[发明专利]隧道顶板沉降监测机构及隧道顶板沉降监测方法

权利要求书

1.一种隧道顶板沉降监测方法，其特征在于，采用隧道顶板沉降监测机构，所述隧道顶板沉降监测机构包括安装组件和光纤光栅液位计(10)，所述光纤光栅液位计(10)与解调仪连接，所述安装组件包括：

管体(20)，所述光纤光栅液位计(10)设置在所述管体(20)内；

多个固定件(30)，所述管体(20)通过所述固定件(30)与隧道的顶板连接；

泵体(40)，所述泵体(40)与所述管体(20)的一端连接以向所述管体(20)中通入液体；

所述光纤光栅液位计(10)为多个，多个所述光纤光栅液位计(10)沿所述管体(20)的延伸方向间隔设置在所述管体(20)内，所述顶板具有多段，各段所述顶板对应的管体(20)的管段内均对应有至少一个所述光纤光栅液位计(10)；

所述管体(20)为波纹管，所述波纹管沿所述隧道的延伸方向设置且所述波纹管远离所述泵体(40)的一端设置有向上延伸的伸出段(21)，且所述伸出段(21)的端部具有开口结构，所述开口结构的端部相比于所述波纹管靠近所述顶板；

所述安装组件还包括水箱(60)，所述水箱(60)与所述泵体(40)连接并设置在所述隧道的底部的内壁上；

所述隧道顶板沉降监测方法包括：

所述隧道顶板沉降监测机构安装在隧道的顶板上；

将所述隧道顶板沉降监测机构固定到隧道的顶板上后，所述隧道顶板沉降监测机构的泵体(40)将恒稳压力的液体注入所述隧道顶板沉降监测机构的管体(20)内，以使所述管体(20)内充满液体且无气泡；

所述隧道顶板沉降监测机构的光纤光栅液位计(10)用于监测所述隧道的顶板的沉降值；

将所述顶板的沉降值h与预设标准沉降值进行比较，以确定所述隧道是否会发生压塌。

2.根据权利要求1所述的隧道顶板沉降监测方法，其特征在于，多个所述光纤光栅液位计(10)之间通过光缆(50)连接后与一个所述解调仪连接。

3.根据权利要求1或2所述的隧道顶板沉降监测方法，其特征在于，当所述隧道的顶板沉降时，发生沉降的所述顶板处的沉降值h与对应的所述光纤光栅液位计(10)检测到的波长λ的关系为：

其中，K_p为所述光纤光栅液位计(10)的液位与波长的比值，K_t为波长偏移量与温度的比值，λ₀为所述光纤光栅液位计(10)的初始波长，T₀为λ₀检测时的温度值，T为λ检测时的温度值，ρ为所述管体(20)内的液体的密度，g为重力加速度。

4.根据权利要求3所述的隧道顶板沉降监测方法，其特征在于，

当所述顶板的沉降值h大于所述预设标准沉降值时，所述隧道存在风险；或

当所述顶板的沉降值h小于或等于所述预设标准沉降值时，所述隧道安全。