隧道围岩变形分布式光纤监测系统的制作方法

1.本技术涉及隧道施工的领域，尤其是涉及一种隧道围岩变形分布式光纤监测系统。


背景技术：

2.随着我国经济的高速发展，隧道开挖越来越多，隧道围岩的变形是隧道工程建设中最关心的问题之一。隧道建设过程中，隧道周围的土质可能面临围岩、滑坡、岩溶等不良地质情况，对隧道的安全性能以及实用寿命都存在极大的影响。
3.授权公告号为cn206695758u的专利公开了一种隧道围岩变形分布式光纤监测系统及施工、监测方法，监测系统，由第一传感器、第二传感器和信息系统组成。第一传感器和第二传感器可进行串联连接，再与信息系统主机接口连接形成闭合环路。施工通过将传感光纤对称布设在空心圆管外壁四个凹槽，形成竖向和水平两个传感回路，将传感器分别埋入隧道上覆围岩预挖的沟槽中。监测方法是由空心圆管对称的第一和第二凹槽两条光纤的应变，进行做差、积分运算可以计算出传感器竖向的位移分布。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：隧道中容易出现局部气温过高以及火情等灾害，需要及时监测响应，才能降低隧道中各种事故发生。


技术实现要素：

5.为了方便对隧道内温度进行监控，本技术提供一种隧道围岩变形分布式光纤监测系统。
6.本技术提供的一种隧道围岩变形分布式光纤监测系统采用如下的技术方案：
7.一种隧道围岩变形分布式光纤监测系统，包括分布式光纤、光纤解调仪，以及与隧道内壁贴合的围壁，所述分布式光纤设置在围壁的外侧，所述分布式光纤沿围壁长度方向布置，所述围壁的内壁上开设有贯穿围壁的温度检测口，所述温度检测口沿围壁长度方向均匀间隔设置有多个，所述分布式光纤依次经过每个温度检测口，并进出每个温度检测口，所述分布式光纤与光纤解调仪电连接。
8.通过采用上述技术方案，使分布式光纤间歇从隧道上的温度检测口处伸入隧道内，通过光纤解调仪对分布式光纤中反馈信号进行调节，将分布式光纤反馈的压力变化值与温度变化值分别划区，位于围壁外侧的光纤区域作为压力变化值监测区域，位于温度检测口内的光纤区域作为温度变化值检测区域，即可通过一根分布式光纤，同时对隧道外围岩的变形以及隧道内温度的变化进行监测，使用方便。
9.可选的，所述围壁的外壁上固定设置有格挡盒，所述格挡盒设置在温度检测口，所述分布式光纤从格挡盒的侧壁穿过。
10.通过采用上述技术方案，分布式光纤在经过温度检测口时，从格挡盒的侧壁进入，再从格挡盒另一侧侧壁穿出，通过格挡盒可将隧道外泥土岩石等格挡在隧道外，提高隧道防水完整性。
11.可选的，所述格挡盒的侧壁上开设有供分布式光纤进出的穿孔，所述穿孔内设置有与分布式光纤外壁接触的密封圈。
12.通过采用上述技术方案，在分布式光纤进出格挡盒过程中，密封圈可增大分布式光纤在穿孔中的摩擦力，保持位于围岩外的光纤长度一定，提高分布式光纤对围岩变形监测的准确性。
13.可选的，所述温度检测口内设置有用于保持分布式光纤绷直的张紧组件，所述张紧组件包括活动辊和限位螺栓，所述活动辊的两端均连接有滑块，所述滑块沿温度检测口的深度方向滑移连接在温度检测口的内壁上，所述滑块上设置有螺孔，所述限位螺栓与螺孔螺纹连接，并与温度检测口的内壁抵接，位于所述温度检测口内的分布式光纤绕设在活动辊上。
14.通过采用上述技术方案，在安装温度检测口内的分布式光纤时，将分布式光纤绕过活动辊，下降活动辊，使分布式光纤保持绷直状态，在使用限位螺栓对滑块位置限位固定，可有效防止格挡盒外的围岩变形时拉扯分布式光纤，提高对围岩变形监测的准确性。
15.可选的，所述活动辊与滑块转动连接，所述活动辊的侧壁上设置有防滑层。
16.通过采用上述技术方案，在工作人员安装分布式光纤时，拉扯分布式光纤经过活动辊，通过防滑层增大分布式光纤与活动辊之间摩擦力，使活动辊与分布式光纤保持同步转动，有效减少分布式光纤与活动辊之间的磨损，提高分布式光纤的使用寿命。
17.可选的，所述围壁的内壁上位于温度检测口的开口处设置有挡风罩，所述挡风罩靠近温度检测口一端以及挡风罩远离温度检测口一端均为开口。
18.通过采用上述技术方案，围壁内侧的挡风罩，可有效减少隧道中流动的空气对分布式光纤温度监测的影响，使分布式光纤对隧道内温度监测更加准确。
19.可选的，所述挡风罩呈斗形，所述挡风罩靠近温度检测口的一端较小。
20.通过采用上述技术方案，在隧道内出现火情时，上升的热空气以及热烟尘，经过挡风罩下部扩大的开口收集热空气或热烟尘，便于分布式光纤对隧道内温度进行监测。
21.可选的，所述挡风罩与围壁可拆卸连接。
