[实用新型]一种铁路路基塌陷实时监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及岩土工程监测，特别涉及一种铁路路基塌陷实时监测装置。

背景技术

塌陷灾害主要发生于岩溶和煤矿采空区，我国岩溶区面积达363万平方公里，占国土面积的三分之一以上，其中西南地区是我国最大的连片岩溶强发育区，如贵州、云南、广西、湖南、四川、重庆等。随着经济的发展，高速铁路、高速公路、输油管线、市政建设等工程难以完全绕避岩溶和煤矿采空区，西南地区铁路如贵广、成贵、云桂、川藏等，沿线均经过岩溶区，虽然在设计中采取了相应的防治措施，但由于塌陷形成机制的复杂性及现有地质勘探和施工技术的局限性，很难保证铁路沿线不再发生塌陷灾害；另外，岩溶及煤矿采空区突发塌陷灾害因其发生具有极大的隐蔽性和突发性，并且其发生地点具有很大的随机性和偶然性，监测预报难度很大。目前，岩溶和煤矿采空区铁路路基塌陷是铁路运营重要灾害形式，严重威胁铁路运营。因此，科学地把握塌陷灾害，发展铁路路基塌陷灾害监测技术，是预防铁路路基塌陷灾害的重要途径。

目前，国内外对岩溶监测做了一些研究，其中岩溶土洞监测主要采用地质雷达沿铁路路基沿线进行扫描，该方法检测成本高、检测周期长，不能实现路基塌陷实时监测功能。位移传感器和土压力传感器可以对路基进行点式变形监测，这种方法传感器选点带有一定的随意性，容易遗漏最危险的区域。分布式传感技术可以实现分布式测量，在国内外土木工程、航空航天领域得到了重视并在一些重要基础设施(桥梁、隧道等)中得到了成功的应用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种铁路路基塌陷实时监测装置，以实现在超长距离范围内对铁路路基塌陷进行实时监测。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本实用新型的一种铁路路基塌陷实时监测装置，其特征是：它包括沿线路延伸方向间隔埋设于铁路路基内的长距离光纤布里渊传感器组，相邻两长距离光纤布里渊传感器组通过远程中继器相连，监测信号通过信号传输光纤传送至光纤布里渊传感解调器，解调的信号传送给计算机和数据处理器。

本实用新型的有益效果是，能实现在超长距离范围内对铁路路基塌陷进行实时监测，对路基塌陷监测的距离可达100km，经加强后的光纤布里渊传感器组能与路基协同变形和抵御恶劣服役环境。

附图说明

本说明书包括如下四幅附图：

图1是本实用新型一种铁路路基塌陷实时监测装置的结构示意图；

图2是本实用新型一种铁路路基塌陷实时监测装置中光纤布里渊传感器在路基中的布设方式示意图；

图3是本实用新型一种铁路路基塌陷实时监测装置中光纤布里渊传感器在路基中的埋设方式示意图；

图4是本实用新型一种铁路路基塌陷实时监测装置中光纤布里渊传感器与螺纹纤维增强筋的结合方式示意图；

图中示出构件名称及所对应的标记：计算机和数据处理器1，光纤布里渊传感解调器2，信号传输光纤3，光纤布里渊应变传感器4，远程中继器5，光纤布里渊温度传感器6，螺纹纤维增强筋7。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

参照图1、图2和图3，本实用新型的一种铁路路基塌陷实时监测装置包括沿线路延伸方向间隔埋设于铁路路基内的长距离光纤布里渊传感器组，相邻两长距离光纤布里渊传感器组通过远程中继器5相连，监测信号通过信号传输光纤3传送至光纤布里渊传感解调器2，解调的信号传送给计算机和数据处理器1，由计算机和数据处理器1对路基塌陷信号进行处理、预警和基于自回归与滑动平均模型(ARMA)进行长期预报。

参照图2，所述长距离光纤布里渊传感器组包括横向间隔、竖向间隔布设的光纤布里渊应变传感器4，以及竖向间隔布设的光纤布里渊温度传感器6。前一组长距离光纤布里渊传感器组中所包括的各光纤布里渊应变传感器4、光纤布里渊温度传感器6的前端接入一段信号传输光纤，再接入远程中继器5，再由另一段信号传输光纤接入后一组长距离光纤布里渊传感器组中所对应的各光纤布里渊应变传感器4、光纤布里渊温度传感器6的前端。布设光纤布里渊应变传感器4和光纤布里渊温度传感器6前，预先在基础开挖沿纵向分布的土槽(槽宽2cm、槽深2cm)，然后沿土槽布设光纤布里渊应变传感器4和光纤布里渊温度传感器6，之后在光纤布里渊应变传感器4和光纤布里渊温度传感器6盖上覆土垫层对传感器进行保护。最后再正常铺设基础。

参照图3和图4，为使布里渊应变传感器4和光纤布里渊温度传感器6能与路基协同变形和抵御恶劣服役环境，所述光纤布里渊应变传感器4和光纤布里渊温度传感器6封装固定于螺纹纤维增强筋7内。

以上所述只是用图解说明本实用新型一种铁路路基塌陷实时监测装置的一些原理，并非是要将本实用新型局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。