高速公路在建隧道健康监测系统和方法与流程
本发明涉及隧道领域，具体涉及高速公路在建隧道健康监测系统和方法。
背景技术：
1、地铁隧道、高速隧道、城市管廊等廊壁的应力变化、振速大小和隧道内温度的测量关系到地铁、高速车辆、城市管廊的设备等运行的安全和人民生命财产的安全。
2、应变光缆既作为传感器，也作为传输通道。要通过应变光缆监测隧道本体应变情况，则需将应变光缆与隧道岩壁贴合牢固，因此应变光缆的施工质量直接影响到隧道本体应变监测的效果。现有的技术中，光缆主要通过胶黏剂与隧道岩壁贴合。
3、然而在实际操作中，光缆在进行涂胶前，需要初步进行固定，然后再通过工人单独进行涂胶，容易出现脱胶的问题，脱胶后，容易造成人员损伤。
技术实现思路
1、本发明的一个目的在于提供高速公路在建隧道健康监测系统和方法，通过固定模块对光缆进行固定，通过分布式光纤应力应变监测系统、无线三维微位移监测系统和分布式光纤温度监测系统对在建隧道进行健康监测，并通过固定件支撑光缆，避免脱胶后，光缆脱落造成人员损伤。
2、该目的采用以下技术方案实现：
3、高速公路在建隧道健康监测系统，包括预警云系统、分布式光纤应力应变监测系统、无线三维微位移监测系统和分布式光纤温度监测系统，分布式光纤应力应变监测系统用于监测应变数据，无线三维微位移监测系统用于监测位移数据，分布式光纤温度监测系统用于监测温度数据；预警云系统用于获取应变数据、位移数据和温度数据，并通过应变数据、位移数据和温度数据获取健康数据；监测系统还包括固定模块，固定模块包括若干固定件，若干固定件用于将光缆以s状固定在隧道拱顶位置，光缆沿隧道开挖方向设置，其中光缆包括若干直线光缆和若干弯曲光缆，弯曲光缆位于相邻两个直线光缆之间，且直线光缆与隧道开挖方向垂直。监测系统还包括断纤监测模块，断纤监测模块用于获取断纤的位置信息，并将断纤的位置信息发送给预警云系统。
4、其中，分布式光纤应力应变监测系统，激光器沿着光纤发出编码光脉冲，与光纤作用以三种量子叠加态(传输态，散射态和吸收态)在光纤中传播中，某处受到应力场外界扰动时光纤晶格皮变，在相干长度内背散射信号曲率与扰动成比例，应力场专用解码解调获得任何片段扰动，由于光速保持不变，因此可得到每米光纤受到应力扰动的测量结果。
5、分布式光纤温度监测技术是由激光二极管发出的连续波照射光纤内的玻璃芯，当光波沿着光纤玻璃芯下移时，会产生多种类型的辐射散射，如瑞利散射、布里渊散射和拉曼散射等。ls-dts通过将散射回来的拉曼光波经波分复用、光电转换、放大、解调后，送入信号处理系统便可将温度信号实时显示出来；并且通过光纤中光波的传输速度和背向光回波的时间对这些信息定位。
6、无线微位移监测系统基于电磁场与波原理，融合超宽带、蓝牙、加速度计等多种定位技术，以实现高精度测距与位移监测。同时，系统集成无线数据传输，实时监测系统中所有用户的距离、位置、网络和电池状态等信息，并迅速及时提供报警功能。该数据可通过电脑或手机实时查看，方便快捷；也可以加密方式向指定服务器上传，稳定可靠。
7、固定模块包括若干固定件，若干固定件用于将光缆以s状固定在隧道拱顶位置，光缆沿隧道开挖方向设置，其中光缆包括若干直线光缆和若干弯曲光缆，弯曲光缆位于相邻两个直线光缆之间，且直线光缆与隧道开挖方向垂直。至少三个直线光缆之间设置有一个盘纤盒，所述盘纤盒内设置有光缆盘纤。
8、固定件可以为钢丝或扎带，在固定时，通过钢丝或扎带随主筋密扎进行固定连接，整体固定后，通过涂胶的方式进一步的固定。固定件还可以为其他的固定结构，只要能够实现固定即可。
9、但是在实际使用的过程中，现有的固定件结构操作麻烦，且光缆脱落时，存在人员损伤的风险。基于此，本发明人提供了一种固定件结构。固定件包括用于支撑光缆的支撑件，所述支撑件包括固定环和移动杆，固定环活动连接在移动杆的上方。移动杆的上端与固定环连接，移动杆的下端在隧道的地面上，且移动杆的下端设置有滑轮，移动杆带动固定环在隧道上移动，进而适用于不同位置的光缆，便于对其支撑。本系统通过若干固定件同时对光缆进行支撑，在整体定位后，通过涂胶进行快速固定连接，并在连接稳固后，取下固定件，避免隧道在建过程中光缆脱落的问题，并且与现有的方法相比，能够极大程度的节约人工，提高效率，进而提高安全性能。
