CN114737991A - 一种用于水下沉管隧道最终接头结构的安全监测方法 - Google Patents
一种用于水下沉管隧道最终接头结构的安全监测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114737991A CN114737991A CN202210250912.9A CN202210250912A CN114737991A CN 114737991 A CN114737991 A CN 114737991A CN 202210250912 A CN202210250912 A CN 202210250912A CN 114737991 A CN114737991 A CN 114737991A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- final joint
- optical cable
- sensing optical
- monitoring method
- immersed tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 61
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 95
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 51
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000005183 environmental health Effects 0.000 claims abstract description 9
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 25
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 25
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 25
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 25
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 17
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 9
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 7
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 7
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 6
- 239000011384 asphalt concrete Substances 0.000 claims description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 6
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 5
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 3
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 claims description 3
- 238000011835 investigation Methods 0.000 claims description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 3
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims description 3
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 claims description 3
- 238000009966 trimming Methods 0.000 claims description 3
- 238000012681 fiber drawing Methods 0.000 claims description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 claims description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 5
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 206010023204 Joint dislocation Diseases 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005491 wire drawing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
- E21D11/04—Lining with building materials
- E21D11/08—Lining with building materials with preformed concrete slabs
- E21D11/083—Methods or devices for joining adjacent concrete segments
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F17/00—Methods or devices for use in mines or tunnels, not covered elsewhere
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F17/00—Methods or devices for use in mines or tunnels, not covered elsewhere
- E21F17/18—Special adaptations of signalling or alarm devices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Architecture (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Abstract
本发明属于沉管隧道工程、智能监测技术领域，尤其是涉及一种用于水下沉管隧道最终接头结构的安全监测方法。包括以下：沉管隧道最终接头的渗漏水和火灾预警监测方法：在止水带外延、顶推区间、后浇带混凝土界面及管体侧壁安装光纤光栅阵列感温光缆，通过温度梯度识别局部渗漏水和燃烧升温；通过排水沟内的磁致伸缩传感器识别排水水位变化；2、沉管隧道最终接头的动载、超载和停车识别监测方法：在顶推区间接头区域安装拾振器和光纤光栅阵列应变感测光缆，识别动荷载超载和临时违停事件；3、沉管隧道最终接头的环境健康监测方法：在沉管隧道的行车道混凝土顶板和对照区域布置光纤光栅阵列应变感测光缆，识别管体线性方向的变形、受力、性能劣化。
Description
技术领域
本发明属于沉管隧道工程、智能监测技术领域，尤其是涉及一种用于水下沉管隧道最终接头结构的安全监测方法。
背景技术
随着港珠澳大桥的建成通车，水下沉管隧道作为新兴跨海通道解决方案正不断推广。大型沉管隧道整体实施难度高，设计方案复杂，施工设备、工艺、方法要求高，且水下隐蔽工程不易直观发现风险。特别是作为核心环节的最终接头段管节，需要经过顶推、止水带止水、现场后浇筑施工等系列工艺才能实现与常规沉管管节联通，因此最终接头安全方面的风险突出，需要一套专门的结构安全监测系统来达到整体监控的需求。
当前，并没有沉管隧道最终接头安全监测的系统方案。现有的常规沉管隧道施工和运维监测方面的技术主要集中在沉管隧道常规管节接头变形监控、端封门变形变位监控、沉管浮运安装姿态监控三方面。第一类管节接头变形主要是通过在三维方向安装振弦式位移计或者光纤光栅位移计来实现变形监控；第二类端封门变形变位监控是针对施工安装期端封门的变形及应力进行监控，以实现施工安全；第三类浮运姿态监控主要是针对沉放过程中船舶和沉管的动态参数进行监控实现作业安全和作业精度管控。依靠现有三类技术无法实现以下功能：①对于OMEGA止水带渗漏水、混凝土后浇带漏水、最终接头伸缩区间漏水等风险的快速识别；②识别不均匀沉降导致沉管接头错台在车辆运行时的动态冲击，识别最终接头违规停车和车辆超载；③识别地基不均匀沉降、管体上方回淤等对管节结构变形的影响，识别混凝土裂缝及长期劣化情况。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种用于水下沉管隧道最终接头结构的安全监测方法。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于水下沉管隧道最终接头结构的安全监测方法，包括以下三种方法：1)沉管隧道最终接头的渗漏水和火灾预警监测方法；2)沉管隧道最终接头的动载、超载和停车识别监测方法；3)沉管隧道最终接头的环境健康监测方法。
作为进一步的技术方案，上述沉管隧道最终接头的渗漏水和火灾预警监测方法包括如下步骤：
S1、在沉管隧道最终接头内部，预留和打磨光纤传感安装通道：
(1)在OMEGA止水带两侧预留平行于止水带的第一线型传感安装通道，用于安装第一温度感测光缆，并打磨抛光平整；
(2)最终接头顶推完成后且后浇带施工完成后，在后浇带混凝土界面两侧预留平行于后浇带混凝土的第二线型传感安装通道，用于安装第二温度感测光缆，并打磨抛光平整；
