[发明专利]一种隧道施工地质灾害预报方法

说明书

本发明公开了一种隧道施工地质灾害预报方法，包括以下步骤：S1隧道开挖前，探测到掌子面前方隧道围岩的地质缺陷体的信息；S2隧道开挖过程中，采集地质缺陷体周围的岩石破裂震源信息和洞内的辅助震源信息；S3根据岩石破裂震源信息，确定对应的微震事件信息以及微震事件信息对应的地震波传输速度；S4根据地层优化的速度模型，修正、校准步骤S3中的地震波传输速度，进而修正、校准微震事件信息；S5实时预报隧道施工引发的地质灾害。本发明结合地震波法和微震监测技术，考虑施工因素引发的地震波，对岩体破裂微震事件进行修正校准，实时预报施工过程中可能的坍塌、冒顶等地质灾害。

技术领域

本发明涉及地质灾害预报技术领域，具体地，涉及一种隧道施工地质灾害预报方法。

背景技术

我国地下工程建设中，公路或铁路沿线经常采用隧道穿越山岭，在隧道施工过程中，由于掌子面前方地质体的复杂多变，常遇断层、溶洞、破碎带、暗河以及高地应力等不良地质情况，若不能及时掌握前方地质情况，很可能导致塌方、涌水、岩爆冒顶甚至泥石流等地质灾害，因此，在隧道施工前和施工过程中，对掌子面前方地质条件和可能的地质灾害开展地质超前预报工作，对于隧道施工的质量和安全具有十分重要的意义。

目前对于超前地质预报技术通常集中于对地质缺陷体四要素的评价与描述，仅属于施工过程的勘察范畴，而并没有考虑到隧道施工这一直接触发地质灾害发生的重要因素。

发明内容

鉴于以上问题，本发明的目的是提供一种隧道施工地质灾害预报方法，在进行地质灾害预报时，将隧道施工这一重要因素考虑在内，对可能出现的坍塌、冒顶等地质灾害进行实时预警。

为了上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述隧道施工地质灾害预报方法，包括以下步骤：

S1隧道开挖前，采用地震波法探测掌子面前方隧道围岩，以探测到地质缺陷体的信息；

S2在隧道开挖过程中，在探测到的所述地质缺陷体的地表周围和隧道洞内分别设置多个传感器，采集所述地质缺陷体周围的岩石破裂震源信息和洞内的辅助震源信息；

S3根据所述岩石破裂震源信息，确定对应的微震事件信息以及所述微震事件信息对应的地震波传输速度；

S4根据不同方位、不同强度的所述辅助震源信息，得到地层优化的速度模型，用于修正、校准所述步骤S3中的地震波传输速度，进而修正、校准所述微震事件信息；

S5对所述微震事件信息进行聚类分析，将岩石裂隙随时间和空间的开展趋势，以及所述地质缺陷体的信息在同一个三维坐标系中显示，将所述微震事件信息与所述地质缺陷体进行力学匹配，判断不良地质，从而实时预报隧道施工引发的地质灾害。

优选地，所述隧道施工地质灾害预报方法还包括步骤S6：

根据所述步骤S3中得到的所述地震波传输速度，对隧道岩体的波速场进行双差成像处理，通过双差成像的结果间接反映岩体内部应力分布状态和不良地质情况，将双差成像的结果与所述地质缺陷体的信息在同一三维坐标系中显示，验证所述步骤S5对地质灾害的预报结果。

优选地，步骤S2中，以所述地质缺陷体为核心，在半径为200米的范围之内的地表设置传感器。

优选地，在隧道洞内设置的传感器间距为20米。

优选地，所述辅助震源信息包括：爆破震源产生的地震波信息、运输车辆震源产生的地震波信息以及隧道钻孔震源产生的地震波信息中的一种或多种。

优选地，所述步骤S1中，地震波法探测地质缺陷体的探测范围为隧道的长度100～200米，高度100米，宽度50米。

优选地，步骤S1中，采用地震波法探测到的地质缺陷体的信息包括所述地质缺陷体的位置、规模、产状和性质。