[发明专利]一种大直径调压井开挖微震实时监测传感器布置方法

说明书

技术领域

本发明涉及微震监测技术，更具体涉及一种大直径调压井开挖微震实时监测传感器布置方法，适用于水电站调压井开挖过程中微震监测。

背景技术

调压井，也称压力井，一般指是从山体中开挖出来的井式结构，起到调节水压的作用。大直径调压井由于其直径大，在开挖过程中容易发生井壁大规模坍塌、掉块甚至岩爆等灾害，影响施工人员安全及施工进度。因此在大直径调压井开挖过程中有必要进行围岩稳定性实时监测，随时掌握围岩稳定性状态，预警存在的风险，保障施工人员及设备安全。调压井在自上而下一层一层不断开挖时，上层井壁围岩监测区域距离开挖面越来越高，造成监测人员难以定期开展变形、应力、位移等常规监测工作，进而影响对调压井围岩稳定性的判断。

然而在调压井开挖过程中围岩失稳前的几乎都伴随着裂纹的产生、扩展、摩擦、能量积聚和以应力波的形式释放能量，从而产生微震事件。通过监测分析微震事件，可以推断岩体内部应力状态及破坏情况，进而对岩体稳定性进行分析预警。因此，监测调压井开挖过程中的微震活动，可随时掌握围岩的稳定性情况。与常规相比常规监测手段而言，微震监测手段是一种空间信息测量技术，只需要将微震传感器布置在关注对象附近即可，针对调压井分层开挖适应性较强。

但是微震传感器的布置方式对调压井开挖过程中产生的微震事件的监测能力具有重要影响，合理的传感器布置方法不仅能够使传感器尽可能的捕捉到调压井开挖过程中产生的所有微震事件，而且能更准确的确定微震事件发生的时间、位置、震级大小及能量释放等信息。目前微震监测传感器布置方式主要集中于核废料存储地下洞硐室、矿山及高陡岩质边坡等工程，针对大直径调压井开挖微震传感器布置，未见相关报道。随着水电站越来越多，大直径调压井开挖过程中的稳定性问题也越来越严重，该问题亟待解决。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种大直径调压井开挖微震实时监测传感器布置方法，通过合理布置与动态增补微震传感器，使微震传感器尽可能的捕捉到调压井开挖产生的微震事件，实现对调压井全过程开挖稳定性进行实时监测，为井壁围岩的稳定性分析奠定基础。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种大直径调压井开挖微震实时监测传感器布置方法，包括如下步骤：

一种大直径调压井开挖微震实时监测传感器布置方法，包括以下步骤：

步骤1、第一层开挖前，在已开挖洞室中向调压井四周布置两组共七只微震传感器，第一组包括拱顶微震传感器，布置在调压井中心轴线上的拱顶岩体中，第二组包含六只微震传感器，选定垂直于调压井中心轴线的任意一个方向为0°角度方向，该组微震传感器的角度方向则为面向开挖面，以0°角度方向为起始角度方向并以调压井的中心轴线为旋转轴顺时针旋转度数获取的角度方向，第二组的第一微震传感器布置在调压井拱肩所在断面0°角度方向，第二组的第二微震传感器布置在调压井拱肩位置向下A米所在断面的60°角度方向，第二组的第三微震传感器布置在调压井拱肩位置向下2A米所在断面的120°角度方向，第二组的第四微震传感器布置在调压井拱肩位置向下3A米所在断面的180°角度方向，第二组的第五微震传感器布置在调压井拱肩位置向下4A米所在断面的240°角度方向，第二组的第六微震传感器布置在调压井拱肩位置向下5A米所在断面的300°角度方向，该组微震传感器布置后即可对调压井开挖稳定性进行实时监测，其中A为除第一组之外的每组微震传感器中的各个微震传感器的纵向距离，

步骤2、调压井开挖面开挖到拱肩所在断面时，增补布置第三组共六只微震传感器，该组微震传感器通过从已开挖的调压井边墙向下打倾斜孔埋设，

当前开挖处揭露的围岩为I类或II类围岩且当前开挖处无I～III级结构面时，该组的第七微震传感器布置在第六微震传感器所在断面向下30-40m处断面30°角度方向；

当前开挖处揭露的围岩为III～V类围岩或当前开挖处出现I～III级结构面时，该组第七微震传感器布置在第六微震传感器所在断面向下10-15m处断面30°角度方向；

第八微震传感器布置在第七微震传感器所在断面向下A米处断面90°角度方向，第九微震传感器布置在距第七微震传感器所在断面向下2A米处断面150°角度方向，第十微震传感器布置在距第七微震传感器所在断面向下3A米处断面210°角度方向，第十一微震传感器布置在距第七微震传感器所在断面向下4A米处断面270°角度方向，第十二微震传感器布置在距第七微震传感器所在断面向下5A米处断面330°角度方向，