分布式光纤技术在隧道变形监测中的应用

目前，隧道的安全服役离不开安全监测和预警，分布式光纤技术为隧道的安全运营提供一种全新的技术保障手段。为解决隧道的差异性沉降监测难题，从实验室内光纤轴向拉伸监测变形和Z字形布线方式监测差异沉降的原理及其在某隧道内的应用效果2个方面，阐述分布式光纤监测技术在隧道工程中的应用。无论室内的等级光纤拉伸和还是Z字形布线方式，位移和应变的对应关系都呈现出良好的线性比例关系，为工程实际应用提供理论依据。从工程监测结果来看，分布式定点应变感测光缆能实现对管片接缝变形的准确定位和毫米级接缝宽度感知，Z字形光缆布设方式也能对隧道内管片差异沉降实现精准感知，充分体现分布式光纤监测技术在隧道结构健康监测中的鲜明优势。     

基于光纤光栅的高速公路隧道机电设备安全监测

采用全光纤系统对高速公路隧道内机电设备进行监测,能够有效降低公路隧道机电工程监控设备的复杂程度。利用光纤光栅传感器对隧道机电设备的多种状态进行综合监测,能够实时了解机电设备的健康状态,为公路隧道的安全运营提供保障,并且具有电绝缘、安装简便、反应灵敏、实时高效的优点。     

公路边坡分布式智能光纤监测技术及应用

如何准确高效监测与研判高速公路建设与运维过程中边坡失稳与滑坡等灾害信息，是公路边坡工程中极为重要的工作内容。分布式光纤传感技术，因其可远距离对监测对象进行全覆盖动态监测等特点，成为境内外重大边坡工程灾害监测预警的手段。基于云南曲靖东过境段公路边坡实时在线健康监测系统项目研究与实践，简要阐述了分布式光纤传感监测技术的基本原理、方法、数据采集、研判及系统施工中的关键技术，建立了一套完整的监测预警体系。通过近5年的运维监测及数据研判，表明分布式光纤监测系统技术可靠、采集实时、传输稳定、灵敏度高，可满足公路潜在滑坡的变形动态监测及预警预报，可供类似工程借鉴与推广，具有较高的经济价值及安全价值。     

光纤感测技术在轨道交通运营线路中的应用

为解决城市轨道交通工程在施工和后期运营过程中隧道差异沉降、结构变形、基坑渗水与失稳及周边建筑物变形等安全问题。依托宁波市轨道交通运1 号运营线,采用分布式光纤传感技术实现长距离隧道的管片变形和差异沉降监测,利用布拉格光纤光栅技术实现了隧道断面和结构变形自动化监测,结果显示监测段隧道变形较小,较为稳定。项目的成功实施,证明了光纤传感技术在轨道交通工程结构监测中的有效性,具有广泛的应用和推广价值。     

隧道火灾分布式光纤感温和视频图像探测技术试验研究

按照"预防为主,防治结合"的基本策略,火灾自动探测系统装备是近年来是公路隧道火灾主动防控的关键技术手段。在系统梳理国内外典型隧道火灾自动检测技术的基础上,以云南山区公路典型隧道为实验现场,通过控制隧道火灾的主要影响因素,模拟5种不同火灾工况,试验比较分布式光纤感温和视频图像探测系统及装备的火灾预警响应时间,分析不同风速、不同火灾大小下系统表现性能。实证结果表明:图像型火灾探测技术系统检测的准确性和可靠性高,比分布式光纤感温火灾探测器的环境适应性强。     

卡尔曼滤波在光纤测温隧道火灾监测系统中的应用

公路隧道具有结构封闭且狭长的特殊性,隧道内的环境温度监测系统,需要在保证连续实时测量的同时,不引入额外风险。光纤测温技术具有测量连续实时、现场无需供电等优点,适合用于公路隧道的环境温度监测。所以对测温信号进行合理的处理和分析,提升监测的有效性,是需要重点研究的问题。文中采用卡尔曼滤波方法进行光纤测温系统的滤波降噪,并与现有方法进行比较,由实验结果可得,采用卡尔曼滤波方法的测温系统,其工作效果具有更好的实时性和灵敏度,可对高速公路隧道中的温度异常情况进行及时有效地反馈。     

