[發明專利]一種隧道施工微震監測系統及監測方法

有效

• 申請號: 201710769962.7
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107561579B
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 孔恒;姚海波;吳進科;孫強;張鵬;周陽;文言;靳利軍;馬少軍;高飛;高明生;程立華;尹留陽;單中趁;汪涼;吳江;張全賀;黃振龍;劉羽;王雄;付貴慶;高萬夫;王鵬;陳斌;陳偉;湯明;崔宇聲;王彬;張冰;崔少光;郭飛
• 申請（專利權）人: 北京市政建設集團有限責任公司;北京市市政一建設工程有限責任公司;北方工業大學
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01V1/34
• 代理公司: 11457 北京律譜知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 羅建書<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種隧道施工微震監測方法，其特征在于，所述隧道施工微震監測方法包括：

步驟S2，利用傳感器采集震源信息；所述傳感器為多個，呈空間立體化分布在隧道內部和隧道外部，其中在隧道內部布置的傳感器呈扇形矩陣方式分布，在隧道外部布置的傳感器沿著地表平行分布；且所述傳感器與采集儀連接；

步驟S3，根據震源信息的波形，分離出巖體破裂震源信息和輔助震源信息；

步驟S4，將獲取的震源信息進行實時數據處理，經過濾處理去除冗余，得到有效數據處理結果，所述有效數據處理結果包括：巖體破裂震源信息對應微震事件產生裂縫的位置、時間、能量以及對應的震動波傳輸速度；以及，輔助震源信息對應微震事件產生裂縫的位置、時間、能量以及對應的震動波傳輸速度；

步驟S5，根據巖體破裂震源信息的數據處理結果，對巖體產生的裂縫進行定位，并結合每個被定位的巖體裂縫對應的微震事件的能量和時間獲得巖體微震事件產生的裂縫的時間分布規律、空間分布規律；利用輔助震源信息優化巖體波速速度模型，對巖體微震事件的時間分布規律、空間分布規律進行優化調整。

2.根據權利要求1所述的隧道施工微震監測方法，其特征在于，

對于關鍵微震事件，采用雙差成像定位算法對所述關鍵微震事件產生的裂縫進行進一步精確定位。

3.根據權利要求1或2所述的隧道施工微震監測方法，其特征在于，所述隧道施工微震監測方法還包括：

步驟S6，利用巖體破裂微震事件的時間分布規律和空間分布規律，采用三維可視化軟件顯示巖體變形和破裂反應的演化過程。

4.根據權利要求1或2所述的隧道施工微震監測方法，其特征在于，

所述步驟S4中的有效數據處理結果還包括：巖體破裂過程中對應的震動波傳輸速度；

所述隧道施工微震監測方法還包括：步驟S7，利用所述震動波傳輸速度，采用雙差成像方法對隧道巖體的波速場進行成像；通過成像結果反映的巖體波速場分布間接反映巖體內部應力分布狀態和地質構造。

5.根據權利要求1所述的隧道施工微震監測方法，其特征在于，在隧道內部布置傳感器時，每個用于安裝傳感器的鉆孔中均軸向安裝兩個傳感器。

6.根據權利要求1所述的隧道施工微震監測方法，其特征在于，用于安裝所述傳感器的相鄰鉆孔之間的間距范圍為5m～30m。

7.根據權利要求1所述的隧道施工微震監測方法，其特征在于，所述傳感器采用數量比為1:1的高頻傳感器和低頻傳感器，且這些高頻傳感器和低頻傳感器交錯布置。

8.一種應用權利要求1至7任意一項所述隧道施工微震監測方法的隧道施工微震監測系統，其特征在于，所述隧道施工微震監測系統包括：

傳感器(51)、采集儀(52)、數據處理單元(53)和定位單元(54)；

傳感器(51)為多個，呈空間立體化分布在隧道內部和隧道外部，其中在隧道內部布置的傳感器呈扇形矩陣方式分布，在隧道外部布置的傳感器沿著地表平行分布；傳感器(51)通過電纜連接采集儀(52)；采集儀(52)通過總線與數據處理單元(53)相連；數據處理單元(53)分別與定位單元(54)相連；

所述傳感器(51)負責感應震源信息，并將感應到的震源信息傳給采集儀(52)；

所述采集儀(52)負責接收傳感器(51)感應到的震源信息，并且存儲或傳輸傳感器(51)傳過來的震源信息給所述數據處理單元(53)；

所述數據處理單元(53)根據震源信息的波形，分離出巖體破裂震源信息和輔助震源信息；將獲取的震源信息進行實時數據處理，經過濾處理去除冗余，得到有效數據處理結果，所述有效數據處理結果包括：巖體破裂震源信息對應微震事件產生裂縫的位置、時間、能量以及對應的震動波傳輸速度；

定位單元(54)，根據巖體破裂震源信息的數據處理結果，對巖體破裂微震事件產生的裂縫進行定位，并結合每個被定位的巖體裂縫對應的微震事件的能量和時間獲得巖體微震事件產生的裂縫的時間分布規律、空間分布規律。