叶少敏

(中国铁路设计集团有限公司，天津 300308)

0 引言

截至2020年底，我国铁路运营里程达14.5万km。其中，铁路隧道有16 798座，总长19 630 km[1]。隧道在运营时由于长期受到荷载及其他外力的作用，结构安全易受影响。一旦隧道结构发生破坏，不仅会导致整个交通干线停顿，还将对社会、人民的生命财产造成巨大损失。因此，无论是隧道建设期还是运营期，都需进行隧道结构健康监测[2]，以确保隧道全生命周期内安全运行。传统的隧道结构监测主要依赖人工，采用常规监测技术和传统电传感器采集数据，不仅监测范围小、效率低、操作繁琐，且监测的数据繁杂而抽象，无法保证其准确性、实时性，难以满足现代隧道施工监测的要求[3]。因此，隧道结构的监测技术亟待创新，应由点式向分布式、自动化、高精度的方向发展，以适应现代隧道结构监测与评价的需要。

光纤既是传感介质，又是传输通道[4]。与其他技术相比，光纤具有体积小、质量轻、几何形状适应性强、抗电磁干扰、电绝缘性好、化学稳定性好、频带宽、灵敏度高等诸多优点[5-6]。此外，通过光纤建立监测传感网络，可实现待测参量长距离、长时间的分布式组网监测[7-8]。近年来，光纤传感技术发展迅速，受到了隧道结构监测领域的广泛关注。Mohamad等[9]将分布式光纤监测技术应用到临近隧道的开挖对隧道环形收敛变形规律的研究，证明了分布式光纤监测技术的优越性。王飞等[10]将BOTDA技术运用到管片接缝的变形监测模型试验中，对管片结构张开、转动及隧道变形进行分析。……