分布式光纤传感技术在公路隧道中的应用

由于隧道火灾造成的危害极大,因而隧道温度监测对于隧道安全起着十分重要的作用。很多以电信号为工作基础的温度传感器在监测时会受到电磁信号的干扰,造成对监测的不稳定和不准确。分布式光纤测温传感器,其测温原理是拉曼散射和光时域反射（OTDR）技术,具有测温距离长、抗强电磁干扰、工作稳定、测温精度高等优点,能实时有效地对隧道温度进行监测,在隧道温度监测上具有很好的应用前景。     

隧道结构围岩变形监测技术研究进展

综述隧道变形监测技术的现状,讨论该领域的研究热点,指出基于测量机器人、基于三维扫描技术、分布式光纤监测技术和基于影像的多传感器集成远程在线监测系统是隧道变形监测的重要发展方向.     

基于分布式传感光纤的隧道二次衬砌全寿命应力监测方法

应用气吹灌浆铺设技术将分布式光纤传感器埋入二次衬砌混凝土内部,并将光纤传感器时变应力场监测结果与施工初期埋入的传统传感器初始应力场叠加,得到隧道二次衬砌的长期真实应力水平;通过对采用气吹灌浆铺设的光纤传感器进行标定试验,对二次衬砌长期应力场的监测断面进行应力水平分析,提出将时间序列分析方法应用于所有监测断面健康状态评估。结果表明:所提出的方法能够实现对隧道二次衬砌的全寿命健康诊断与评估。     

分布式光纤传感器用于连续配筋混凝土路面健康监测的试验研究

介绍了一种先进的分布式光纤传感器技术。即布里渊光时域反射计（BOTDR）。在连续配筋混凝土路iN（CRCP）中布置了BOTDR分布式光纤传感系统,对路面板中连续钢筋和混凝土应变进行实时监测。研究结果表明,BOTDR在公路桥梁等一些土木工程结构的健康监测中具有重要的应用前景。     

太阳光光纤照明在短隧道中的应用方案研究

针对公路隧道照明能耗过高、孤零短隧道供电困难等问题,提出利用太阳光光纤照明技术进行短隧道照明的应用方案。根据我国《公路隧道照明设计细则》对短隧道照明设计的规定,建立短隧道照明需求与太阳光光纤照明系统规模之间的关系,并以具体短隧道为例,进行太阳光光纤照明系统的设计及节能效益分析,为太阳光光纤照明在短隧道中的应用提供指导意见。     

分布式光纤传感技术在地铁隧道振动监测中的应用

针对目前地铁隧道振动状态缺乏连续实时监测方法的问题,提出利用分布式光纤传感技术对地铁隧道运营过程中的振动状态进行监测。传感系统可以对隧道内列车行驶的异常振动情况进行实时监测,同时探测地铁引起的环境振动噪声,并且准确判别出异常振动信号,同时保证极低的误报率。监测方式具有良好的连续性和实时性,而且成本低,布设方便,利于实际工程应用。     

光纤光栅测温结合红外火焰探测器在公路隧道火灾监测中的应用

公路隧道结构封闭狭长、救援空间有限,因此公路隧道的火灾探测对系统的反应时间和准确率具有更高的要求。文中将光纤光栅测温技术和火焰探测器技术进行结合应用,更有利于高速公路隧道火灾的实时监测。使用光纤光栅作为温度传感器,能够快速探测到隧道环境温度的变化,且传感器结构稳定;而对于火灾初期范围较小的火焰,暂时未能引起环境温度的明显上升,使用三波长红外火焰探测器,则能够及时检测到火焰,该系统能够在无漏报的同时做到少误报,可以作为公路隧道消防安全的重要保障。     

隧道爆破震动对临近建筑物安全影响研究

通过对城万快速公路通道庙坝隧道出口临近建筑物爆破震动速度进行监测,多次试验结果表明:隧道临近建筑的垂直振速大于径向振速和切向振速,只需监测其垂直振速即可;山区建筑物大多依山而建,其后的挡土墙或土台阶可以削弱隧道爆破振动对房屋的破坏,起到隔震作用,尤其是当台阶高度大于0.5m时,其隔振效果明显增强.     

