[发明专利]基于自加热光缆的铁路隧道渗漏长距离分布式监测方法

说明书

本发明公开了一种基于自加热光缆的铁路隧道渗漏长距离分布式监测方法，包括以下步骤：i.沿隧道渗漏水风险点预埋自加热光缆，所述自加热光缆包括加热铜丝和温敏光纤；ii.自加热光缆连接至分布式测温光纤解调仪和加热控制设备；iii.分布式测温光纤解调仪和加热控制设备连接至计算机；iv.计算机控制自加热光缆进行恒功率加热；v.计算机根据光缆沿线升温速率判断漏水点位置。本发明将温敏光纤和加热铜丝封装后便于施工期间的预埋安装，加热控制设备和计算机则保证了加热能耗可控和监测工作的自动化，运营期监测成本较人工巡检大大降低。

技术领域

本发明涉及铁路隧道工程领域，具体是一种基于自加热光缆的铁路隧道渗漏长距离分布式监测方法。

背景技术

随着我国铁路事业的发展，隧道工程数量也在不断增多，由于隧道建设期间勘察、设计、施工缺陷以及运营期结构维护不利等因素造成的隧道结构渗漏水已经成为了铁路隧道安全运营的重大威胁。隧道渗漏水除了会造成衬砌背后脱空、钢筋腐蚀等结构性危害外，还会影响隧道内带电设备的正常工作，引发短路等问题，必须引起铁路运营单位的足够重视。

隧道渗漏水多发生于施工缝、变形缝、伸缩缝处以及拱顶浇筑质量差的部位等，目前铁路运营单位对于隧道渗漏的监测主要天窗时间人员巡检的方式，人工成本高，监测效率低，分布式传感技术的发展为铁路隧道渗漏水自动化监测带来了可能。

目前国内外已经研发出了准分布式的渗漏水感测元件和基于铠装层湿敏力学特性的分布式渗漏水感测线缆，其中，准分布式渗漏水感测元件虽然可以通过提高元件布设数量接近分布式监测的效果，但是其成本较高，多应用于渗漏水高风险点的短期监测。基于铠装层湿敏力学特性的分布式渗漏水感测技术使用带有湿敏力学特性的铠装层包裹感测光纤，在渗漏水发生时铠装层发生应变，带动内部感测光缆变形，通过分布式光纤应变传感技术间接感测出渗漏水发生位置，但是这种技术中铠装层在干湿交替工况下的感测精度和可靠性难以保证，适用于一次性报警，难以胜任隧道全生命周期渗漏水感测。

目前国内暂无铁路隧道通过施工期预埋感测元件实现运营期长距离渗漏水分布式感测的工程实例，因此需要提出针对性的，具有可实施性的铁路隧道渗漏水分布式感测方法。

发明内容

本发明就是为了解决上述技术问题，所提供了一种基于自加热光缆的铁路隧道渗漏长距离分布式监测方法。

本发明是按照以下技术方案实现的。

一种基于自加热光缆的铁路隧道渗漏长距离分布式监测方法，包括以下步骤：

i.沿隧道渗漏水风险点预埋自加热光缆，所述自加热光缆包括加热铜丝和温敏光纤；

ii.自加热光缆连接至分布式测温光纤解调仪和加热控制设备；

iii.分布式测温光纤解调仪和加热控制设备连接至计算机；

iv.计算机控制自加热光缆进行恒功率加热；

v.计算机根据光缆沿线升温速率判断漏水点位置。

进一步的，步骤i中沿隧道渗漏水风险点布设自加热光缆，自加热光缆预埋于隧道结构内或嵌入变形缝中。

进一步的，所述隧道渗漏水风险点为拱顶、拱脚、变形缝、施工缝处。

进一步的，步骤ii中将自加热光缆中的温敏光纤连接至分布式测温光纤解调仪，自加热光缆中的加热铜丝连接至加热控制设备。

进一步的，步骤iii中将分布式测温光纤解调仪和加热控制设备分别通过无线网卡和rs232接口连接至计算机，通过受激布里渊时域分析技术中的相关公式将温敏光纤光信号波长转化并输出为光纤沿线温度分布情况。

进一步的，步骤iv中计算机控制加热控制设备，为自加热光缆中的加热铜丝供电，使其加热升温，加热功率恒定且持续一定时间。