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隧道安全領(lǐng)域的應(yīng)用

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隧道開挖會使巖石失去原有的平衡,其內(nèi)部應(yīng)力重新分布,當(dāng)圍巖的某些區(qū)域產(chǎn)生應(yīng)力集中達到巖體的強度極限后,巖體會發(fā)生斷裂破壞,繼而產(chǎn)生巖爆、大面積塌方等隧道動力災(zāi)害,嚴(yán)重威脅施工人員和設(shè)備的安全并影響工程施工進度。萬泰微震監(jiān)測可以對隧道開挖過程中巖體內(nèi)裂隙的產(chǎn)生和發(fā)展進行監(jiān)測,進而預(yù)警隧道的空區(qū)塌方、巖爆、瓦斯突出和透水等災(zāi)害,為隧道安全施工提供保障。


應(yīng)用實例

某隧道施工過程中安裝了萬泰微震監(jiān)測系統(tǒng),檢波器從西向東共布設(shè)在三個斷面上,每個斷面分別含1個單分量微震檢波器和2個三分量微震檢波器,共9個檢波器。監(jiān)測周期5個月,監(jiān)測結(jié)果如下圖所示,微震事件發(fā)生位置隨掌子面的移動自西北向東南方向變化

隧道微震監(jiān)測微地震事件俯視圖


在此基礎(chǔ)上開展了國際領(lǐng)先的雙差成像研究,間接描述了隧道開挖擾動可能影響的區(qū)域與掌子面附近的速度變化從而反演隧道圍巖應(yīng)力分布情況。指導(dǎo)隧道支護設(shè)計,預(yù)警隧道動力災(zāi)害,確保隧道施工安全。如下圖所示。

開挖水平面以下7m處速度場分布

開挖水平面以下8m處速度場分布


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