[发明专利]一种降低深埋隧道穿越断层区域岩爆风险的开挖方法

权利要求书

1.一种降低深埋隧道穿越断层区域岩爆风险的开挖方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、分别在同一深埋隧道的两个相向掘进掌子面后方布置三排传感器，监测和采集岩石微破裂过程发出的微震波信号；开始监测时，最前排传感器距掌子面的距离为距离A，后一排与前一排传感器的距离为距离B；当最前排传感器与掌子面的距离达到距离A+距离B时，回收最后一排传感器并将其安装在距掌子面距离A处，随着掌子面的不断推进，重复这一操作，使传感器紧跟掌子面移动；整个监测过程中始终须保持不少于4个传感器处于工作状态；

步骤2、以深埋隧道里程桩号和测量基准点为基础，测量每个传感器安装位置的空间坐标；

步骤3、识别和提取岩石微破裂过程发出的微震波信号得到微震事件的微破裂位置；

步骤4、分析微震事件空间分布规律，当掌子面前方微震事件呈线状分布时，根据微震事件在隧道纵向剖视图上的展布方向判断断层产状；

步骤5、根据断层产状判断上盘掌子面和下盘掌子面，

当前方微震事件揭露断层产状的掌子面为上盘掌子面时，则由上盘掌子面穿越断层；

当前方微震事件揭露断层产状的掌子面为下盘掌子面时，则停止下盘掌子面掘进，改由上盘掌子单向掘进，并穿越断层，直到与停止掘进的下盘掌子面贯通为止。

2.根据权利要求1所述的一种降低深埋隧道穿越断层区域岩爆风险的开挖方法，其特征在于，所述的步骤1中布置传感器包括以下步骤：

靠近掌子面的为前排传感器，每排布置2个传感器，其中一个装在隧道边墙，另一个安装在隧道拱顶，后一排与前一排传感器在隧道底面投影上呈错开布置；在围岩完整、洞壁干燥区域布置用于安装传感器的锚杆，锚杆须穿过围岩松弛区并用水泥砂浆锚固剂固定，所有传感器采用可拆卸循环利用的方式安装在锚杆尾部。

3.根据权利要求1所述的一种降低深埋隧道穿越断层区域岩爆风险的开挖方法，其特征在于，所述的步骤3包括以下步骤：

步骤3.1、记录微震事件的观测到时，并建立如下微震波走时方程：

(x_i-x₀)²+(y_i-y₀)²+(z_i-z₀)²-V²(t_i-t)²＝0；i=1～m，m≥4；

其中，(x₀，y₀，z₀)是微震源坐标，t是微震事件发生时间；(x_i，y_i，z_i)是第i个传感器测量坐标，V是微震P或S波速度，t_i是第i个传感器接收微震P或S波的观测到时，m是接收到微震波信号的传感器数量，

将每个传感器坐标(x_i，y_i，z_i)及其接收到的微震P或S波的观测到时t_i代入上式，求解得到微震事件的定位结果。