CN206594075U - 一种隧道二衬碳涂覆光纤混凝土裂缝监测*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种隧道二衬碳涂覆光纤混凝土裂缝监测***，该***包括拱圈、边墙、碳涂覆光纤、光电转换器、光纤终端盒、传输光缆、光纤传感解调主机、显示器、数据采集器、信号处理器、报警器、衬砌工作面；碳涂覆光纤按照“W”字形布置在隧道衬砌区，隧道口附近设置光纤终端盒，碳涂覆光纤通过光纤终端盒和光电转换器与传输光缆相连，传输光缆与监控室的光纤传感解调主机相连。通过所述隧道二衬碳涂覆光纤混凝土裂缝监测***，可以对隧道二衬过程中产生的混凝土裂缝进行实时监测，保证了检测衬砌质量的可靠性，间接地保障了隧道施工质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种混凝土裂缝监测***，尤其涉及一种隧道二衬碳涂覆光纤混凝土裂缝监测***。
背景技术
随着技术的不断发展和运营的需要，公路隧道趋势是越修越长、越修越宽，技术越来越难、越复杂。隧道二衬混凝土裂缝是隧道工程常见的病害之一，它的出现不仅会降低二衬混凝土的抗渗能力，影响二衬的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响二衬质量。
目前，传统检验二次衬砌时一般采用直接眼观法和打孔抽查的方法评价质量。目测法由于人为操作的因素较高往往容易出现较大的误差；而打孔抽查法是利用钻空来探测衬砌厚度和空洞，尽管这种方法较为直观，但是钻孔容易对隧道防排水***造成破坏，减少隧道使用寿命。而光纤裂缝传感技术是一种新型的混凝土裂缝监测技术，集传感和传输于一体，光纤既是感应器又是传输通道。本***中的碳涂覆光纤是一种新型光纤，同时也是一种利用光纤微弯效应制作的光纤传感器，碳涂覆光纤具有高分辨率，动态范围明显优于普通单模光纤，从而弥补普通光纤应用于光纤裂缝传感时的某些缺陷，且碳涂层对光纤的光学性能没有影响，具有极高的抗疲劳性能和抗氢渗透性能，可以在隧道恶劣环境下长时间运行，进行长距离的信号传输。
发明内容
针对上述问题，本实用新型提供了一种隧道二衬碳涂覆光纤混凝土裂缝监测***，利用光纤传感技术对隧道二衬过程中产生的混凝土裂缝进行实时监测，保证了检测衬砌质量的可靠性，间接地保障了隧道施工质量，避免了隧道使用过程中安全事故的发生。
本实用新型的技术方案：一种隧道二衬碳涂覆光纤混凝土裂缝监测***，包括拱圈1、边墙2、碳涂覆光纤3、光电转换器4、光纤终端盒5、传输光缆6、光纤传感解调主机7、衬砌工作面12；碳涂覆光纤3按照“W”字形布置在隧道衬砌区，隧道口附近设置光纤终端盒5，碳涂覆光纤3通过光纤终端盒5和光电转换器4与传输光缆6相连，传输光缆6与监控室的光纤传感解调主机7相连。
进一步的，所述光纤传感解调主机7包括显示器8、数据采集器9、信号处理器10、报警器11，光纤传感解调主机7从传输光缆6获取的电信号经过数据采集器9进行收集汇总，再由信号处理器10进行数据处理，在显示器8中得出隧道二衬区混凝土裂缝的情况，同时将信息反馈给报警器11，一旦混凝土出现裂缝，就会发出相应的报警信息。
本实用新型的工作原理：根据衬砌区推进速度，沿衬砌工作面推进方向每隔一段距离预置一扎一定长度的光纤，能够使光纤随着模板台车的移动而置入混凝土衬砌区，衬砌区内的光纤采用“W”字形布置，增大了测温范围，然后碳涂覆光纤利用光纤微弯效应感知隧道衬砌区混凝土结构的裂缝和应变，经过光电转换器将光信号转换为电信号，再经过传输光缆将电信号传输给监控室的光纤传感解调主机，从而可以实时监测隧道衬砌区混凝土结构的裂缝。