10、更进一步的，光缆初步固定后，人工涂胶不能均匀涂覆，且若人工涂胶没有均匀涂覆到各个位置，容易增加脱落的风险。
11、基于此，本发明人在固定环与移动杆之间连接有旋转件，旋转件能够使固定环在移动杆上旋转。旋转件可以为多种结构，只要能够实现调整固定环在移动杆上的方向和角度即可。在本发明中，固定环不仅能够用于支撑光缆，同时，固定环在旋转的过程中，可以是在光缆上旋转，进而完成涂胶。
12、具体的，旋转件包括设置在固定环上的旋转板，旋转板上同轴连接有齿轮板，移动杆上设置有调节杆，调节杆的上端与齿轮板啮合，调节杆的下端穿过移动杆，调节杆能够在移动杆处上下移动，通过齿轮板使固定环旋转。在本装置的结构下，固定环旋转到一定角度后，能够保持该角度，便于支撑固定。
13、特别对于在建隧道而言，当移动杆的放置处地面不平整，固定环可以通过旋转到合适的角度后，对光缆进行支撑固定。
14、同时，本装置在调节固定环的角度时，直接通过调整调节杆即可实现调整，具体的，调节杆包括第一杆和第二杆，第一杆的下端设置有t型凹槽，第二杆的上端设置有与t型凹槽对应的t型杆，t型杆位于t型凹槽内，且第二杆能够在第一杆上周向旋转，第一杆的上端与齿轮板啮合，第二杆与移动杆通过螺纹连接。通过旋转第二杆，调节调节杆的高度位置，进而调节固定环的角度，并且固定环的角度调整后，由于调节杆的高度固定，因此固定环的角度不会发生变化。
15、更进一步的，固定环内部设置有容纳腔，容纳腔内设置有涂胶件，涂胶件上设置有若干涂抹杆，涂抹杆的上端设置有涂抹口，固定环上设置有若干与涂抹杆一一对应的通孔，固定环上设置有伸缩件，所述伸缩件使涂抹杆的涂抹口位于容纳腔内或固定环外。涂抹口上设置有滚珠，所述滚珠能够在涂抹口上旋转。固定环在光缆上旋转的过程中，涂抹口上的滚珠与光缆接触，将胶涂覆在光缆上，提高涂覆效率，更便于使用。
16、另一方面，本发明还包括高速公路在建隧道健康监测方法，监测方法包括以下步骤：
17、固定模块的若干固定件将光缆以s状固定在隧道拱顶位置；若干固定件依次编号，且若干固定件上均设置有信号灯；
18、分布式光纤应力应变监测系统监测应变数据；
19、无线三维微位移监测系统监测位移数据；
20、分布式光纤温度监测系统监测温度数据；
21、预警云系统获取应变数据、位移数据和温度数据，并通过应变数据、位移数据和温度数据获取健康数据；
22、预警云系统根据健康数据获取问题路段位置信息，并根据问题路段位置信息获取对应的固定件的编号。问题路段位置信息对应编号的固定件的信号灯闪烁。
23、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
24、本发明高速公路在建隧道健康监测系统和方法，本发明通过分布式光纤应力应变监测系统、无线三维微位移监测系统和分布式光纤温度监测系统对在建隧道进行健康监测，在监测过程中，通过固定件对光缆进行初步固定，固定后通过固定件对光缆进行涂胶，不需要操作人员登高进行操作，并且避免了隧道在建过程中，光缆脱落造成人员损伤的问题。
相关知识
隧道运营期结构健康监测ppt课件.ppt
多通道的电池健康监测系统及方法与流程
无线通讯及MEMS传感技术在城市隧道健康监测中的意义
池州长江公路大桥健康监测系统项目
远程健康医疗监测方法及系统与流程
一种健康监测系统及方法与流程
隧道式血压计远程健康管理系统软件提供商
隧道运营期结构健康监测及稳定性评价
西藏自治区公路长大桥梁结构健康监测系统试验检测项目中标候选人公示
多地推进公路养护智能化：健康监测、全景化感知......
网址: 高速公路在建隧道健康监测系统和方法与流程 https://m.trfsz.com/newsview1750457.html
