[发明专利]深埋隧洞围岩开挖响应系统性监测方法

权利要求书

1.一种深埋隧洞围岩开挖响应系统性监测方法，其特征在于步骤如下：

a、选定试验场地并确定主测试洞（1）的开挖位置，然后开挖与主测试洞（1）平行的辅助测试洞；

b、从辅助测试洞向主测试洞（1）钻孔，并埋设监测仪器，形成应力监测断面、声发射监测断面、光纤光栅监测断面、多点位移计监测断面；其中声发射监测断面至少包含三个相互平行的监测断面，且三个断面的监测部位一致；光纤光栅监测断面和多点位移计监测断面的监测部位一致；

c、以1m一个爆破循环向前掘进，进行主测试洞（1）的开挖，并连续记录开挖过程中各监测仪器的测试数据；

d、主测试洞（1）开挖过程中或待主测试洞（1）开挖完成后，从其内壁向周围岩体钻孔形成波速监测断面和锚杆应力监测断面，其中锚杆应力监测断面中各孔内均埋设有监测仪器；

e、将主测试洞（1）两端用混凝土堵头进行封闭，然后向封闭区域注水并施加压力，模拟水工隧洞运行期间的内水压力，并监测内水压力对围岩松弛破坏的影响；

f、通过长期监测获得高应力条件下地下水对围岩破裂行为增长特征的影响实测数据；

上述六个监测断面覆盖主测试洞（1）的应力集中区和应力松弛区。

2.根据权利要求1所述的深埋隧洞围岩开挖响应系统性监测方法，其特征在于：所述辅助测试洞包括位于主测试洞（1）一侧腰部的辅助洞Ⅰ（2）、位于主测试洞（2）另一侧拱脚部位的辅助洞Ⅱ（3），以及位于主测试洞（1）正上方的顶拱辅助洞（4）。

3.根据权利要求2所述的深埋隧洞围岩开挖响应系统性监测方法，其特征在于：布置应力监测断面时，从辅助洞Ⅰ（2）向主测试洞（1）的拱肩部位钻设上倾角度分别为6度和10度的孔，从辅助洞Ⅱ（3）向主测试洞（1）的拱脚部位钻设上倾角度分别为2度、6度和10度的孔，同时从顶拱辅助洞（4）向主测试洞（1）靠近辅助洞Ⅰ（2）一侧的拱肩部位钻设外倾角度为10度的孔，并在各钻孔的孔底埋设监测仪器。

4.根据权利要求2所述的深埋隧洞围岩开挖响应系统性监测方法，其特征在于：布置声发射监测断面时，从辅助洞Ⅰ（2）向主测试洞（1）钻设三个钻孔，其中两个上倾，角度分别为6度和10度，一个下倾，角度为10度；从辅助洞Ⅱ（3）向主测试洞（1）钻设四个钻孔，其中三个上倾，角度分别为2度、6度和10度，一个下倾，角度为6度；同时从顶拱辅助洞（4）向主测试洞（1）钻设三个钻孔，其中一个为铅直孔，另外两个以该铅直孔为轴对称布置，均外倾10度；各钻孔底部埋设均埋设监测仪器。

5.根据权利要求2所述的深埋隧洞围岩开挖响应系统性监测方法，其特征在于：布置波速监测断面时，从主测试洞（1）向周围岩体钻设八个钻孔；其中两个水平，分别位于主测试洞（1）的两侧腰部；两个铅直，分别位于主测试洞（1）的拱顶和底部；两个位于主测试洞（1）的两侧拱肩部位，且对称布置，均上倾45度；两个位于主测试洞（1）的两侧拱脚部位，且对称布置，均下倾25度。

6.根据权利要求2所述的深埋隧洞围岩开挖响应系统性监测方法，其特征在于：布置光纤光栅监测断面时，从辅助洞Ⅰ（2）向主测试洞（1）的拱肩部位钻设上倾角度为10度的钻孔，同时从辅助洞Ⅱ（3）向主测试洞（1）的拱脚部位钻设上倾角度为8度的钻孔，并在各钻孔底部埋设监测仪器。

7.根据权利要求2所述的深埋隧洞围岩开挖响应系统性监测方法，其特征在于：布置多点位移计监测断面时，从辅助洞Ⅰ（2）向主测试洞（1）的拱肩部位钻设上倾角度为10度的钻孔，同时从辅助洞Ⅱ（3）向主测试洞（1）的拱脚部位钻设上倾角度为8度的钻孔，并在各钻孔底部埋设监测仪器。

8.根据权利要求2所述的深埋隧洞围岩开挖响应系统性监测方法，其特征在于：布置锚杆应力监测断面时，从主测试洞（1）一侧拱肩部位向周围岩体钻设上倾角度分别为30度和50度的钻孔，另一侧拱肩部位钻设上倾角度为25度的钻孔，从主测试洞（1）一侧拱脚部位向周围岩体钻设下倾角度为25度的钻孔，另一侧拱脚部位钻设下倾角度分别为15度和30度的钻孔；六个钻孔左右各三个，且各钻孔内均埋设锚杆应力计。

9.根据权利要求2所述的深埋隧洞围岩开挖响应系统性监测方法，其特征在于：所述顶拱辅助洞（4）采用从辅助洞Ⅰ（2）爬坡至主测试洞（1）顶部后继续开挖形成。

10.根据权利要求2所述的深埋隧洞围岩开挖响应系统性监测方法，其特征在于：所述主测试洞（1）与辅助测试洞之间的距离须保证相邻洞室之间无应力干扰。