本实用新型的有益效果是：所述***基于光纤传感技术，通过光电转换器和光纤传感解调主机，可以对隧道二衬区进行广泛的裂缝进行监测预警，***安全指数高、稳定性能好，可以在隧道恶劣环境下长时间运行，进行长距离的信号传输，能够准确反映隧道二衬区混凝土裂缝的出现情况，进行及时的预警，防范于未然，保证了隧道工程的施工质量，避免了衬砌区混凝土质量事故的发生。
附图说明
图1为本实用新型的隧道衬砌区碳涂覆光纤铺设示意图；
图2为本实用新型的隧道横断面结构示意图；
图3为本实用新型的光纤传感解调主机结构示意图。
图中各标号为：1-拱圈、2-边墙、3-碳涂覆光纤、4-光电转换器、5-光纤终端盒、6-传输光缆、7-光纤传感解调主机、8-显示器、9-数据采集器、10-信号处理器、11-报警器、12-衬砌工作面。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步说明，但本实用新型内容并不限于所述范围。
实施例1：如图所示，一种隧道二衬碳涂覆光纤混凝土裂缝监测***，包括拱圈1、边墙 2、碳涂覆光纤3、光电转换器4、光纤终端盒5、传输光缆6、光纤传感解调主机7、衬砌工作面12；碳涂覆光纤3按照“W”字形布置在隧道衬砌区，隧道口附近设置光纤终端盒5，碳涂覆光纤3通过光纤终端盒5和光电转换器4与传输光缆6相连，传输光缆6与监控室的光纤传感解调主机7相连。
实施例2：如图所示，一种隧道二衬碳涂覆光纤混凝土裂缝监测***，包括拱圈1、边墙 2、碳涂覆光纤3、光电转换器4、光纤终端盒5、传输光缆6、光纤传感解调主机7、衬砌工作面12；碳涂覆光纤3按照“W”字形布置在隧道衬砌区，隧道口附近设置光纤终端盒5，碳涂覆光纤3通过光纤终端盒5和光电转换器4与传输光缆6相连，传输光缆6与监控室的光纤传感解调主机7相连。进一步的，所述光纤传感解调主机7包括显示器8、数据采集器9、信号处理器10、报警器11，光纤传感解调主机7从传输光缆获取的电信号经过数据采集器9 进行收集汇总，再由信号处理器10进行数据处理，在显示器8中得出隧道二衬区混凝土裂缝的情况，同时将信息反馈给报警器11，一旦混凝土出现裂缝，就会发出相应的报警信息。
Claims (2)
1.一种隧道二衬碳涂覆光纤混凝土裂缝监测***，其特征在于：包括拱圈(1)、边墙(2)、碳涂覆光纤(3)、光电转换器(4)、光纤终端盒(5)、传输光缆(6)、光纤传感解调主机(7)、衬砌工作面(12)；碳涂覆光纤(3)按照“W”字形布置在隧道衬砌区，隧道口附近设置光纤终端盒(5)，碳涂覆光纤(3)通过光纤终端盒(5)和光电转换器(4)与传输光缆(6)相连，传输光缆(6)与监控室的光纤传感解调主机(7)相连。
2.根据权利要求1所述的隧道二衬碳涂覆光纤混凝土裂缝监测***,其特征在于：所述光纤传感解调主机(7)包括显示器(8)、数据采集器(9)、信号处理器(10)、报警器(11)，光纤传感解调主机(7)从传输光缆(6)获取的电信号经过数据采集器(9)进行收集汇总，再由信号处理器(10)进行数据处理，在显示器(8)中得出隧道二衬区混凝土裂缝的情况，同时将信息反馈给报警器(11)，一旦混凝土出现裂缝，就会发出相应的报警信息。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107727836A (zh) * | 2017-11-27 | 2018-02-23 | 招商局重庆交通科研设计院有限公司 | 含喷涂层的隧道衬砌裂缝测定实验装置及方法 |
| CN113465636A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-10-01 | 中交第一公路勘察设计研究院有限公司 | 隧道二衬分布式光纤自动铺设装置及方法 |
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