[发明专利]高水头长隧洞中安全监测仪器的埋设安装结构及安装方法

说明书

本发明公开了一种高水头长隧洞中安全监测仪器的埋设安装结构及其具体的安装方法，其中埋设安装结构包括若干隧洞监测断面埋设安装单元，隧洞监测断面埋设安装单元包括临时保护木箱以及若干光纤光栅监测仪器，各光纤光栅监测仪器均连接有线缆，临时保护木箱为梯形，其顶部具有可打开的盖板，一侧具有隧洞中长渠侧面相适应的斜面，箱体上设置有开口，各光纤光栅监测仪器接出的线缆均通过所述开口引入至临时保护木箱内，线缆用于连接临时光缆或主传输光缆。本发明方案能够有效保护监测仪器引出尾缆，提高仪器埋设完好率和监测资料的完整性，且同一个监测断面的光纤光栅仪器的波长测值尽量不重复，提高系统波分复用效率。

技术领域

本发明属于岩土工程安全监测技术领域，具体涉及高水头长隧洞中安全监测仪器的埋设安装结构及其安装方法。

背景技术

在岩土工程中必须安装安全监测仪器对现场的各个环节进行监测，以便在出现异常时进行预警从而及时采取对应手段。安全监测仪器如钢筋计、应变计、渗压计等一般采用差动电阻式、振弦式等电式传感器。近年来，随着长距离输调水工程的实施以及光纤光栅传感及解调技术的发展，基于光纤Bragg光栅(Fiber Bragg Grating,简称FBG)传感器在引水工程中逐步得到应用，这是由于光纤光栅仪器具有长距离信号传输、灵活组网、抗电磁干扰、绝缘要求低等等优势。

在隧道施工中安装监测仪器一直属于施工中的难点，因为隧道距离长、空间小、施工也较粗放，这就导致隧道施工对安全监测仪器的安装、保护难度相对其他工程来说要大，甚至根本无法安装，有时即使安装到位，但在隧洞浇筑过程中，也易对监测仪器造成损坏。而且，隧洞衬砌浇筑过程中的数据完全无法采集。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种高水头长隧洞中安全监测仪器的埋设安装结构及其具体的安装方法，能够实现在长隧洞之中对安全监测仪器的快速稳定安装。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

高水头长隧洞中安全监测仪器的埋设安装方法，包括如下步骤：

步骤一，开挖清基完成后，开始绑扎钢筋，在钢筋绑扎完成前在本仓内同步安装模板台车轨道，同时模板台车在邻仓混凝土位置装配完成，在同一隧洞监测断面钢筋上沿圆周方向安装多个光纤光栅监测仪器，在隧洞底部钢筋上固定易拆除的临时保护木箱，所述多个光纤光栅监测仪器接出的尾缆自临时保护木箱开口处引入临时保护木箱内；

步骤二，监测仪器尾缆进入临时保护木箱后，将这些尾缆逐个串联起来，保护木箱开口处与线缆之间的空隙采用膨胀泡沫密封，避免混凝土砂浆进入；

步骤三，将各光纤光栅监测仪器串接后与引到下仓混凝土的临时光缆连接，采用便携式光纤光栅解调仪测试是否能正常采集连接的全部监测仪器波长，如有波长重叠，则调整串接方式，直至正常测量；

步骤四，模板台车沿隧道轴向方向的轨道移入混凝土浇筑部位，在各项工作完后，模板台车展开，在其他异形部位用木模封闭后浇筑混凝土，在模板台车进入仓面后浇筑混凝土时，按要求的数据采集频次测量；

步骤五，混凝土完成初凝后，移走模板台车，将预埋的保护木箱挖出，连接仪器的引出尾缆直接在监测断面的仰拱部位逐个采集数据；

步骤六，衬砌施工完成后，拆除临时保护木箱并将其取出，将光缆熔接保护盒安装在临时保护木箱在衬砌内留下的空间，将光纤光栅监测仪器串联或并联后熔接到主光缆，调试完成后最后全部用混凝土回填。

进一步的，同一个监测断面的同一组内的光纤光栅仪器的波长测值不重复。

进一步的，光纤光栅监测仪器设至少1个光栅，当设置2个及以上光栅时，每2个光栅间设缓冲区0.5nm。

进一步的，所述步骤二中串联数量小于5个传感器或10个波长。