(3)对于施工完成后的整个顶推区间，沿最终接头的轴向每隔一定距离预留一个环形传感安装通道，用于安装环形温度感测光缆，并打磨平整；
S2、在最终接头两侧车辆通道对应的侧墙上，分别在距离地面一定位置处的内饰板下预留平行于最终接头轴线的第三线型传感安装通道，用于安装预警火灾的第三温度感测光缆，并打磨抛光平整；
S3、使用拉丝塔工艺在光纤上连续刻蚀Bragg光栅阵列；然后对刻蚀好的光纤进行铠装处理，形成Bragg光栅阵列温度感测光缆；
S4、将调直后的第一、第二、第三以及环形温度感测光缆固定粘贴在各自的传感安装通道内，并统一接入到单点采样频率不小于1Hz的波分时分复用型光栅阵列解调仪；
S5、测试粘贴好的以上各处温度感测光缆是否可以正常使用；
S6、当有具体点位出现渗漏水且形成小幅度持续渗流后，漏水点位置温度发生变化并逐渐趋近于海水温度；漏水点所在处的传感器识别单点温度差变化规律与整体温度模型变化的差异，识别出渗漏水点并进行平台自动报警；
S7、对于报警区域实施现场人工排查，解决上述隐患。
进一步的，S4中的温度感测光缆使用抗压强度不低于60MPa高弹性模量结构胶进行粘贴。
进一步的，S5中的测试方法为：采用温度感测光缆—光纤通讯线缆—波分时分复用型光栅阵列解调仪—局域网模块—4G无线DTU—云网服务器—WEB远程登录的方式开展光纤温度阵列的在线测量和统计分析。
进一步的，在最终接头车辆通道两侧排水沟内安装磁致伸缩水位感测传感器和浮球，以对排水沟的水位进行监控。
作为进一步的技术方案，沉管隧道最终接头的动载、超载和停车识别监测方法包括如下步骤：
S1、在最终接头内部的混凝土表面放置多个长条形的光缆保护装置，形成S形阵列分布；光缆保护装置下方铺设封底垫板；
S2、使用拉丝塔工艺连续刻蚀Bragg光栅阵列，对于刻蚀的光纤进行铠装处理，形成光栅阵列应变感测光缆；
S3、将光栅阵列应变感测光缆粘贴在光缆保护装置内，使之能够同步受力变形；
S4、连接完成后使用大于50Hz的波分时分复用的高速光纤光栅解调仪测试安装质量；
S5、在铺装好光栅阵列应变感测光缆的路面上铺设沥青混凝土和后续正常施工作业；
S6、在路面左右两侧分别布置有一个低频加速度传感器，具体为：竖向拾振器A和竖向拾振器B；这两个传感器分别布置在靠近最终接头的常规管节止水带附近，这是为了测量车辆通过时，垂直于车辆运行方向产生的冲击振动；
S7、测试粘贴好的以上各处光栅阵列应变感测光缆是否可以正常使用：光栅阵列应变感测光缆—光纤通讯线缆—光纤光栅解调仪—光纤—云网服务器—WEB远程登录的方式开展动态应变阵列的在线测量，得到的数据与S6中的两个加速度传感器获得的数据进行对比，看是否一致；
S9、通过应变幅值和应变的阶段性变化，识别超载、动载幅度和临时停车等异常事件，并可评估局部不均匀沉降对于最终接头通车运行的影响。
进一步的，所述光缆保护装置为条形的U型碳纤维块，除靠近最终接头位置的U型碳纤维块与行车方向垂直外，其余位置的U型碳纤维块的长度方向与行车方向呈大于90°的夹角；U型碳纤维块中心处设有装配光栅阵列应变感测光缆用的弧形槽体，相邻的U型碳纤维块之间通过弧形拐角保护槽进行连接。
进一步的，沉管隧道最终接头的动载、超载和停车识别监测方法的S3中，在U型碳纤维块上标记直线段部位，先从距离最终接头最远处开始，将光栅阵列应变感测光缆粘贴在U型碳纤维块的弧形槽体内。
进一步的，光栅阵列应变感测光缆使用双组分抗压强度不低于60MPa的结构胶进行粘贴；待达到胶体强度后再进行铺设沥青混凝土；施工至临近管节接头位置粘贴垂直最终接头轴向的光栅阵列应变感测光缆；
更进一步的，所述沉管隧道最终接头的环境健康监测方法包括：在沉管隧道的行车道混凝土顶板安装光纤光栅阵列应变感测光缆；在行车道混凝土中隔墙二分之一高度处设置光纤光栅阵列应变感测对比光缆，进行差异分析。
本发明具有的优点和积极效果是：
本发明公开了一种水下沉管隧道最终接头管节结构安全的监测方法，包括1、沉管隧道最终接头的渗漏水和火灾预警监测方法；2、沉管隧道最终接头的动载、超载和停车识别监测方法；3、沉管隧道最终接头的环境健康监测方法。
沉管隧道最终接头的渗漏水和火灾预警监测方法，包括水下沉管隧道沉放顶推完成后的施工过程中在止水带外延、顶推区间、后浇带混凝土界面及管体侧壁安装光纤光栅阵列感温光缆，通过温度梯度识别局部渗漏水和燃烧升温；通过排水沟内的磁致伸缩传感器识别排水水位变化，实现了最终接头区间渗漏水和防排水系统异常的快速识别；
沉管隧道最终接头的动载、超载和停车识别监测方法，包括在顶推区间接头区域安装拾振器和高频次采集的光纤光栅阵列应变感测光缆，识别动荷载超载和临时违停事件；
沉管隧道最终接头的环境健康监测方法，通过在沉管隧道的行车道混凝土顶板和对照区域布置光纤光栅阵列应变感测光缆，识别管体线性方向的变形、受力、性能劣化；识别不均匀沉降导致车道和接头区域荷载动态冲击的情况，识别外部荷载导致的混凝土沉管实体应力突增、挠曲、裂缝、劣化等长期危害。
附图说明：
图1是沉管隧道最终接头的渗漏水和火灾预警装置结构示意图；
图2是沉管隧道最终接头动载、超载和停车识别的装置示意图；
图3是光缆保护装置的截面示意图。
