[发明专利]一种隧道施工微震监测系统及监测方法

说明书

本发明涉及一种隧道施工微震监测系统及监测方法，其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且与采集仪连接；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，得到有效数据处理结果，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；根据岩体破裂震源信息的数据处理结果，对岩体裂缝进行定位，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。本发明通过对微震事件产生裂缝的位置和时间进行精准刻画，实现隧道岩体破坏过程的描述。

技术领域

本发明涉及土木工程施工技术领域，尤其是涉及一种隧道施工微震监测系统及监测方法。

背景技术

随着高速公路建设由平原转向山区，隧道已成为高速公路的重要组成要素。隧道施工安全问题也显得更为重要，在隧道施工开挖、爆破过程中安全事故发生较为频繁，安全生产需求非常迫切。因此需要不断加强隧道施工过程中的安全监测，并且提高监测效率，从而预防事故发生。

传统的隧道施工过程中，受开挖和爆破等影响，需要监测的项目主要包括应力、应变、温度、松动圈监测以及岩爆监测等。

目前现有的隧道监测方法，通常是在隧道中设置传感器，通过传感器感应到的信息来监测隧道的破损情况。但是这种监测方法不能有效全面监测隧道的破损情况，尤其是对于工程条件复杂，监测环境恶劣等工程项目，要准确、快速、实时且大范围获得隧道应力及结构变化更加困难。

发明内容

本发明的目的是针对的现有隧道监测方法中不能有效全面监测隧道的破损情况的技术问题，提供一种隧道施工微震监测系统及监测方法，其能够对施工隧道的岩体破坏进行有效全面的监测，确保隧道施工过程安全可靠；而且安装方便、适用广泛。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

本发明提供一种隧道施工微震监测方法，其包括：

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，且与采集仪连接；

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；

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。

更优选地，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。

更优选地，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。

更优选地，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。

更优选地，所述步骤S4中的有效数据处理结果还包括：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；所述隧道施工微震监测方法还包括：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。