全断面隧道掘进机与时域围岩应力的监测方法及相关设备技术

本发明专利技术提供的全断面隧道掘进机与时域围岩应力的监测方法及相关设备，涉及地下工程技术领域，以解决全断面隧道掘进机作业产生的振动会进一步引起隧道内部的围岩应力变化，导致隧道坍塌风险提高的问题

【技术实现步骤摘要】
全断面隧道掘进机与时域围岩应力的监测方法及相关设备


[0001]本专利技术涉及地下工程
，尤其涉及全断面隧道掘进机与时域围岩应力的监测方法及相关设备
。

技术介绍

[0002]在地下工程的施工建设中，经常可能遇到地质环境复杂
、
施工条件恶劣的情况，例如破碎带
、
富水带等不良地质现象，从而会造成涌水突泥
、
围岩坍塌变形等工程事故
。
在使用全断面隧道掘进机进行地下作业的过程中，掘进作业产生的振动会进一步引起隧道内部的围岩应力变化，从而会导致隧道的坍塌风险提高
。
因此，亟待提出一种可以在全断面隧道掘进机的掘进过程中监测围岩应力的方法
。

技术实现思路

[0003]本申请实施例提供的一种全断面隧道掘进机与时域围岩应力的监测方法及相关设备，以解决在使用全断面隧道掘进机进行地下作业的过程中，掘进作业产生的振动会进一步引起隧道内部的围岩应力变化，从而会导致隧道的坍塌风险提高的问题
。
[0004]本申请实施例的第一方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
全断面隧道掘进机与时域围岩应力的监测方法，其特征在于，包括：在全断面隧道掘进机的掘进过程中，通过多个环状分布的第一传感器获取隧道第一位置处环形分布测点的第一围岩应力，其中，多个所述第一传感器设置于所述全断面隧道掘进机的第一测试环的周侧，所述第一测试环设置于所述全断面隧道掘进机的刀盘背离掘进侧的一侧，且所述第一测试环套设于所述全断面隧道掘进机的掘进方向的周侧；在所述全断面隧道掘进机的掘进过程中，通过多个环状分布的第二传感器获取所述隧道所述第一位置处环形分布测点的第二围岩应力，其中，所述第二测试环套设于所述全断面隧道掘进机的掘进方向的周侧，所述第二测试环位于所述第一测试环远离所述刀盘的一侧，所述第一围岩应力的获取时间先于所述第二围岩应力的获取时间；比对所述隧道的同一个所述测点对应的所述第一围岩应力与所述第二围岩应力的大小；计算对应的所述第二围岩应力大于所述第一围岩应力的测点数量为第一数量，并计算所述第一数量占所有所述测点的总数的比值，得到第一比值；在所述第一比值大于第一预设阈值的情况下，判定所述全断面隧道掘进机所处地质环境的风险等级为第一破坏等级
。2.
根据权利要求1所述的全断面隧道掘进机与时域围岩应力的监测方法，其特征在于，还包括：在所述第一比值大于第一预设阈值的情况下，通过多个环状分布的所述第一传感器获取所述隧道第二位置处环形分布测点的第三围岩应力，其中，所述第二位置位于所述第一位置的预设范围内；通过多个环状分布的所述第二传感器获取所述隧道所述第二位置处环形分布测点的第四围岩应力，其中，所述第三围岩应力的获取时间早于所述第四围岩应力，所述第二位置位于所述第一位置的预设范围内；比对所述隧道的同一个所述测点对应的所述第三围岩应力与所述第四围岩应力的大小；计算对应的所述第四围岩应力大于所述第三围岩应力的测点数量为第二数量，并计算所述第二数量占所有所述测点的总数的比值，得到第二比值；在所述第二比值小于第二预设阈值的情况下，判定所述全断面隧道掘进机所处地质环境的风险等级为第二破坏等级，其中，所述第二预设阈值小于所述第一预设阈值，所述第二破坏等级的风险程度高于所述第一破坏等级；在所述第二比值大于所述第二预设阈值的情况下，确定所述全断面隧道掘进机所处地质环境的风险等级为第三破坏等级，其中，所述第三破坏等级的风险程度高于所述第二破坏等级
。3.
根据权利要求2所述的全断面隧道掘进机与时域围岩应力的监测方法，其特征在于，还包括：在所述全断面隧道掘进机所处地质环境的风险等级为第三破坏等级的情况下，通过控制所述第二传感器伸入隧道围岩内部，获取所述第一位置处隧道围岩内部的目标围岩应力；在所述目标围岩应力大于预设应力阈值的情况下，确定所述全断面隧道掘进机所处地
质环境的风险等级为第四破坏等级，其中，所述第四破坏等级的风险程度高于所述第三破坏等级；在所述全断面隧道掘进机所处地质环境的风险等级为第四破坏等级的情况下，控制所述全断面隧道掘进机停止行进
。4.
根据权利要求1所述的全断面隧道掘进机与时域围岩应力的监测方法，其特征在于，还包括：在所述全断面隧道掘进机的掘进过程中，通过多个环状分布的第三传感器获取所述隧道所述第一位置处环形分布测点的第一液体含量，其中，多个所述第三传感器设置于所述全断面隧道掘进机的第一测试环的周侧；在所述全断面隧道掘进机的掘进过程中，通过多个环状分布的第四传感器获取所述隧道所述第一位置处环形分布测点的第二液体含量，其中，多个所述第四传感器设置于所述全断面隧道掘进机的第二测试环的周侧；比对所述隧道的同一个所述测点对应的所述第一液体含量与所述第二液体含量；计算同一个所述测点对应的所述第二液体含量大于所述第一液体含量的测点数量为第三数量，并计算所述第三数量占所有所述测点的总数的比值，得到第三比值；在所述第三比值大于第三预设阈...

【专利技术属性】
技术研发人员：高军，龚辉忠，刘凯文，张远征，陈更，王波，李松真，齐永国，许丹，林晓，杨立云，周斌，薛惠玲，何国栋，刘仍兵，高阳，
申请(专利权)人：中铁大桥科学研究院有限公司中铁四院集团南宁勘察设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：