其中：1、第一温度感测光缆；2、第二温度感测光缆；3、环形温度感测光缆；4、第三温度感测光缆；5、磁致伸缩水位感测传感器；6、波分时分复用型光栅阵列解调仪；7、光纤光栅阵列应变感测光缆；8、光纤光栅阵列应变感测对比光缆；9、U型碳纤维块；10、光栅阵列应变感测光缆；11、结构胶；12、封底垫板；13、竖向拾振器A；14、竖向拾振器B；16、管节接头；17、常见两轴四轮车辆荷载作用分布点；18、95°弧形拐角保护槽；19、85°弧形拐角保护槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。
如图1-3所示，本发明提供了一种用于水下沉管隧道最终接头结构的安全监测方法，包括：1、沉管隧道最终接头的渗漏水和火灾预警监测方法；2、沉管隧道最终接头的动载、超载和停车识别监测方法；3、沉管隧道最终接头的环境健康监测方法。
如图1所示，基于波分时分复用光纤光栅阵列传感测量原理，上述沉管隧道最终接头的渗漏水和火灾预警监测方法包括如下步骤：
S1、在沉管隧道最终接头内部，预留和打磨光纤传感安装通道：
(1)在OMEGA止水带两侧约5cm位置，预留平行于止水带的第一线型传感安装通道，用于安装第一温度感测光缆1，并打磨抛光平整；
(2)最终接头顶推完成后且后浇带施工完成后，在后浇带混凝土界面两侧约5cm位置，预留平行于后浇带混凝土的第二线型传感安装通道，用于安装第二温度感测光缆2，并打磨抛光平整；
(3)对于施工完成后的整个顶推区间，沿最终接头的轴向每隔0.5m预留一个环形传感安装通道，用于安装环形温度感测光缆3，并打磨平整；
S2、在最终接头两侧车辆通道对应的侧墙上，分别在距离地面1m位置处的内饰板下预留平行于最终接头轴线的第三线型传感安装通道，用于安装预警火灾的第三温度感测光缆4，并打磨抛光平整；
S3、使用拉丝塔工艺在光纤上连续刻蚀Bragg光栅阵列，光栅分布间距为0.5m；然后对刻蚀好的光纤进行铠装处理，形成Bragg光栅阵列温度感测光缆，使其具备较强的强度和抗冲击性；
S4、将调直后的第一、第二、第三以及环形温度感测光缆3固定粘贴在各自的传感安装通道内，并统一接入到单点采样频率不小于1Hz的波分时分复用型光栅阵列解调仪6；优选的，温度感测光缆使用抗压强度不低于60MPa高弹性模量结构胶进行粘贴；
S5、测试粘贴好的以上各处温度感测光缆是否可以正常使用：采用温度感测光缆—光纤通讯线缆—波分时分复用型光栅阵列解调仪6—局域网模块—4G无线DTU—云网服务器—WEB远程登录的方式开展光纤温度阵列的在线测量和统计分析；
S6、因为沉管隧道运行期间长期处于水下，隧道内各点位温差较恒定，且通过长期的监测，可以得到温度的长期分布规律。当有具体点位出现渗漏水且形成小幅度持续渗流后，漏水点位置温度发生变化并逐渐趋近于海水温度；漏水点所在处的传感器识别单点温度差变化规律与整体温度模型变化的差异，识别出渗漏水点并进行平台自动报警；
S7、对于报警区域实施现场人工排查，解决上述隐患。
优选的，为了确认排水系统安全工作，在最终接头车辆通道两侧排水沟内安装磁致伸缩水位感测传感器5和浮球，以对排水沟的水位进行监控。
如图2所示，沉管隧道最终接头的动载、超载和停车识别监测方法包括如下步骤：
S1、在最终接头内部的混凝土表面放置多个长条形的光缆保护装置，所述光缆保护装置为U型碳纤维块9，除靠近最终接头位置的U型碳纤维块9与行车方向垂直外，其余位置的U型碳纤维块9的长度方向与行车方向呈大于90°的夹角；U型碳纤维块9中心处设有装配光栅阵列应变感测光缆10用的弧形槽体，相邻的U型碳纤维块9之间通过弧形拐角保护槽进行连接，从而所有U型碳纤维块9形成S形阵列分布；U型碳纤维块9下方铺设厚度为2mm的封底垫板12；
S2、使用拉丝塔工艺连续刻蚀Bragg光栅阵列，光栅分布间距为0.5m，对于刻蚀的光纤进行铠装处理，形成光栅阵列应变感测光缆10，使其具备较强的强度和抗冲击性；
S3、在U型碳纤维块9上标记直线段部位，先从距离最终接头最远处开始，将光栅阵列应变感测光缆10粘贴在U型碳纤维块9的弧形槽体内，使之能够同步受力变形，光栅阵列应变感测光缆10使用双组分抗压强度不低于60MPa的结构胶11进行粘贴；待达到胶体强度后再进行铺设沥青混凝土；施工至临近管节接头16位置约200mm的位置时开始粘贴垂直最终接头轴向的光栅阵列应变感测光缆10；
S4、连接完成后使用大于50Hz的波分时分复用的高速光纤光栅解调仪测试安装质量；
S5、在铺装好光栅阵列应变感测光缆10的路面上铺设沥青混凝土和后续正常施工作业；
S6、在路面左右两侧分别布置有一个低频加速度传感器，具体为：竖向拾振器A13和竖向拾振器B14；这两个传感器分别布置在靠近最终接头的常规管节止水带附近，这是为了测量车辆通过时，垂直于车辆运行方向产生的冲击振动；
S7、测试粘贴好的以上各处光栅阵列应变感测光缆10是否可以正常使用：光栅阵列应变感测光缆10—光纤通讯线缆—光纤光栅解调仪—光纤—云网服务器—WEB远程登录的方式开展动态应变阵列的在线测量，得到的数据与S6中的两个加速度传感器获得的数据进行对比，看是否一致；
