分布式光纤在隧洞变形监测中的应用

杨忠民

（1.中国铁道科学研究院集团有限公司，北京 100081；2.中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所，北京 100081）

隧道及边坡稳定性问题是铁路建设中比较突出的问题，边坡失稳造成的隧道开裂、破坏等问题严重影响着列车的行车安全。目前，隧道监测中常用的电阻式、钢弦式、电感式传感器，普遍存在抗干扰性、耐久性、长期稳定性差等缺点，监测主要以点式或断面方式布设，连续性较差，存在监测盲区［1-3]。目前，隧道工程监测技术正从过去的低精度、点式、人工监测向高精度、分布式、连续式、自动化监测过渡。其中，分布式光纤传感器具有体积小、重量轻、铺设安装方便的特点，可以连续不间断对结构体进行动态监测，已经成为隧道及边坡安全监测的重要发展方向［4-6]。

分布式光纤传感器按传感器原理分为散射型、波长扫描型和干涉型，其中散射型是最具应用价值的一种，包括瑞利散射、拉曼散射、布里渊散射分布式光纤传感技术。

近年来，多位学者进行了布里渊散射分布式光纤传感技术的理论研究，赵丽荣、徐靓等［7-8]对分布式光纤传感器应用于桥梁和隧道检测、大坝监测等进行了应用研究，并在实验室中做了大量的有关试验研究，取得了较好的效果；张桂生等［9]采用气吹敷设传感光纤法和真空灌浆固定光纤法相结合的布设方法将分布式光纤布设于公路隧道中，并利用布里渊时域反射技术（BOTDA）技术对隧道变形进行监测，取得较好的效果；……