基于BOTDA的隧道变形监测技术研究

由于隧道工程所处环境的特殊性与复杂性,为保证安全运营,须对其进行长期变形监测,提出了一种将气吹敷设传感光纤法和真空灌浆固定传感光纤法相结合的光纤传感器铺设方法。该方法能在较短施工期内将分布式光纤传感器准确埋入混凝土内部,同时采用经典剪滞理论分析了该方法铺设的传感光纤感应结构应变的有效性,并结合工程应用介绍了基于分布式光纤传感系统的隧道变形监测技术的基本方法。     

混凝土桥梁预埋分布式传感光缆应变监测研究

以安阳绕城高速公路桥为背景,在预制T梁时,成功地将金属铠装光缆预埋进钢筋混凝土结构中,桥梁建设完成后,将预埋的分布式传感光缆连接分布式光纤解调设备。通过荷载试验将分布式光缆测量结果与传统的光纤光栅应变片做对比,结果表明,分布式光纤传感技术测得的应变值不仅与应变计测值相一致,而且能够得到桥梁纵向的连续应变分布,通过预制分布式传感光缆技术可以实现桥梁全寿命周期的应变监测。     

光纤光栅传感器在高速公路隧道围岩变形实时监测中的应用

公路隧道工程的监测环境复杂,监测对象受到时空限制和施工环境制约,基于传统的机电测试技术的监测方法,很难实现远程实时动态监测。本文以张涿高速公路东马各庄隧道工程为背景,提出了一套关于隧道围岩动态实时监测所用光纤光栅传感器的选型、安装、调试的方法。对东马各庄隧道典型剖面的围岩位移、围岩压力和温度实现了远程动态实时监测。监测结果具有较好的稳定性,对类似工程具有很好的指导意义。     

基于分布式光纤传感技术的钢板桩施工全过程演化规律

布里渊光时域分析仪(BOTDA)分布式光纤技术近年来广泛应用于结构健康监测,该技术能够准确有效地监测结构体的温度和应变。该文将此技术应用于钢板桩围堰施工过程中应变、弯矩和挠度等检测;开展了光纤传感器室内应变标定试验;提出了一套光纤传感器的埋设工艺;通过工程实例验证了分布式光纤传感技术应用于围堰钢板桩检测的可行性。研究结果表明:该技术对钢板桩的分布式检测是行之有效的方法,与土压力盒、应变片等传统监测手段比较,分布式光纤传感器的优点有分布式测量、抗磁干扰、耐高温、防水、抗腐蚀、便于安装、容易实现长距离监测等优点。分布式光纤测试方法可作为一种新型钢板桩围堰测试技术,具有重要的应用和推广价值。     

FBG和BOTDR在隧道中的联合应用

基于光纤的固有物性属性,光纤传感器已成为智能结构的首选智能材料。2003年,光纤传感器首次应用于云南省的隧道监测——嵩待高速公路的白泥井3号隧道。在点式和分布式光纤传感器的联合监测系统中,光纤Bragg传感器在每断面上有5个粘贴点,而Brillouin OTDR按3条纵向和一条绕拱粘贴。     

基于互联网技术的公路隧道围岩常规位移监测分析平台

信息化是当前隧道施工管理的必然趋势,针对公路隧道监控量测信息化建设要求,采用PHP编程语言,结合Mysql的数据存储功能、最小二乘法及回归模型的分析原理,研发基于互联网技术的公路隧道围岩常规位移监测分析平台。该平台实现了在网络上对公路隧道监测断面数据的录入存储、回归分析、围岩稳定性判别及隧道围岩最终位移变形量与二次衬砌时间预估等功能。通过网络访问该平台,可使不在现场的参建人员及时掌握隧道监测数据及分析结果,可为支护结构的调整和变更提供更有效率的依据,进而提高公路隧道的管理效率。