[发明专利]深埋隧洞安全监测布置方法和装置

说明书

本发明实施例提供一种深埋隧洞安全监测布置方法和装置，属于地质监测技术领域。该深埋隧洞安全监测布置方法包括：采用有限元强度折减法，确定不同埋深的隧洞围岩的潜在破坏面；针对不同埋深的隧洞围岩的潜在破坏面，生成安全监测布置。该深埋隧洞安全监测布置方法和装置可以更有针对性，更优化的进行隧洞安全监测。

技术领域

本发明涉及地质监测技术领域，具体地涉及一种深埋隧洞安全监测布置方法和装置。

背景技术

在高地应力条件下如果岩质较软，有节理、断层、破碎带等构造，开挖就有可能引起强烈的挤压变形、坍塌等灾害。高地应力软岩隧道的围岩应力分布及变形情况给隧道施工设计带来了大量难题，高地应力软岩隧道在设计阶段往往不能准确掌握地应力的大小及分布，因此，在隧道开挖时对变形程度随时进行监测，对后续隧道的设计和施工提供指导和帮助，具有重要的现实意义。当前的隧道监测方式并不完善。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种深埋隧洞安全监测布置方法和装置，该深埋隧洞安全监测布置方法和装置可以更有针对性，更优化的进行隧洞安全监测。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种深埋隧洞安全监测布置方法，该方法包括：采用有限元强度折减法，确定不同埋深的隧洞围岩的潜在破坏面；针对不同埋深的隧洞围岩的潜在破坏面，生成安全监测布置。

优选地，所述采用有限元强度折减法，确定不同埋深的隧洞围岩的潜在破坏面包括：建立典型隧洞的有限元模型；基于所述典型隧洞的有限元模型，对完全开挖的隧洞进行围岩强度数值模拟，确定强度储备；以所述强度储备为安全系数，基于折减系数不断降低岩体材料强度，使有限元模型计算不收敛，直到隧洞发生破坏；针对不同埋深，对比不同折减系数下的隧洞围岩的塑性区分布，找出不同埋深的隧洞围岩的潜在破坏面。

优选地，所述潜在破坏面为隧洞围岩周边出现塑性区的分布和贯通路径的围岩面。

优选地，在围岩为Ⅲ类围岩时，所述针对不同埋深的隧洞围岩的潜在破坏面，进行安全监测布置包括：以小于等于第一预设间距布置多处围岩表面收敛监测点监测断面，每处围岩表面收敛监测点布设多个收敛测点采用粘贴反射片配合全站仪进行观测；在每处围岩表面收敛监测点的围岩顶部、左、右侧腰部及底部钻孔埋设1支渗压计，以监测渗压；在每处围岩表面收敛监测点布设多支钢筋计以及选择多根锚杆，每根锚杆布设1支锚杆应力计，以监测锚杆应力；在每处围岩表面收敛监测点布设多套多点位移计，以监测围岩内部变形；在每处围岩表面收敛监测点布设多支测缝计，监测隧洞和围岩的结合面开合度。

优选地，在围岩为含断裂带的V类围岩时，所述针对不同埋深的隧洞围岩的潜在破坏面，进行安全监测布置包括：以第二预设间距布置多处围岩表面收敛监测点监测断面，每处围岩表面收敛监测点布设多个收敛测点采用粘贴反射片配合全站仪进行观测；在每处围岩表面收敛监测点的围岩顶部、左、右侧腰部及底部钻孔埋设1支渗压计，以监测渗压；对于多处围岩表面收敛监测点，每间隔1处布设多支应变计；在隧洞内的断裂带与两侧稳定岩层的结合面处附近钻孔埋设1套大量程多点位移计，以监测断裂带错动变形；分别于隧洞衬砌结构缝内各埋设多套位错计，以监测衬砌结构错动变形；在每处围岩表面收敛监测点布设多套多点位移计监测围岩内部变形；在每处围岩表面收敛监测点布设多支测缝计，监测隧洞和围岩的结合面开合度。

本发明实施例还提供一种深埋隧洞安全监测布置装置，该装置包括：处理单元以及生成单元，其中，所述处理单元用于采用有限元强度折减法，确定不同埋深的隧洞围岩的潜在破坏面；所述生成单元用于针对不同埋深的隧洞围岩的潜在破坏面，生成安全监测布置。

优选地，所述采用有限元强度折减法，确定不同埋深的隧洞围岩的潜在破坏面包括：建立典型隧洞的有限元模型；基于所述典型隧洞的有限元模型，对完全开挖的隧洞进行围岩强度数值模拟，确定强度储备；以所述强度储备为安全系数，基于折减系数不断降低岩体材料强度，使有限元模型计算不收敛，直到隧洞发生破坏；针对不同埋深，对比不同折减系数下的隧洞围岩的塑性区分布，找出不同埋深的隧洞围岩的潜在破坏面。