[发明专利]深埋硬岩隧道贯通前相向改单向掘进时机与方式确定方法

权利要求书

1.深埋硬岩隧道贯通前相向改单向掘进时机与方式确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、当两个相向掘进掌子面之间的距离为隧道预设倍洞径时，在每个掌子面后方布置至少4个微震传感器，监测两个掌子面相向掘进过程中附近岩体微破裂产生的微震动信号；

步骤2、对监测到的岩体微破裂产生的微震动信号进行分析，提取每个微震传感器监测到的微震动信号的到时，测量每个微震传感器安装位置坐标；

步骤3、根据步骤2中微震动信号的到时和每个传感器安装位置坐标，通过时差定位反演获取岩石微破裂的位置，计算微破裂释放的微震能量及视体积；

步骤4、将两个掌子面之间的所有岩石微破裂位置垂直投影到隧道中心轴线上，计算所有相邻投影点之间的距离，相向掘进直至所有距离均不大于预定间距，则改相向掘进为单向掘进。

2.根据权利要求1所述的深埋硬岩隧道贯通前相向改单向掘进时机与方式确定方法，其特征在于，所述的微震动信号的到时包括微震P波和S波的到时。

3.根据权利要求2所述的深埋硬岩隧道贯通前相向改单向掘进时机与方式确定方法，其特征在于，所述的步骤3中通过时差定位反演获取岩石微破裂的位置包括以下步骤：

以每个微震传感器监测到的微震动信号到时和计算到时的累积残差绝对值和最小为目标函数反演岩体微破裂的位置，计算公式如下：

f=Σi=1m|tPi-t0-RiVp|+Σi=1m|tSi-t0-RiVS|]]>

其中，f为累积残差绝对值，t_Pi和t_Si分别为第i个传感器监测到的微震动信号P波和S波到时，t₀为微震动信号发震时间，V_P和V_S分别为微震P波和S波波速，m为传感器总个数，R_i为第i个传感器到微震源的距离，计算公式如下：

Ri=(xi-x)2+(yi-y)2+(zi-z)2]]>

其中，(x,y,z)为微破裂的位置坐标，(x_i,y_i,z_i)为第i个微震传感器的坐标。

4.根据权利要求1所述的深埋硬岩隧道贯通前相向改单向掘进时机与方式确定方法，其特征在于，所述的步骤4中，决定采用单向掘进方式时，分别统计两个掌子面后方预定距离至其前方两掌子面中线之间范围内的岩石微破裂数量、释放的微震能量及视体积三个微震参数，选择从三个微震参数均相对较低或两个微震参数相对较低的掌子面掘进。