S9、通过应变幅值和应变的阶段性变化，识别超载、动载幅度和临时停车等异常事件，并可评估局部不均匀沉降对于最终接头通车运行的影响。
优选的，S1中所述U型碳纤维块9宽度为3cm、高度为1.5cm，长度需要根据路面宽度情况和几何关系计算出；所述弧形槽体的内径为12mm、整体高度为12mm；优选的，所述弧形拐角保护槽为转角半径为15cm的弧形双头接头，包括85°和95°两种规格。
上述沉管隧道最终接头的环境健康监测方法包括：在沉管隧道的行车道混凝土顶板安装光纤光栅阵列应变感测光缆7，测点间隔0.5m；在行车道混凝土中隔墙二分之一高度处设置光纤光栅阵列应变感测对比光缆8，测点间隔0.5m，进行差异分析；以上方法是为了识别地基不均匀沉降、管体上方回淤等对管节结构变形的影响，识别混凝土裂缝及长期劣化情况。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种用于水下沉管隧道最终接头结构的安全监测方法，其特征在于：包括以下三种方法：1)沉管隧道最终接头的渗漏水和火灾预警监测方法；2)沉管隧道最终接头的动载、超载和停车识别监测方法；3)沉管隧道最终接头的环境健康监测方法。
2.如权利要求1所述的用于水下沉管隧道最终接头结构的安全监测方法，其特征在于，上述沉管隧道最终接头的渗漏水和火灾预警监测方法包括如下步骤：
S1、在沉管隧道最终接头内部，预留和打磨光纤传感安装通道：
(1)在OMEGA止水带两侧预留平行于止水带的第一线型传感安装通道，用于安装第一温度感测光缆，并打磨抛光平整；
(2)最终接头顶推完成后且后浇带施工完成后，在后浇带混凝土界面两侧预留平行于后浇带混凝土的第二线型传感安装通道，用于安装第二温度感测光缆，并打磨抛光平整；
(3)对于施工完成后的整个顶推区间，沿最终接头的轴向每隔一定距离预留一个环形传感安装通道，用于安装环形温度感测光缆，并打磨平整；
S2、在最终接头两侧车辆通道对应的侧墙上，分别在距离地面一定位置处的内饰板下预留平行于最终接头轴线的第三线型传感安装通道，用于安装预警火灾的第三温度感测光缆，并打磨抛光平整；
S3、使用拉丝塔工艺在光纤上连续刻蚀Bragg光栅阵列；然后对刻蚀好的光纤进行铠装处理，形成Bragg光栅阵列温度感测光缆；
S4、将调直后的第一、第二、第三以及环形温度感测光缆固定粘贴在各自的传感安装通道内，并统一接入到单点采样频率不小于1Hz的波分时分复用型光栅阵列解调仪；
S5、测试粘贴好的以上各处温度感测光缆是否可以正常使用；
S6、当有具体点位出现渗漏水且形成小幅度持续渗流后，漏水点位置温度发生变化并逐渐趋近于海水温度；漏水点所在处的传感器识别单点温度差变化规律与整体温度模型变化的差异，识别出渗漏水点并进行平台自动报警；
S7、对于报警区域实施现场人工排查，解决上述隐患。
3.如权利要求2所述的用于水下沉管隧道最终接头结构的安全监测方法，其特征在于，S4中的温度感测光缆使用抗压强度不低于60MPa高弹性模量结构胶进行粘贴。
4.如权利要求2所述的用于水下沉管隧道最终接头结构的安全监测方法，其特征在于，S5中的测试方法为：采用温度感测光缆—光纤通讯线缆—波分时分复用型光栅阵列解调仪—局域网模块—4G无线DTU—云网服务器—WEB远程登录的方式开展光纤温度阵列的在线测量和统计分析。
5.如权利要求2所述的用于水下沉管隧道最终接头结构的安全监测方法，其特征在于，在最终接头车辆通道两侧排水沟内安装磁致伸缩水位感测传感器和浮球，以对排水沟的水位进行监控。
6.如权利要求1所述的用于水下沉管隧道最终接头结构的安全监测方法，其特征在于，沉管隧道最终接头的动载、超载和停车识别监测方法包括如下步骤：
S1、在最终接头内部的混凝土表面放置多个长条形的光缆保护装置，形成S形阵列分布；光缆保护装置下方铺设封底垫板；
S2、使用拉丝塔工艺连续刻蚀Bragg光栅阵列，对于刻蚀的光纤进行铠装处理，形成光栅阵列应变感测光缆；
S3、将光栅阵列应变感测光缆粘贴在光缆保护装置内，使之能够同步受力变形；
S4、连接完成后使用大于50Hz的波分时分复用的高速光纤光栅解调仪测试安装质量；
S5、在铺装好光栅阵列应变感测光缆的路面上铺设沥青混凝土和后续正常施工作业；
S6、在路面左右两侧分别布置有一个低频加速度传感器，具体为：竖向拾振器A和竖向拾振器B；这两个传感器分别布置在靠近最终接头的常规管节止水带附近，这是为了测量车辆通过时，垂直于车辆运行方向产生的冲击振动；
S7、测试粘贴好的以上各处光栅阵列应变感测光缆是否可以正常使用：光栅阵列应变感测光缆—光纤通讯线缆—光纤光栅解调仪—光纤—云网服务器—WEB远程登录的方式开展动态应变阵列的在线测量，得到的数据与S6中的两个加速度传感器获得的数据进行对比，看是否一致；
S9、通过应变幅值和应变的阶段性变化，识别超载、动载幅度和临时停车等异常事件，并可评估局部不均匀沉降对于最终接头通车运行的影响。
