本技术涉及一种隧道围岩沉降和收敛监测技术及其设备。该技术包括:沿隧道环向布置光纤传感链;通过耦合器A将可调谐激光器产生的连续波长扫频光分为两束;一束光用于激发传感链,另一束光作为参考光;通过解调器接收反射光并计算光频变化;根据光频变化量计算围岩位移,实现实时监测。该装置能有效监测隧道围岩的沉降和收敛情况,保障隧道安全。
背景技术
目前工程中常用的隧道沉降和收敛测量方法有全站仪测量法、收敛计法、水准仪测量法、微波雷达和超声波检测技术。其中,全站仪法利用全站仪进行三维坐标测量,从而得到隧道沉降和收敛的数据,测量效率较好;收敛计法即使用收敛计测量隧道周边围岩收敛,操作简单;水准仪测量法使用精密水准仪、水准尺进行沉降观测,测量精度较好;微波雷达能够穿透隧道围岩,检测深部的变形情况;超声波检测技术能够检测岩石内部的裂隙等细微变化。
但是在隧道沉降收敛监测中,不同的方法各有优缺点。全站仪测量法虽然效率高,但容易受到隧道内驶过物体的风动、震动等外界因素的影响,导致数据稳定性差;收敛计法操作简单但可能对隧道造成破坏且数据稳定性差;另外该方法只能测量隧道周边的收敛情况,无法全面反映隧道整体的变形情况;水准仪测量法精度高但操作复杂且监测范围有限。微波雷达成像分辨率相对较低,对复杂结构的解释能力有限,且受到地质介质影响。超声波检测技术对复杂结构的深部应用有限,需要清晰的声波传播路径。因此,在选择监测方法时需要根据具体工程情况和需求进行综合考虑。
对此,本申请基于光频域反射技术(Opticalfrequency domain reflectometry,OFDR技术)提供一种方案,从而为隧道掌子面等变形场的大范围测量提供有效的手段,以解决相关技术中隧道监控测量手段大都只能获取隧道局部点的变形,难以监测整个隧道的变形的缺陷。
实现思路