[发明专利]一种隧道微震监测传感器布置及与数据采集仪连接方法

说明书

技术领域

本发明涉及隧道微震监测技术领域，更具体涉及隧道微震监测传感器布置及与数据采集仪连接方法，适用于水利水电、交通等隧道微震监测。

背景技术

微震监测技术的基本原理是利用在空间上不同方位布设的微震监测传感器，获取岩体产生微破裂过程所发出的地震波信息，对其加以分析、处理后确定微震事件发生的时间、位置、大小及能量释放等信息，以此为基础推断岩体内部应力状态、破坏情况，进而对岩体稳定性进行分析预测。微震监测传感器布置方式直接影响微震监测效果，合理的微震传感器布置不仅能够更大范围地监测到更多微震信号，而且能使微震定位算法快速准确的确定震源位置和发震时间。

至今，针对隧道微震监测传感器布置方法研究较少，且微震传感器主要布置在隧道上部空间范围内，下部分空间未得到充分利用，没有最大化的利用所有空间组成高效微震监测网络。（中国专利公开号CN202300529U，公开日2011.10.10，实用新型名称“深埋长隧洞TBM掘进过程中微震监测传感器布置结构”。文献《岩石力学与工程学报》，2011年第2期，陈炳瑞，“深埋隧洞TBM掘进微震实时监测与特征分析”。文献《长江科学院院报》，2012年第9期，揭秉辉，“基于微震监测技术的深埋长大隧洞群岩爆时空分布规律分析”。文献《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》，2011年第3期，Tang chun an, “Preliminary engineering application of microseismic monitoring technique to rockburst prediction in tunneling of Jinping II project”）

微震数据采集仪采集微震传感器监测到的微震信号，当微震传感器的数量较多时，将同时使用多个微震数据采集仪对微震传感器进行分配连接。因此，当某个微震数据采集仪或其与微震传感器连接线路损坏时，则无法对与其连接的微震传感器监测到的微震信号进行采集。在水利水电、交通等隧道中，由于现场工程环境复杂，微震传感器、微震数据采集仪以及其线路经常容易遭受损坏，进而影响微震信号采集的效果及连续性，降低微震监测效果。因此，有必要考虑当部分微震传感器、微震数据采集仪或其线路损坏时，微震监测系统采集信号能力弱甚至失效的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种隧道微震监测传感器布置及与数据采集仪连接方法，提高对微震监测对微震信号的采集能力以及微震源定位精度，解决当部分微震传感器、微震数据采集仪或其线路损坏时，微震监测系统采集信号能力弱甚至失效的问题，确保微震监测系统采集信号的效果与连续性。

本发明通过下述技术方案实现：

一种隧道微震监测传感器布置及与数据采集仪连接方法，包括以下步骤： 

步骤1、在掌子面后方全断面布置第一组传感器：

在掌子面后方L/2处的隧道断面0°方向布置第一三向微震传感器，其中，面对隧道开挖方向隧道正上方为隧道断面0°方向，顺时针方向为角度递增方向，L为微震传感器在所监测隧道岩体中的最大监测范围，

在掌子面后方L/2+A处的隧道断面90°方向布置第一单向微震传感器，其中A为相邻的微震传感器在隧道轴向方向投影的间距，

在掌子面后方L/2+2A处的隧道断面180°方向布置第二单向微震传感器，

在掌子面后方L/2+3A处的隧道断面270°方向布置第三单向微震传感器；

步骤2、在掌子面后方全断面布置第二组传感器：

在掌子面后方L/4处的隧道断面45°方向布置第四单向微震传感器，

在掌子面后方L/4+A处的隧道断面135°方向布置第二三向微震传感器，

在掌子面后方L/4+2A处的隧道断面225°方向布置第五单向微震传感器，

在掌子面后方L/4+3A处的隧道断面315°方向布置第六单向微震传感器；

步骤3、将第一微震数据采集仪连接第一三向微震传感器、第四单向微震传感器、第二单向微震传感器和第五单向微震传感器；第二微震数据采集仪连接剩下4个微震传感器；

步骤4、掌子面推进至距较远一组微震传感器所在隧道断面1.5L处时，将较远一组微震传感器平移至距当前掌子面后方0.5L处的隧道断面处布置；直到隧道开挖微震监测完成，微震传感器与微震数据采集仪连接方式保持不变。