，测量拉杆20包括拉杆本体21及设置在拉杆本体21下方的挡块22，内腔的腔壁设置有用于止挡挡块22的止挡件，沿测量拉杆20的长度方向，止挡件和复位件60分别位于挡块22的两侧。这样，当测量拉杆20上升到预定位置后，挡块22与止挡件止挡配合，之后测量拉杆20不能再继续上升。一方面，上述设置能够防止测量拉杆20被从壳体10的内腔中拉出，导致光纤光栅拉线传感器80被损坏；另一方面，上述设置限定了测量拉杆20的最大测量范围，从而保证用户在测量拉杆20的安全测量范围内进行测量。

如图3所示，内腔具有沿测量拉杆20的伸出方向依次连通的标定腔和测量腔，光纤光栅传感器31设置在测量腔内，复位件60和挡块22设置在标定腔内，且标定腔与测量腔通过止挡件分隔开。通常地，在用户使用光纤光栅拉线传感器80进行隧道100的顶部的沉降监测过程时，为了使得测量更加准确，需要对光纤光栅拉线传感器80进行标定(初始化)，此时，光纤光栅传感器31均处于自由伸长状态，没有产生应变，解调仪的测量值为零。复位件60带动挡块22进行上下移动，实现对光纤光栅拉线传感器80为标定。

如图3所示，光纤光栅拉线传感器80还包括标定件，壳体10具有由其外壁连通至标定腔的第一标定孔11，挡块22具有第二标定孔，且第一标定孔11和第二标定孔的延伸方向均垂直于测量拉杆20的长度方向，当第一标定孔11与第二标定孔同轴时，标定件依次穿过第一标定孔11和第二标定孔对测量拉杆20的初始位置进行标定。优选地，标定件为销轴。具体地，光纤光栅拉线传感器80的安装及标定过程如下：

1.安装过程：在用户需要使用光纤光栅拉线传感器80对隧道100的顶部进行沉降监测时，先将光纤光栅拉线传感器80固定在隧道100的顶部上，通过接线结构将测量拉杆20与隧道100的顶部连接在一起，之后，通过紧线结构将接线结构与测量拉杆20进行锁定。这样，完成了光纤光栅拉线传感器80的安装。

2.标定过程：用户边调节接线结构相对于测量拉杆20的位置，边使用标定件检测第一标定孔与第二标定孔是否同轴，当第一标定孔与第二标定孔同轴时，标定件能够无阻碍的穿过第一标定孔和第二标定孔时，光纤光栅传感器31处于自由伸长状态，则完成对光纤光栅拉线传感器80的标定。

之后，用户通过解调仪来监测隧道100的顶部的沉降变化即可，进而提高了沉降监测的精确度和准确度。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

连接件与隧道的顶部的沉降情况一致，且光纤光栅拉线传感器的连接线连接在连接件上，则与解调仪连接的光纤光栅拉线传感器能够通过连接件实时监测隧道顶部的沉降值。在使用光纤光栅拉线传感器对隧道的顶部进行沉降监测的过程中，光纤光栅拉线传感器安装在靠近隧道内壁的一侧，则光纤光栅拉线传感器不会影响到工作人员的正常施工。本申请中的隧道监测机构能够实时监测隧道的沉降情况，预防隧道坍塌事故的发生，从而提高隧道的使用安全系数

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。