纸包局部嵌入式膨胀材料的地面沉降光纤及快速埋设方法技术

本发明专利技术公开了纸包局部嵌入式膨胀材料的地面沉降光纤及快速埋设方法，包括光纤测量单元，其包括光纤、套设于所述光纤外的铠装装置和套设于所述铠装装置外的套管；以及光纤土体耦合单元，包括多个设置于所述套管内的遇水膨胀材料段和设置于所述遇水膨胀材料段之间的多个刀片；光纤埋设单元，包括设置于所述铠装装置上的小口径钻机。本发明专利技术用于分布式光纤的施工及地面沉降测量，运用光纤测量单元、光纤土体耦合单元和光纤埋设单元等实现光纤与回填土体的耦合，对提升地面沉降测量值的准确度，降低施工时间和监测成本，实现地面沉降监测的自动化以及保证分布式光纤工程的施工安全有重大意义。全有重大意义。全有重大意义。

【技术实现步骤摘要】
纸包局部嵌入式膨胀材料的地面沉降光纤及快速埋设方法


[0001]本专利技术涉及地面沉降监测工程
，特别是纸包局部嵌入式膨胀材料的地面沉降光纤及快速埋设方法。

技术介绍

[0002]目前，地面沉降监测过程中，分布式光纤由于其长测距、分布式的优点，具有广泛的应用前景。实际应用时是将传感光缆布设于垂直钻孔中，完成对钻孔地层剖面全剖面、精细化的变形分布监测。但施工中，刚性光纤与柔性土体难以局部耦合，导致地面沉降光纤应用困难，变形监测数据不准确等问题。因此，上述分布式光纤的施工方法无法有效满足光纤技术的应用要求，亟待研究新的施工工艺和方法解决相关问题。如果可以设计一种纸包局部嵌入式膨胀材料的地面沉降光纤及快速埋设方法，预制光纤，并于光纤套管外侧嵌入遇水膨胀材料段，安装拉动式刀片，后用防水牛皮纸张包裹。现场应用中，用小口径钻机快速钻孔，达到预计标高后，用钻头带入预制光纤，从低向上回土。施工结束后，启动拉动式刀片，露出遇水膨胀材料，灌水至孔口，水中动水投砾至密实。光纤指定位置膨胀条出露，且经过水浸，遇水膨胀，使地层、钻孔回填材料和光纤耦合为一体。这样可以准确测量地面沉降值，满足监测要求，保证施工进度。同时降低施工时间和监测成本，也对实现地面沉降监测的自动化以及保证分布式光纤工程的施工安全有重大意义。因此设计一套可以实现该目的的装置是非常必要的。