7.如权利要求6所述的用于水下沉管隧道最终接头结构的安全监测方法，其特征在于，所述光缆保护装置为条形的U型碳纤维块，除靠近最终接头位置的U型碳纤维块与行车方向垂直外，其余位置的U型碳纤维块的长度方向与行车方向呈大于90°的夹角；U型碳纤维块中心处设有装配光栅阵列应变感测光缆用的弧形槽体，相邻的U型碳纤维块之间通过弧形拐角保护槽进行连接。
8.如权利要求6所述的用于水下沉管隧道最终接头结构的安全监测方法，其特征在于，S3中，在U型碳纤维块上标记直线段部位，先从距离最终接头最远处开始，将光栅阵列应变感测光缆粘贴在U型碳纤维块的弧形槽体内。
9.如权利要求6所述的用于水下沉管隧道最终接头结构的安全监测方法，其特征在于，光栅阵列应变感测光缆使用双组分抗压强度不低于60MPa的结构胶进行粘贴；待达到胶体强度后再进行铺设沥青混凝土；施工至临近管节接头位置粘贴垂直最终接头轴向的光栅阵列应变感测光缆。
10.如权利要求1所述的用于水下沉管隧道最终接头结构的安全监测方法，其特征在于，所述沉管隧道最终接头的环境健康监测方法包括：在沉管隧道的行车道混凝土顶板安装光纤光栅阵列应变感测光缆；在行车道混凝土中隔墙二分之一高度处设置光纤光栅阵列应变感测对比光缆，进行差异分析。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210250912.9A CN114737991B (zh) | 2022-03-15 | 2022-03-15 | 一种用于水下沉管隧道最终接头结构的安全监测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210250912.9A CN114737991B (zh) | 2022-03-15 | 2022-03-15 | 一种用于水下沉管隧道最终接头结构的安全监测方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114737991A true CN114737991A (zh) | 2022-07-12 |
| CN114737991B CN114737991B (zh) | 2023-03-31 |
Family
ID=82274384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210250912.9A Active CN114737991B (zh) | 2022-03-15 | 2022-03-15 | 一种用于水下沉管隧道最终接头结构的安全监测方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114737991B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116220701A (zh) * | 2023-05-09 | 2023-06-06 | 中交第一航务工程局有限公司 | 一种新建隧道与既有隧道改扩建并线施工方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102650629A (zh) * | 2011-03-24 | 2012-08-29 | 北京交科公路勘察设计研究院有限公司 | 一种基于光纤光栅的隧道渗水监测方法及装置 |
| CN104343466A (zh) * | 2014-10-15 | 2015-02-11 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种全光纤煤矿安全监测系统 |
| CN104361707A (zh) * | 2014-09-09 | 2015-02-18 | 杭州东环电气有限公司 | 光纤感温火灾探测器系统 |
| CN107830890A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-03-23 | 上海潮旅信息科技股份有限公司 | 一种基于光纤传感器的隧道安全监测系统 |
-
2022
- 2022-03-15 CN CN202210250912.9A patent/CN114737991B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102650629A (zh) * | 2011-03-24 | 2012-08-29 | 北京交科公路勘察设计研究院有限公司 | 一种基于光纤光栅的隧道渗水监测方法及装置 |
| CN104361707A (zh) * | 2014-09-09 | 2015-02-18 | 杭州东环电气有限公司 | 光纤感温火灾探测器系统 |
| CN104343466A (zh) * | 2014-10-15 | 2015-02-11 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种全光纤煤矿安全监测系统 |