22.通过采用上述技术方案，在分布式光纤表层被烫伤并需要对分布式光纤进行维修处理时，工作人员可将挡风罩拆下，对分布式光纤进行维修，操作方便。
23.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
24.1.使分布式光纤间歇从隧道上的温度检测口处伸入隧道内，通过光纤解调仪对分布式光纤中反馈信号进行调节，将分布式光纤反馈的压力变化值与温度变化值分别划区，位于围壁外侧的光纤区域作为压力变化值监测区域，位于温度检测口内的光纤区域作为温度变化值检测区域，即可通过一根分布式光纤，同时对隧道外围岩的变形以及隧道内温度的变化进行监测，使用方便；
25.2.分布式光纤在经过温度检测口时，从格挡盒的侧壁进入，再从格挡盒另一侧侧壁穿出，通过格挡盒可将隧道外泥土岩石等格挡在隧道外，提高隧道防水完整性；
26.3.围壁内侧的挡风罩，可有效减少隧道中流动的空气对分布式光纤温度监测的影响，使分布式光纤对隧道内温度监测更加准确。
附图说明
27.图1是本技术实施例分布式光纤监测系统的整体结构示意图。
28.图2是本技术实施例分布式光纤监测系统的局部剖视结构示意图。
29.图3是图2中a部分的局部放大示意图。
30.附图标记说明：1、围壁；2、分布式光纤；21、光纤解调仪；3、温度检测口；4、格挡盒；41、穿孔；42、密封圈；5、张紧组件；51、活动辊；511、防滑层；52、螺孔；53、限位螺栓；54、滑块；6、挡风罩。
具体实施方式
31.以下结合附图1
‑
3对本技术作进一步详细说明。
32.本技术实施例公开一种隧道围岩变形分布式光纤监测系统。参照图1、2，包括分布式光纤2、光纤解调仪21以及围壁1。围壁1贴合在隧道的内壁上，分布式光纤2敷设在围壁1的外侧，并沿隧道的长度方向敷设，分布式光纤2与光纤解调仪21电连接。围壁1的内壁上设有温度检测口3，温度检测口3在围壁1上沿隧道长度方向均匀间隔设有多个。分布式光纤2从温度检测口3位置呈直线经过，并在经过温度检测口3时，分布式光纤2在每个温度检测口3处进出一次。
33.参照图2、3，围壁1的外壁上一体成型有格挡盒4，格挡盒4与温度检测口3一一对应，格挡盒4设置在温度检测口3处，并且格挡盒4与温度检测口3连通。格挡盒4的侧壁上，沿隧道长度方向开设有贯穿格挡盒4两侧的穿孔41，分布式光纤2从格挡盒4一侧穿孔41穿入、进入温度检测口3，再从格挡盒4的另一侧穿孔41穿出温度检测口3。
34.为了保持位于围壁1外侧的分布式光纤2长度保持固定，以及阻隔围壁1外的泥土地下水等从穿孔41处渗入格挡盒4内，穿孔41内设有密封圈42。密封圈42采用橡胶圈，密封圈42与穿孔41的内壁紧密粘接，并且密封圈42上设有通孔，供分布式光纤2穿过。密封圈42上设置有断口，方便将分布式光纤2从断口处嵌入密封圈42的通孔内。
35.为了保持分布式光纤2在温度检测口3内保持绷直定位，减小隧道中的风对分布式光纤2造成晃动等，在温度检测口3内设有张紧组件5。本实施例中，张紧组件5包括活动辊51和限位螺栓53。温度检测口3的内壁上，沿温度检测口3的轴向设有滑槽，滑槽中滑移连接有滑块54，滑槽和滑块54在温度检测口3两侧平行的侧壁上对称设置。两块滑块54之间，设有转动轴，转动轴的两端分别与两个滑块54固定连接，活动辊51转动套设在转动轴上。分布式光纤2在温度检测口3内从活动辊51的下方绕过，活动辊51的外壁上还固定粘附有一层防滑层511，防滑层511材质为橡胶，可以使拉动分布式光纤2时，活动辊51与分布式光纤2同步转动。
36.为了防止隧道中的风对分布式光纤2表层温度和温度检测造成影响，围壁1的内壁上还设有挡风罩6，挡风罩6呈斗形，挡风罩6的大小两端均为开口，挡风罩6的较小端朝向温度检测口3，挡风罩6靠近较小端的外边缘翻折有安装边，安装边与围壁1之间通过螺栓连接，使得挡风罩6与围壁1之间为可拆卸连接。
37.本技术实施例一种隧道围岩变形分布式光纤监测系统的实施原理为：使分布式光纤2间歇从隧道上的温度检测口3处伸入隧道内，通过光纤解调仪21对分布式光纤2中反馈信号进行调节，将分布式光纤2反馈的压力变化值与温度变化值分别划区，位于围壁1外侧
的光纤区域作为压力变化值监测区域，位于温度检测口3内的光纤区域作为温度变化值检测区域，即可通过一根分布式光纤2，同时对隧道外围岩的变形以及隧道内温度的变化进行监测，使用方便。
38.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。