技术实现思路

[0003]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0004]鉴于上述和/或现有的纸包局部嵌入式膨胀材料的地面沉降光纤中存在的问题，提出了本专利技术。
[0005]因此，本专利技术所要解决的问题在于如何提供纸包局部嵌入式膨胀材料的地面沉降光纤。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：纸包局部嵌入式膨胀材料的地面沉降光纤，其包括光纤测量单元，其包括光纤、套设于所述光纤外的铠装装置和套设于所述铠装装置外的套管；以及光纤土体耦合单元，包括多个设置于所述套管内的遇水膨胀材料段和设置于所述遇水膨胀材料段之间的多个刀片；光纤埋设单元，包括设置于所述铠装装置上的小口径钻机。
[0007]作为本专利技术所述纸包局部嵌入式膨胀材料的地面沉降光纤的一种优选方案，其中：所述铠装装置为所述光纤外侧加装的一层金属保护，以免内部的效用层在运输和安装时受到损坏。
[0008]作为本专利技术所述纸包局部嵌入式膨胀材料的地面沉降光纤的一种优选方案，其
中：所述套管为将光纤引入或穿过土体的绝缘材料，可作为光纤的保护封皮。
[0009]作为本专利技术所述纸包局部嵌入式膨胀材料的地面沉降光纤的一种优选方案，其中：所述遇水膨胀材料段环形阵列于所述套管中，并与所述光纤耦合为一个整体。
[0010]作为本专利技术所述纸包局部嵌入式膨胀材料的地面沉降光纤的一种优选方案，其中：所述光纤土体耦合单元还包括拉绳，其一端与所述刀片连接，另一端延伸至地面，用于控制刀片。
[0011]作为本专利技术所述纸包局部嵌入式膨胀材料的地面沉降光纤的一种优选方案，其中：所述光纤埋设单元还包括钻孔，所述套管设置于所述钻孔中。
[0012]作为本专利技术所述纸包局部嵌入式膨胀材料的地面沉降光纤的一种优选方案，其中：所述光纤埋设单元还包括设置于所述钻孔内的回填材料；所述遇水膨胀材料段为防水牛皮纸包裹的遇水膨胀材料，当防水牛皮纸被所述刀片割破后，所述遇水膨胀材料段经过水浸后膨胀，作为中间介质将所述钻孔内的回填材料和光纤耦合。
[0013]本专利技术的其中一个有益效果为：本专利技术用于分布式光纤的施工及地面沉降测量，运用光纤测量单元、光纤土体耦合单元和光纤埋设单元等实现光纤与回填土体的耦合，对提升地面沉降测量值的准确度，降低施工时间和监测成本，实现地面沉降监测的自动化以及保证分布式光纤工程的施工安全有重大意义。
[0014]作为本专利技术所述纸包局部嵌入式膨胀材料的地面沉降光纤快速埋设方法的一种优选方案，其中：在光纤外侧先加装一层铠装装置，后加套管；
[0015]在套管外侧局部嵌入遇水膨胀材料段，并安装刀片，且用防水牛皮纸紧密包裹；
[0016]使用小口径钻机快速打通钻孔，达到预计标高后，用钻头带入光纤，从低向上局部回土；
[0017]通过拉绳在地面启动刀片，露出遇水膨胀材料段；
[0018]灌水至钻孔孔口，进行水浸；
[0019]测量地面沉降值。
[0020]作为本专利技术所述纸包局部嵌入式膨胀材料的地面沉降光纤快速埋设方法的一种优选方案，其中：灌水至钻孔孔口时，水中动水投砾至密实。
[0021]作为本专利技术所述纸包局部嵌入式膨胀材料的地面沉降光纤快速埋设方法的一种优选方案，其中：经过水浸后的光纤指定位置膨胀条出露，遇水膨胀，使地层、钻孔、回填材料和光纤耦合为一体，从而准确测量地面沉降值。
[0022]本专利技术有益效果为降低施工时间和监测成本，实现地面沉降监测的自动化以及保证分布式光纤工程的施工安全有重大意义。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0024]图1为本专利技术的俯视示意图。
[0025]图2为本专利技术的防水牛皮纸包裹
‑
材料未膨胀示意图。
[0026]图3为实施例2中防水牛皮纸撕破
‑
材料膨胀
‑
材料回填示意图。
[0027]图4为本专利技术的工作流程图。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。
[0029]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0030]其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
[0031]实施例1
[0032]参照图1～图4，为本专利技术第一个实施例，该实施例提供了一种纸包局部嵌入式膨胀材料的地面沉降光纤，包括光纤测量单元100，其包括光纤101、套设于光纤101外的铠装装置102和套设于铠装装置102外的套管103。
[0033]具体的，光纤土体耦合单元200，包括多个设置于套管103内的遇水膨胀材料段201和设置于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.纸包局部嵌入式膨胀材料的地面沉降光纤，其特征在于：包括，光纤测量单元(100)，其包括光纤(101)、套设于所述光纤(101)外的铠装装置(102)和套设于所述铠装装置(102)外的套管(103)；以及，光纤土体耦合单元(200)，包括多个设置于所述套管(103)内的遇水膨胀材料段(201)和设置于所述遇水膨胀材料段(201)之间的多个刀片(202)；光纤埋设单元(300)，包括设置于所述铠装装置(102)上的小口径钻机(301)。2.如权利要求1所述的纸包局部嵌入式膨胀材料的地面沉降光纤，其特征在于：所述铠装装置(102)为所述光纤(101)外侧加装的一层金属保护，以免内部的效用层在运输和安装时受到损坏。3.如权利要求2所述的纸包局部嵌入式膨胀材料的地面沉降光纤，其特征在于：所述套管(103)为将光纤引入或穿过土体的绝缘材料，可作为光纤的保护封皮。4.如权利要求3所述的纸包局部嵌入式膨胀材料的地面沉降光纤，其特征在于：所述遇水膨胀材料段(201)环形阵列于所述套管(103)中，并与所述光纤(101)耦合为一个整体。5.如权利要求1～4任一所述的纸包局部嵌入式膨胀材料的地面沉降光纤，其特征在于：所述光纤土体耦合单元(200)还包括拉绳(203)，其一端与所述刀片(202)连接，另一端延伸至地面，用于控制刀片(202)。6.如权利要求5所述的纸包局部嵌入式膨胀材料的地面沉降光纤，其特征在于：所述光纤埋设单元(300)还包括钻孔(302)，所述套管(103)设置于所述钻孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建秀，苏雨馨，孙远威，吴凡，李胡博强，龙燕霞，曹安生，徐娜，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：