| CN107830890A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-03-23 | 上海潮旅信息科技股份有限公司 | 一种基于光纤传感器的隧道安全监测系统 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 凌骐等: "光纤光栅传感器在公路隧道衬砌结构安全监测中的应用", 《测控技术》 * |
| 刘正根等: "沉管隧道实时健康监测系统", 《地下空间与工程学报》 * |
| 朱军: "光纤光栅技术在智能交通领域中的应用", 《隧道建设》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116220701A (zh) * | 2023-05-09 | 2023-06-06 | 中交第一航务工程局有限公司 | 一种新建隧道与既有隧道改扩建并线施工方法 |
| CN116220701B (zh) * | 2023-05-09 | 2023-08-01 | 中交第一航务工程局有限公司 | 一种新建隧道与既有隧道改扩建并线施工方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114737991B (zh) | 2023-03-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101226280B1 (ko) | 철도 지반 침하 및 구조물 변형에 따른 레일 변위량 측정 장치 및 이를 이용한 레일 변위량 자동 계측 장치 | |
| Cheung et al. | Optical fibre strain measurement for tunnel lining monitoring | |
| CN105547364B (zh) | 路基内部监测的拼接型分布式光纤传感系统 | |
| CN105043344B (zh) | 一种基于连续纤维复合型材的沉降分布监测系统及监测方法 | |
| CN114737991B (zh) | 一种用于水下沉管隧道最终接头结构的安全监测方法 | |
| CN107228651B (zh) | 一种基于埋入式光纤路基沉降观测装置的观测方法 | |
| CN105783863A (zh) | 一种基于光纤传感技术的地基沉降测量系统及方法 | |
| CN110455210B (zh) | 一种基于埋入式光纤的高铁隧道形位感测方法 | |
| CN112504336A (zh) | 一种滑坡区管道变形监测系统 | |
| JP2017027488A (ja) | 補強土壁用簡易警報システム | |
| CN114280283B (zh) | 一种可视化道路脱空模拟及承载测试试验平台及方法 | |
| JP2011184994A (ja) | 土留構造物の安全性評価方法 | |
| Komatsu et al. | Application of optical sensing technology to the civil engineering field with optical fiber strain measurement device (BOTDR) | |
| AU2004318809A1 (en) | Method for locating and measuring deformations in a work of civil engineering | |
| Zhang et al. | Distributed fiber optic sensors for tunnel monitoring: A state-of-the-art review | |
| CN116625266A (zh) | 基于光纤光栅阵列的工程结构分布式应变监测系统和方法 | |
| CN217900900U (zh) | 一种沉管隧道最终接头的动载、超载和停车识别装置 | |
| CN104457690A (zh) | 用于监测建筑物沉降的传感棒及监测方法 | |
| CN106320398A (zh) | 一种黄土冲沟区桥梁下部结构效应识别方法 | |
| CN217930699U (zh) | 一种沉管隧道最终接头的渗漏水和火灾预警装置 | |
| KR20170099185A (ko) | 레이저 거리측정에 의한 파형강판 암거 모니터링 시스템 및 그 방법 | |
| CN213748552U (zh) | 一种滑坡区管道变形监测系统 | |
| de Battista et al. | Distributed fibre optic sensor system to measure the progressive axial shortening of a high-rise building during construction | |
| KR100935109B1 (ko) | 지중 송전용 조립식 맨홀의 안전진단 장치 | |
| CN113026752A (zh) | 一种应用于地下再生水厂的跳仓法施工方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |