光纤分布式温度监测系统在公路隧道中的应用

截止到2001年底，中国公路隧道总数已达1.782座，总长度704km，是世界上公路遂道最多的国家。中国也是世界上隧道和地下工程最多、最复杂、发展最快的国家。同时隧道防火做为一个新的课题也一直是各级政府及专家所高度重视的问题。公路隧道火灾具有空间狭长且相对封闭、火场温度高(可达1000度以上)、烟雾大且具有毒性等特点，因而造     

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。     

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。     

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。     

分布式光纤应变传感技术在交通基础设施监测中的研究进展

交通基础设施安全关系到人类生命和财产的安全,实时掌握其健康状态,是交通基础设施安全可靠的重要保障。现概述了分布式光纤传感技术的分类,以分布式光纤应变传感技术为基础,对光纤封装、布设、协调机制、数据解析等关键技术问题进行了分析总结,并重点阐述了其在道路、桥梁、隧道中的工程应用情况。最后,对相关问题进行了展望。     

光纤传感技术在桥梁监测中的应用研究

研究了基于光纤传感技术的桥梁健康监测方法和手段,分析了光纤传感技术在桥梁健康监测应用中的现状,展望了光纤传感技术在桥梁结构健康监测领域的应用前景,提出了今后研究中需要解决的问题。     

GPS技术在盾构隧道下穿管涵监测中的应用

 利用GPS技术进行盾构隧道下穿管涵施工水平变形跟踪监测，为盾构的推进提供水平位移参数，得到管涵受盾构隧道推进引起的水平变形规律；通过现场数据采集提出了影响GPS数据采集质量的因素；通过合理设置2个基准点，解决了测得的位移数据转换到实际需要方向上位移的问题，成功将GPS技术应用在水平位移监测中。     

无线传感网络技术在隧道变形与防灾监测中的应用研究

针对当前隧道结构变形与防灾监测手段存在的不足,对无线传感网络在隧道工程应用的可行性进行试验研究,提出一种基于材料力学的新型监测位移方法,结合不同的监测位置,建立相应的位移-倾角变化量的量测方程。通过室内管片加载试验,验证了新型位移监测方法的可行性和无线传感网络的稳定性,借助软件Smartfire进行了隧道火灾数值模拟试验,针对火灾温度场的分布情况,提出合理的监测距离和监测精度。通过室内试验和数值模拟,对无线传感网络的硬件及布置方案均提出相关指标,以满足工程实时监测要求。     

基于BOTDA的隧道变形监测技术研究

文章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。     

分布式光纤在公路隧道火灾监控中的应用研究

分布式光纤相对于传统的温度传感系统具有灵敏度高、抗干扰能力强的优点。基于光纤拉曼散射效应和布里渊光时域分析技术的测温原理,对分布式光纤温度传感系统的优点进行了对比分析。针对公路隧道火灾的特点,结合某隧道火灾监控需求,设计了一套隧道火灾监控预警消防系统。通过模拟点火试验,对监控数据进行分析,验证了该隧道火灾监控预警消防系统的可靠性。     

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。     

公路隧道施工变形监测精度要求探讨

隧道周边收敛和拱顶下沉监测是判断围岩支护效果、二次衬砌施作时间、隧道动态信息化设计与施工以及保证隧道施工安全的重要措施。现有JTG F60-2009《公路隧道施工技术规范》对隧道周边收敛和拱顶下沉监测的精度要求为0.1 mm,明显高于铁路隧道施工和基坑工程变形监测0.5~1.0 mm的精度要求,且公路隧道的实际监测精度很难达到规范规定的精度要求。总结现有公路隧道、铁路隧道和其他规范的具体监测内容和要求,结合现有隧道施工监测仪器的精度技术指标,参照隧道设计规范规定的预留变形量、隧道施工阶段变形监测统计结果和基坑工程监测规范的精度要求等,建议将公路隧道周边收敛和拱顶下沉监测的精度要求修改为0.5~1.0 mm。0.5~1.0 mm的监测精度要求可以保证公路隧道的施工安全,促进高精度全站仪等非接触量测方法和仪器在公路隧道施工变形监测中的应用和推广,提高公路隧道施工变形的监测效率,避免因达不到JTG F60-2009《公路隧道施工技术规范》规定的监测精度要求而引发的监测数据造假现象。     

光纤传感技术在城市地铁工程监测中的应用

以广州地铁五号线小北站工程为例,介绍光纤传感技术的基本原理及光纤传感监测系统的组成,阐述其在城市地铁工程监测的应用方法和监测成果,通过对温度、混凝土应变规律、钢筋应变计的监测结果分析,表明光纤传感器耐腐蚀,反应灵敏且数据稳定,能够细微地反映出各种变化,在地下工程监测中具有广阔的应用前景,但由于首次将光纤传感器应用在地下工程监测,还存在测点选择不典型、光纤传感器对应变和温度交叉感应、对测点保护不够等不足之处。     

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。     

测量机器人隧道施工自动变形监测的实现

使用传统测量仪器对隧道施工过程中隧道结构体进行变形监测时,数据采集、数据处理和预报过程相互独立,很难及时反映隧道自身安全。为了解决这一问题,基于测量机器人的隧道自动变形监测进行了研究与实现,介绍了以测量机器人为变形监测仪器,通过光纤和网络技术,使用VB编程语言和GeoCOM接口技术,采用SQL Sever数据库,实现远程控制测量机器人进行监测数据的自动采集和存储,并由计算机自动进行数据分析处理、自动预警和报警,从而达到自动监测隧道变形的目的,为隧道施工提供安全保障。从整个系统的硬件组成、软件构成及设计开发、成果处理及输出等方面,分别进行了论述。提出的隧道施工自动变形监测思路和方法,对隧道信息化施工中自动变形监测具有积极的参考意义。     

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。     

监控量测在隧道大变形治理中的运用

结合黄塔高速公路长干1号隧道大变形段的施工实践,选取有代表性的断面进行现场观察、围岩位移量测、轴力锚杆量测和对各种钢筋应变计的应变量测,依据量测的有效数据,及时提出了增加临时钢支撑和临时仰拱、增设锁脚钢管、地表回填注浆、洞身注浆加固等方案,使黄塔高速顺利通过隧道大变形段。