[发明专利]一种隧道围岩内部变形监测方法

说明书

本发明公开了一种隧道围岩内部变形监测方法，属于隧道工程监测技术领域。本发明通过定点式应变感测光缆和金属基索状应变感测光缆进行监测，实现点与线两个方面的位移数据特征监测，同时通过具有多个电极的多芯电缆进行电缆探测，实现各个角度面以及整体立体面的视电阻率的变化监测，可进行点线面体四个方面的变化数据分析，有效的提高隧道围岩变形监测的准确度，降低监测的误差。同时根据得到的点线面体四个方面的变化数据，确定四个层次所对应的围岩松动圈的范围，使得具体使用时能够选取最优松动圈的范围作为最终的松动圈范围，以便根据最优松动圈的范围选取最适配且最合理支护方式进行隧道围岩支护，进而提高了隧道施工时的安全性。

技术领域

本发明涉及隧道工程监测技术领域，具体涉及一种隧道围岩内部变形监测方法。

背景技术

随着国家建设的快速发展，目前的公路、铁路隧道出现了一些新的特点：断面大、隧道长、地质条件复杂，隧道掘进面前方的不良地层条件极易引起隧道塌方、涌水。这些因素不仅在技术上给隧道施工带来极大的困难，也常常因突发事故导致人身伤亡、工期延误，从而造成巨大的经济损失，同时也引起了国家监管部门的高度重视。

目前隧道变形监测方法：1)采用钢尺式收敛计和挂钢尺抄平等接触方式进行量测，该方法具有成本低、操作简单和适应恶劣施工环境的优点。随着越来越多的大跨度隧道的修建，跨度的不断增加使这种监测方法具有明显的局限性，如挂尺困难，对施工干扰大，且难以保证施工变形监测的精度，测量结果容易受人为因素影响。2)非接触三维观测(无尺测量)，实现的方法大致有三种：一、是以多台电子经纬仪为主要设备的三维解析测量；二、是以全站仪为主要设备的三维变形量测；三、是以近景摄影机为主要设备的近景变形量测。但是全站仪法由于基准点的物理状态不够稳定，引起测站点坐标误差很大，而观测过程中又没有进行平差处理，所以观测点的坐标误差＞±1.0mm。对隧道净空变形监测来说，不能满足精度要求，且由于量测人员、测量设备、测试元件等各种客观的外界条件等原因，现场获得的第一手数据不可避免地存在各种误差或错误。

此外，隧道围岩松动圈与支护理论紧密联系，因此准确判断松动圈的范围非常重要。松动圈具有一定的形状，当围岩各向同性时，如果垂直应力与水平应力相等，则为圆形松动圈，否则为椭圆形，且椭圆的长轴与主应力方向垂直；如果围岩非同性，在岩石强度低的层位将产生较大的松动圈。现有的隧道变形监测方法在进行松动圈测试时，普遍采用的是声波法、多点位移计法、地震波法、地质雷达法和渗透法等方法。这些方法在使用时，只能单一进行测试，并且还存在着数据采集速度慢、费用高或操作困难等缺点。进而无法准确的确定松动圈，无法为优化支护方式提供准确的依据支撑。因此，提出一种隧道围岩内部变形监测方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：如何解决更准确地确定松动圈的范围，从而为优化支护方式提供准确的依据支撑，提供了一种隧道围岩内部变形监测方法系统。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括以下步骤：

S1：埋设观测线束

将预先配置的观测线束埋设于测试区域内，其中所述观测线束包括连接在PVC管上应变光缆、探测电缆，所述应变光缆包括定点式应变感测光缆、金属基索状应变感测光缆，所述探测电缆为带有多个电极的多芯电缆；

S2：获取位移数据及视电阻率数据并处理

在隧道围岩产生变形时，应变光缆采集变形时所产生的相应的点式应变量和连续式应变量，获得应变光缆沿观测线方向上各点以及整个光缆线的位移数据特征，探测电缆根据电极信号采集电流变化，获得探测电缆所处地电场的各个角度的视电阻率剖面图，并根据各个角度的视电阻率剖面图，确定观测线束所处空间的立体面的视电阻率剖面图；

S3：获取位移变化情况与视电阻率变化情况