一种分布式传感光缆长距离隧道快速布设装置及方法与流程

本发明属于土木工程光纤监测技术领域，具体涉及一种分布式传感光缆长距离隧道快速布设装置及方法。

背景技术：

光纤传感技术，是20世纪70年代依托光导纤维材料和光纤通信技术两方面的发展而快速发展起来的一种新型传感检测技术，它以光纤作为媒介、光为载体，能实现(准)分布式实时的传感长距离的外部被测量信息，具有抗电磁和耐腐蚀性强、轻便灵巧等优势。近年来该技术被应用于土木工程的各个方面，在隧道工程领域也得到了广泛应用。

相较于传统的常规传感器，光纤传感技术具有很好的抗电磁干扰能力，这在检测应用中尤为重要。特别的，分布式光纤传感技术能实现对光纤沿线的物理量进行感测、传导和定位。布设光纤的沿线产生裂缝、渗漏等损坏前必然出现应变、温度等变化，分布式光纤传感技术基于上述性能可进行大范围的实时监测，避免了人为经验判断的不合理性，大幅度降低漏测漏报的机率，提供及时、准确的重要信息，在长距离隧道工程领域更突显出技术优势。

目前分布式光纤感测监测技术存在的问题包括以下几点：采用的是纤细、强度较低的光纤，布设难度大，成果率低；采用了高强度的分布式传感光缆，存活率得到了保障，但是采用上下固定片压合的方式进行光缆固定，一方面容易造成光缆损伤，一方面对点位位置要求较高，且两次夹具固定，布设效率较低；为了解决上述问题，提出一种分布式传感光缆长距离隧道快速布设装置及方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种分布式传感光缆长距离隧道快速布设装置及方法，针对分布式光纤传感技术逐渐广泛的应用需求，以及在长距离隧道布设中还存在的施工效率低、安装要求高的问题，进行系列优化设计，使分布式光纤技术在长距离隧道工程中应用更为简易、高效。

本发明提供了如下的技术方案：

一种分布式传感光缆长距离隧道快速布设装置，包括定点式应变感测光缆和配套固定夹具，所述定点式应变感测光缆包括光缆内芯，所述光缆内芯外侧包裹有光缆护套，所述光缆护套外侧套设有若干定点点位套，所述定点点位套外侧环向设有若干凸起状的加筋环；所述配套固定夹具以金属材料作基底，且为薄片带状，所述配套固定夹具中部对应所述定点点位套设有弯曲槽，所述弯曲槽内壁对应所述加筋环向外延伸设有环槽，所述配套固定夹具两侧四周分别设有固定孔位。

进一步的，所述光缆护套、所述定点点位套和所述加筋环为一体成型结构。

进一步的，所述配套固定夹具为不锈钢材质。

进一步的，所述配套固定夹具覆盖安装在所述定点点位套外侧，使得所述弯曲槽与所述定点点位套外壁契合，所述环槽与所述加筋环契合，所述固定孔位距离安装位置有0.5-1mm冗余，并通过铆钉压制紧密。

一种分布式传感光缆长距离隧道快速布设方法，包括以下步骤：

s1、定点：按照设计线路，标记配套固定夹具以及固定孔位的定点位置；s2、钻孔：根据标记的定点位置，用手枪钻根据孔深要求钻孔；s3、首点固定：确定第一个定点位置，通过铆钉，采用配套固定夹具将定点点位套固定；s4、预拉固定：将光缆内芯及光缆护套水平预拉伸，采用拉力计人为控制拉伸重量保持不动，快速安装配套固定夹具，然后向后移动拉伸配重的拉力计，安装下一点，以此类推安装剩余所有定点位置的配套固定夹具；s5、检测：定点式应变感测光缆阶段性布设完成后，采用分布式应变解调仪采集应变数据。

进一步的，所述拉力计与所述光缆内芯及所述光缆护套通过软绳固定连接，人为控制拉力计数值，直至对应定点位置安装完毕。

本发明的有益效果是：

本发明一种分布式传感光缆长距离隧道快速布设方法，具有以下优点：

1.采用定点固定方式，测试段为相邻两定点点位套之间的平均应变，极大提升了光缆抗大变形能力，避免局部过大变形大致光缆错断；

2.定点式应变感测光缆的定点点位套与配套固定夹具嵌入式匹配，且配套固定夹具覆盖定点点位套位置后距离被测结构体0.5-1mm间距，通过铆钉再次盖压，保证了两者无相对滑移，提升测试准确性；

3.配套固定夹具直接与被测结构体接触，为一次性固定，极大提升了传感光缆的布设效率；

4.拉力计的精准预拉力控制，保证了传感光缆处于同一应变量级，方便后期数据的分析处理；

5.本发明操作简单，对于点位水平度要求相对较低，施工人员简单培训后即可上岗实施。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明定点式应变感测光缆结构示意图；

图2是本发明配套固定夹具结构示意图；

图3是本发明方法流程示意图；

图中标记为：1.定点式应变感测光缆，11.光缆内芯，12.光缆护套，13.定点点位套，14.加筋环，2.配套固定夹具，21.弯曲槽，22.环槽，23.固定孔位，3.拉力计，31.软绳。

具体实施方式

如图1-2所示，一种分布式传感光缆长距离隧道快速布设装置，包括定点式应变感测光缆1和配套固定夹具2，定点式应变感测光缆1包括光缆内芯11，光缆内芯11外侧包裹有光缆护套12，光缆护套12外侧套设有若干定点点位套13，定点点位套13外侧环向设有若干凸起状的加筋环14；配套固定夹具2以金属材料作基底，且为薄片带状，配套固定夹具2中部对应定点点位套13设有弯曲槽21，弯曲槽21内壁对应加筋环14向外延伸设有环槽22，配套固定夹具2两侧四周分别设有固定孔位23。

具体的，光缆护套12、定点点位套13和加筋环14为一体成型结构；配套固定夹具2为不锈钢材质；配套固定夹具2覆盖安装在定点点位套13外侧，使得弯曲槽21与定点点位套13外壁契合，环槽22与加筋环14契合，固定孔位23距离安装位置有0.5-1mm冗余，并通过铆钉压制紧密。

如图3所示，一种分布式传感光缆长距离隧道快速布设方法，包括以下步骤：

s1、定点：按照设计线路，标记配套固定夹具2以及固定孔位23的定点位置；

s2、钻孔：根据标记的定点位置，用手枪钻根据孔深要求钻孔；

s3、首点固定：确定第一个定点位置，通过铆钉，采用配套固定夹具2将定点点位套13固定；

s4、预拉固定：将光缆内芯11及光缆护套12水平预拉伸，采用拉力计3人为控制拉伸重量保持不动，快速安装配套固定夹具2，然后向后移动拉伸配重的拉力计3，安装下一点，以此类推安装剩余所有定点位置的配套固定夹具2；

s5、检测：定点式应变感测光缆1阶段性布设完成后，采用分布式应变解调仪采集应变数据。

具体的，拉力计3与光缆内芯11及光缆护套12通过软绳31固定连接，人为控制拉力计3数值，直至对应定点位置安装完毕。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。