摘要：光纤光栅技术是土木工程施工过程中应用较多的一种技术，在土木工程的施工全过程中都有着广泛的应用。本文主要针对土木工程施工中的光纤光栅监控技术进行探讨，首先分析了土木工程光纤光栅传感技术应用要点，而后针对其在土木工程施工中的具体应用进行了详细分析，对于土木工程的施工管理具有一定的参考意义。
关键词：施工监控；光纤光栅；土木工程
从当前的发展形势来看，土木工程的结构越来越精细，无论是道路、桥梁还是建筑物的施工，复杂程度和综合程度越来越高，因此为了满足施工需求，很多新型的施工辅助工具应运而生。土木工程在使用时间较长之后容易出现一些问题，可能会存在一定的危险性，需要通过监测技术进行监测，了解其使用安全性。光纤光栅技术即是一种用来监测土木工程的新型技术，其性能好、监测全面，因此在土木工程施工中的应用较为广泛。
一、土木工程光纤光栅监测技术应用要点
（一）光纤光栅传感器保护材料的选取
光纤光栅技术对土木工程实施监控主要是通过传感器来进行的，因此传感器保护材料的选取就显得尤为重要，在选择过程中应重点考虑以下几点：第一，光纤光栅保护材料强度应当符合标准，防止对接口造成损伤；第二，保护材料应当具备一定厚度，光纤光栅传感器需要埋入地下，因此保护材料应当具有防腐蚀性；第三，保护材料的质地应当符合土木工程施工标准。
（二）工艺研究
由于土木工程施工的各个环节都有可能会用到光纤光栅监控技术，因此对光纤光栅材料的需求量较大，在工艺设计中应注意保证实现材料的可批量生产。光纤光栅监控系统与土木工程施工设备进行连接的过程中，应当避免对设备产生负面影响。确认光纤光栅监控系统的接触良好，对固化工艺进行改造，防止在固化操作过程中对光纤光栅监控系统形成超负荷应力。
（三）光纤光栅交叉敏感的消除
光纤光栅监控系统能够对各种类型的传感变量进行监控，如应变力、温度等。单个光纤光栅监控系统可能用于多个参量的监控，此时应注意做好增敏和去敏。被监测物体应当尽量提高其灵敏度，对于非监测物体应当减少其灵敏度，防止对监测过程形成干扰。例如，在对土木工程基础底板进行监控时，可将光纤光栅传感器预先埋入，使得管理人员能够及时了解底板的应力状态。
二、光纤光栅监测技术在土木工程中的应用
（一）在桥梁监测中的应用
桥梁施工是土木工程的一个常见类型，利用光纤光栅技术对桥梁施工进行监控的过程中，应当关注以下几个重要要素：第一，车辆荷载情况，如车辆来往数量、车辆分布情况；第二，环境荷载情况，如大气中的温度、风力变化等；第三，结构情况，如桥梁工程结构频率、周期等。通过光纤光栅技术对桥梁工程进行监控，需要了解桥梁工程的特点，结合桥梁工程的施工类型、应力结构等，确定最佳监控地点，在合适的位置安装传感器，分散的传感器可以利用光纤光栅技术连接起来，形成监控网络，进入监控状态即可对桥梁工程的有关数据进行全方位收集，分析桥梁使用现状，发现潜在问题并及时解决。
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（二）在边坡稳定监测中的应用
对于土木工程的施工来说，边坡的施工是必不可少的，边坡是保证土木工程稳定性的一个重要环节，如果边坡的稳定性不能得到保证，就有可能会引发意外事故，如泥石流、崩塌、沉陷等，地质灾害的爆发往往是相伴的，一种灾害的发生可能引发另一种次生灾害，这就会给土木工程带来毁灭性的打击。从这个角度来说，光纤光栅监控系统是监测边坡状况、维护边坡稳定的一个有力工具。与桥梁工程的监控类似，利用光纤光栅对边坡稳定性进行监控，也需要在不同地点预埋传感器，各个传感器负责监控埋藏区域的工程参数，将所有传感器的数据集合起来就可以得到整个边坡稳定性的完整资料。管理人员可以通过登录工程管理系统来了解监测数据的波动情况，在监测数据超过正常范围时可以在第一时间制定措施，防止灾害的扩大化。
（三）在地下工程灾害监测中的应用
土木工程的施工不仅涉及到地上部分，也涉及到地下施工，在当前的土木工程建设中，对于地下空间的利用越来越重视。土木工程建设是一个复杂的工程，地质灾害、水文变化等，都有可能会影响施工进度，给施工管理带来一定的挑战，如果不及时采取应对措施，可能会导致工期延缓。因此需要用光纤光栅技术对地下施工进行检测。在地下监测系统中，光纤光栅的结构有五大部分，即流速传感、应变传感器、温度传感器、位移传感器以及渗压传感器，分别对五个不同的要素进行监控，监控获取的相关资料只针对监控点，因此需要将不同监控点的数据进行收集和汇总，才能了解地下灾害监控状况的全貌。如果经过分析，监控参数接近临界值，监控系统会自动发出报警信号，将监控情况传输到管理人员系统中，为管理人员采取解决措施提供参考。
（四）在基坑监测中的应用
对于土木工程来说，基坑是非常重要的一个组成部分，对于土木工程的施工进度和施工质量都会有较大的影响。因此需要采用先进的监测技术对基坑进行监测。在施工过程中，对基坑进行预埋光纤光栅设备，监测基坑的强度、是否变形等，收集相关资料进行分析，将各类参数进行对比，发现异常及时处理，防止形成重大施工事故。基坑的监测应当作为土木工程监测的一个重点，可以在基坑内安装智能化监测系统，对基坑进行全方位立体化监测。施工管理人员应当注意，如果基坑中存在钢筋混凝土结构，在埋入光纤光栅监控系统时应当谨慎，否则可能会对光纤光栅造成损坏。在预埋之前，应当先对混凝土进行捣固和压实，要认真考察基坑情况，确定合适的埋入点，另外光纤光栅的外部也可以用金属导管进行保护，金属导管的膨胀系数应当与混凝土大体相当，将光纤光栅传感器埋入小型预制构件中。施工人员可以用胶结剂对基体材料和光纤光栅进行加固处理。
结束语
通过上面的论述我们可以发现，光纤光栅在土木工程施工过程中有着十分广泛的应用，可以说，现代化的土木工程施工离不开光纤光栅监控系统的支持。在施工过程中，要综合考察施工现场的地质、水文、气候等条件，确定恰当的光纤光栅埋藏地点，延长其使用寿命，使其能够为土木工程的监控做出更大的贡献。
参考文献
[1]易飞飞, 田石柱, 邱伟宸. 光纤布拉格光栅(FBG)宏应变传感器的制作及测量实验研究[J]. 苏州科技大学学报(工程技术版), 2017, 30(1):7-12.
[2]佚名.光纤光栅监测技术在土木工程中的应用[J].四川水泥,2019(1):194-195.
作者简介
刘辉（1986-01-28），男，汉族，籍贯：安徽省滁州市凤阳县，当前职务：工程师，学历：本科，研究方向：土木工程。
论文作者:刘辉
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/24
标签：光栅论文; 光纤论文; 土木工程论文; 基坑论文; 传感器论文; 土木论文; 技术论文; 《基层建设》2019年第21期论文;