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DTS分布式光纤测温系统在隧道火灾方面的应用
- 2019-04-10 -

在公路高速发展的今天,隧道越来越多的被用于路程的开发与应用,而隧道的安全也成了公路建设不可忽视的重要问题,隧道安全主要表现在隧道火灾、隧道渗漏等几个方面。隧道火灾的主要特点有:
消防扑救难度大。隧道是封闭的狭长空间,发生火灾后烟气大且不易散发, 隧道越长烟气则越难以排除;火灾时火势集中, 温度高, 辐射热强, 消防人员不易接近起火部位, 灭火范围受到限制, 从而给消防扑救带来巨大的困难。
火灾蔓延速度快。在隧道内行驶的车辆往往携带有一定数量的燃料(易燃液体或可燃气体), 起火后会猛烈燃烧,以致发生爆炸;同时, 装有大量可燃货物的载重汽车 也会加剧燃烧的猛烈程度;再者,车辆在行驶时产生相应的气流, 也给火势的扩大带来一定的影响。
安全疏散困难。隧道内发生火灾时,烟雾和火焰立即向两个洞口方向蔓延, 当隧道有一定长度时,人员往往来不及逃离洞口,就可能会被烟雾熏倒致死。不少隧道火灾造成的人员重大伤亡就足以说明安全疏散是何等重要与困难。 火灾造成直接的重大经济损失。火灾不仅造成车辆、货物等损失,也会造成人员的伤亡;同时,隧道顶部和地面也会因为火灾而发生剥落、坍塌等损坏。一些高长度的现代化隧道还设有电子显示屏、监控装置、排烟系统等设施, 发生火灾造成的损失也就更大了。
火灾后会造成一段时间的交通中断。隧道火灾燃烧猛烈, 扑救时间长(往往要几个个时以至几十个小时), 通常会造成拱顶坍塌、地面破损、设施毁坏等情况, 隧道往往需要经过几天或数十天时间的修复才能继续通行。

另外, 隧道渗水也给隧道的安全带来隐患,隧道渗水的主要危害有:
在渗漏水的长期作用下,会造成隧道的侵蚀破坏;
围岩有地下水并具侵蚀性的情况下, 对衬砌与及隧道内的设备腐蚀更为严重;
在高围岩压力长时间的作用下, 渗漏会导致围岩的渗透破坏, 出现结构失稳;
路面积水, 行车环境恶化, 降低了车辆轮胎和路面的附着力;
寒冷地区, 反复的冻融循环, 在衬砌内部造成衬砌混凝土冻胀开裂破坏, 在衬砌和围岩之间因冻胀引起拱墙变形破坏; 北方地区, 隧道的长期渗漏会使拱墙上悬挂的冰柱、冰溜, 侵入净空, 在隧底可能冻起并形成冰坡、冰锥, 使行车滑溜, 渗漏至路面, 易形成“冰湖”, 威胁行车安全。因此, 及时发现隧道的渗漏部位并采取有效的渗控措施, 在隧道工程建设中显得尤为重要。

结合隧道火灾和隧道渗漏的特点,采用珏光翡翠™(Emerald)DTS分布式光纤测温系统是理想的解决方案。它的技术优势有:

可以连续得到沿着探测光缆数公里的测量信息,特别适合路程长、路面大等易发生火灾的公路隧道。
抗电磁干扰。由于探测光缆本身由石英材料组成,完全电绝缘;同时温度信号以光纤为载体,本身安全可靠,不受任何外界电磁环境干扰。
有效防雷。雷电经常破坏大量的电测传感器,雷电对公路隧道的影响尤为严重。光纤传感器由于完全电绝缘,可以有效抵抗高电压和高电流的冲击。
系统有自动定位功能,能够准确快速地对火灾或渗漏点进行定位。

珏光的解决方案如下:
1. 采用的设备:
珏光翡翠™ (Emerald)分布式温度传感主机
珏光翡翠™ (Emerald)系列多模绝缘光纤
网络服务器、数据服务器、防火墙等。
视频监控系统(根据实际需求而定)
光纤接线盒、分路器等若干个
小功率太阳能供电系统
2. 工程实施的可能办法及可靠性考虑
传感光纤通常安装于隧道的顶部,距天花板75mm到150mm,以保证光缆探测器周围良好的空气流通。
则将光缆依附在动力电缆托盘上,按两层或三层电缆桥架敷设一根探测光缆,这对电缆的温度监测更加可行。
考虑到系统的可靠性和准确性, 建议在铺设光纤的时候铺设备用光纤和多芯光纤,这样在某根光纤发生断裂的时候,就可利用另外一根光纤进行测温,从而确保检测的持续可靠。