[发明专利]一种隧道施工微震监测系统及监测方法

权利要求书

1.一种隧道施工微震监测方法，其特征在于，所述隧道施工微震监测方法包括：

步骤S2，利用传感器采集震源信息；所述传感器为多个，呈空间立体化分布在隧道内部和隧道外部，其中在隧道内部布置的传感器呈扇形矩阵方式分布，在隧道外部布置的传感器沿着地表平行分布；且所述传感器与采集仪连接；

步骤S3，根据震源信息的波形，分离出岩体破裂震源信息和辅助震源信息；

步骤S4，将获取的震源信息进行实时数据处理，经过滤处理去除冗余，得到有效数据处理结果，所述有效数据处理结果包括：岩体破裂震源信息对应微震事件产生裂缝的位置、时间、能量以及对应的震动波传输速度；以及，辅助震源信息对应微震事件产生裂缝的位置、时间、能量以及对应的震动波传输速度；

步骤S5，根据岩体破裂震源信息的数据处理结果，对岩体产生的裂缝进行定位，并结合每个被定位的岩体裂缝对应的微震事件的能量和时间获得岩体微震事件产生的裂缝的时间分布规律、空间分布规律；利用辅助震源信息优化岩体波速速度模型，对岩体微震事件的时间分布规律、空间分布规律进行优化调整。

2.根据权利要求1所述的隧道施工微震监测方法，其特征在于，

对于关键微震事件，采用双差成像定位算法对所述关键微震事件产生的裂缝进行进一步精确定位。

3.根据权利要求1或2所述的隧道施工微震监测方法，其特征在于，所述隧道施工微震监测方法还包括：

步骤S6，利用岩体破裂微震事件的时间分布规律和空间分布规律，采用三维可视化软件显示岩体变形和破裂反应的演化过程。

4.根据权利要求1或2所述的隧道施工微震监测方法，其特征在于，

所述步骤S4中的有效数据处理结果还包括：岩体破裂过程中对应的震动波传输速度；

所述隧道施工微震监测方法还包括：步骤S7，利用所述震动波传输速度，采用双差成像方法对隧道岩体的波速场进行成像；通过成像结果反映的岩体波速场分布间接反映岩体内部应力分布状态和地质构造。

5.根据权利要求1所述的隧道施工微震监测方法，其特征在于，在隧道内部布置传感器时，每个用于安装传感器的钻孔中均轴向安装两个传感器。

6.根据权利要求1所述的隧道施工微震监测方法，其特征在于，用于安装所述传感器的相邻钻孔之间的间距范围为5m～30m。

7.根据权利要求1所述的隧道施工微震监测方法，其特征在于，所述传感器采用数量比为1:1的高频传感器和低频传感器，且这些高频传感器和低频传感器交错布置。

8.一种应用权利要求1至7任意一项所述隧道施工微震监测方法的隧道施工微震监测系统，其特征在于，所述隧道施工微震监测系统包括：

传感器(51)、采集仪(52)、数据处理单元(53)和定位单元(54)；

传感器(51)为多个，呈空间立体化分布在隧道内部和隧道外部，其中在隧道内部布置的传感器呈扇形矩阵方式分布，在隧道外部布置的传感器沿着地表平行分布；传感器(51)通过电缆连接采集仪(52)；采集仪(52)通过总线与数据处理单元(53)相连；数据处理单元(53)分别与定位单元(54)相连；

所述传感器(51)负责感应震源信息，并将感应到的震源信息传给采集仪(52)；

所述采集仪(52)负责接收传感器(51)感应到的震源信息，并且存储或传输传感器(51)传过来的震源信息给所述数据处理单元(53)；

所述数据处理单元(53)根据震源信息的波形，分离出岩体破裂震源信息和辅助震源信息；将获取的震源信息进行实时数据处理，经过滤处理去除冗余，得到有效数据处理结果，所述有效数据处理结果包括：岩体破裂震源信息对应微震事件产生裂缝的位置、时间、能量以及对应的震动波传输速度；

定位单元(54)，根据岩体破裂震源信息的数据处理结果，对岩体破裂微震事件产生的裂缝进行定位，并结合每个被定位的岩体裂缝对应的微震事件的能量和时间获得岩体微震事件产生的裂缝的时间分布规律、空间分布规律。