[发明专利]一种光纤光栅测力锁脚锚管的测点保护方法

说明书

本发明涉及隧道工程测试技术领域，提供了一种光纤光栅测力锁脚锚管的测点保护方法，在测力锁脚锚管制作时，在管身外壁设置纵向凹槽，在凹槽内埋入裸光纤光栅，用航天胶进行固定；测力锁脚锚管进行现场打设时，在钻孔内放入锚固剂，再将测力锁脚锚管送入钻孔；对光纤外接引线埋设在喷射混凝土中的部分进行遮覆保护；在测力锁脚锚管打设位置的拱脚处将PVC管固定在钢架之间处，将冗余光纤封装进PVC管中；光纤尾纤的FC/APC接头封装在塑料瓶中。本发明通过一系列的措施对光纤光栅的测点进行保护，减小了埋设和测试过程中测点的磨损破坏，提高了整套测试装置的稳定性；提高了光纤应变传感器的成活率，提高了试验测试数据的完整性、准确性。

技术领域

本发明涉及隧道工程测试技术领域，特别涉及一种光纤光栅测力锁脚锚管的测点保护方法。

背景技术

在软弱围岩隧道开挖过程中，由于围岩自稳能力差，若隧道支护方法选取不当，往往会引起隧道结构变形失稳甚至塌方，因此合理的支护结构体系是隧道建设和运营安全的重要保障。锁脚锚管作为软弱围岩隧道建设中的一种支护手段，由于其结构简单、易于操作、经济实用，在控制隧道初期支护下沉和结构稳定性方面起到了至关重要的作用，因此锁脚锚管被广泛的应用于软弱围岩隧道工程建设中。但是，关于锁脚锚管的合理支护参数目前尚不够统一，给隧道设计和施工带来较大盲目性。这主要是由于目前对锁脚锚管受力特性和作用机理的认识不统一造成的。关于锁脚锚管受力特性和作用机理的研究，目前主要通过对锁脚锚管的理想化建模，采用数值和解析的方法进行分析。由于锁脚锚管的建模仍是在研究人员已有认识上进行的，若认识上有误，所分析结果的可靠性就难以保证，而采用现场测试的方法则可以很好地弥补以上方法的不足。

现有的锁脚锚管受力特性的监测手段中，基于光纤光栅技术的测力锁脚锚管装置与其他测试方法相比，具有测试数据可保持长期稳定、不受电磁干扰、数据具有连贯性、误差小、可以实现长期监测等特点，可以在隧道内复杂的现场施工环境中得到广泛的推广应用。但是由于光纤光栅制作材料比较脆弱，在埋设和测试过程中容易损坏，光栅测点易遭破坏，特别是在复杂的现场环境下进行测力锁脚锚管的埋设和测试过程中，需要对光纤和光栅测点采取一系列的保护措施来保证试验的顺利进行，而目前尚缺乏相应的保护方法及措施。

发明内容

本发明的目的就是克服现有技术的不足，提供了一种光纤光栅测力锁脚锚管的测点保护方法，以达到减少或避免传感光纤和光栅测点在测力锁脚锚管的埋设与测试过程中被损坏从而提高光纤传感器成活率的目的。

本发明一种光纤光栅测力锁脚锚管的测点保护方法，包括如下步骤：

步骤一、在测力锁脚锚管外壁设置纵向凹槽，凹槽两端设置小孔，光纤通过凹槽两端所述小孔穿入测力锁脚锚管内部再引出，将管外部的裸露光纤置于凹槽内并固定；

步骤二、所述测力锁脚锚管进行现场打设时，在钻孔内放入锚固剂，再将所述测力锁脚锚管送入钻孔；

步骤三、所述测力锁脚锚管安装至指定位置后，将测力锁脚锚管端头与钢架之间采用L型钢筋进行焊接；对光纤外接引线埋设在喷射混凝土中的部分进行遮覆保护；

步骤四、在所述测力锁脚锚管打设位置的拱脚处，将PVC管固定在钢架之间处，将冗余光纤封装进PVC管中；

步骤五、光纤尾纤的FC/APC接头封装在塑料瓶中。

进一步的，步骤一中，所述凹槽与测力锁脚锚管轴向平行；将刻有光栅的光纤放置在所述凹槽内，光纤栅区的位置与测力锁脚锚管测试断面所在的位置一一对应，光栅的方向与测力锁脚锚管的轴向方向平行，以确保试验过程中锚管管身产生的变形能精确的传递到光纤光栅上。

进一步的，步骤一中，用航天胶对所述凹槽内的光纤进行固定，并在所述测力锁脚锚管管身缠绕金属胶带对光纤光栅进行保护。