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序

前言

1 緒論

1.1 研究意義

1.2 錦屏二級水電站深埋引水隧洞和排水洞

1.2.1 工程總體布置

1.2.2 地質條件

1.2.3 施工情況

1.2.4 主要工程問題

1.2.5 需要研究解決的問題

1.3 巖爆研究主要進展

1.3.1 微震實時監測與數據分析方法

1.3.2 巖爆孕育過程的特征、規律與機制研究

1.3.3 巖爆等級劃分與判別方法

1.3.4 巖爆風險估計方法研究

1.3.5 巖爆防治方法研究

1.4 主要研究內容和思路

2 微震實時監測與數據快速分析方法

2.1 引言

2.2 微震監測基本理論與概念

2.2.1 微震監測原理

2.2.2 基本概念

2.3 整體協同、全局的微震實時監測系統與方法

2.3.1 微震監測方案設計基本原則

2.3.2 微震傳感器整體協同、全局的布置方法

2.3.3 微震傳感器整體協同全局布置的典型案例

2.4 微震信息快速分析方法

2.4.1 微震監測數據快速分析內容和流程

2.4.2 微震有效信號小波-神經網絡識別與提取方法

2.5 微震源傳感器陣列內外PSO定位算法

2.6 錦屏二級水電站引水隧洞和排水洞微震實時監測與分析

2.7 小結

3 巖爆孕育過程的特征、規律與機制

3.1 引言

3.2 隧洞巖爆孕育過程微震信息演化特征與規律研究

3.2.1 隧洞巖爆孕育過程微震信息時空演化規律

3.2.2 鉆爆法施工深埋隧洞微震事件及巖爆分布特征

3.2.3 TBM施工隧洞微震監測洞段微震事件及巖爆分布特征

3.2.4 不同施工條件下深埋隧洞微震監測洞段微震信息及巖爆分布對比分析

3.2.5 隧洞支護對微震活動及巖爆的影響

3.2.6 工程地質因素對巖爆的影響及其防控措施啟示

3.2.7 巖爆孕育過程中微震時間序列特征

3.3 巖爆孕育機制的矩張量分析方法

3.3.1 巖爆孕育機制矩張量分析總體思路

3.3.2 基于微震監測數據巖石破裂矩張量分析方法

3.3.3 典型巖爆孕育過程中巖體破裂事件產生機制分析

3.4 巖爆孕育過程中巖石破裂類型判別的P波發育度方法

3.4.1 基于能量比及矩張量方法的巖石破裂類型判別對比分析

3.4.2 基于P波發育度方法的巖石破裂類型判別

3.4.3 深埋隧洞巖石破裂類型綜合判別方法

3.5 巖爆孕育過程中巖體變形破裂演化過程的原位綜合觀測

3.5.1 巖爆孕育機制的原位綜合觀測方法

3.5.2 試驗洞工程地質條件和位置

3.5.3 試驗洞布置與施工開挖

3.5.4 巖爆孕育過程中巖體變形破裂過程的原位試驗方案

3.5.5 現場巖爆發生情況

3.5.6 測試結果分析

3.5.7 巖爆孕育過程的變形破裂機制分析

3.6 即時型巖爆孕育過程的特征、規律與機制

3.6.1 即時型巖爆描述及其特征

3.6.2 即時型巖爆孕育過程中微震信息演化規律

3.6.3 即時型巖爆孕育過程中微震信息演化的時間分形特征

3.6.4 鉆爆法開挖誘發即時型巖爆的空間分形特征

3.6.5 TBM開挖誘發即時型巖爆的能量分形特征

3.6.6 即時型巖爆孕育過程的機制

3.7 時滯型巖爆孕育過程的特征、規律與機制

3.7.1 時滯型巖爆描述及其特征

3.7.2 時滯型巖爆孕育過程中微震信息演化規律

3.7.3 深埋隧洞時滯型巖爆孕育過程的機制

3.8 小結與討論

4 巖爆孕育過程風險估計與預警方法

4.1 引言

4.2 巖爆等級劃分方法

4.2.1 基于宏觀特征的巖爆等級定量劃分方法

4.2.2 基于現場實時監測的微震能量的巖爆等級劃分方法

4.3 基于RVI指標的巖爆爆坑深度經驗評估方法

4.3.1 巖爆傾向性指標RVI研究方法

4.3.2 巖爆實例數據庫構建及基本組成

4.3.3 巖爆控制因子及其控制機理和量化方法

4.3.4 巖爆爆坑深度評估經驗關系式

4.3.5 工程應用及工程案例分析

4.4 基于工程實例神經網絡類比的巖爆爆坑深度和等級估計方法

4.4.1 進化神經網絡基本原理

4.4.2 基于進化-神經網絡算法的巖爆風險估計方法

4.4.3 實例分析與工程應用

4.5 基于數值模擬的巖爆風險評估方法

4.5.1 深埋硬巖隧洞施工過程數值模擬方法

4.5.2 局部能量釋放率、能量釋放率和超剪應力的基本理論

4.5.3 基于數值模擬的巖爆風險評估方法的建立

4.6 基于微震信息演化規律的深埋隧洞巖爆預警方法

4.6.1 預警方法的建立

4.6.2 工程應用

4.6.3 預警結果的討論

4.7 基于微震信息演化的巖爆等級與爆坑深度神經網絡預警方法

4.7.1 概述

4.7.2 神經網絡樣本的構建

4.7.3 隱含層節點數及初始權值的優化

4.7.4 神經網絡模型的優化訓練

4.7.5 神經網絡模型學習效果的檢驗

4.7.6 實例分析與工程應用

4.8 錦屏二級水電站引水隧洞和排水洞微震監測洞段巖爆風險綜合估計與預警

4.8.1 錦屏二級水電站T2b白山組洞段引水隧洞鉆爆法施工前巖爆風險估計

4.8.2 錦屏二級水電站引水隧洞和排水洞微震監測洞段施工過程中巖爆的動態綜合風險估計與預警

4.8.3 錦屏二級水電站微震監測洞段引水隧洞落底開挖巖爆風險評估

4.9 小結

5 巖爆孕育過程的動態調控方法

5.1 引言

5.2 巖爆孕育過程動態調控基本思想

5.2.1 巖爆孕育過程動態調控的基本思想

5.2.2 巖爆孕育過程的開挖和支護方案智能全局優化

5.3 減小能量集中的方法

5.3.1 斷面形狀與尺寸優化

5.3.2 掘進速率優化

5.3.3 相向掘進隧洞貫通前掘進方式優化

5.4 能量預釋放、轉移法

5.4.1 應力釋放孔優化

5.4.2 導洞位置、尺寸和形狀優化

5.5 能量吸收法——巖爆支護設計方法

5.5.1 巖爆防治支護設計要求和支護選型

5.5.2 巖爆傾向洞段的支護參數優化設計

5.5.3 鉆爆法施工巖爆洞段支護時機優化

5.5.4 TBM施工巖爆洞段的支護措施

5.6 巖爆孕育過程的動態調控方法

5.6.1 施工過程動態調整的必要性

5.6.2 施工過程動態調整方法

5.7 錦屏二級水電站引水隧洞巖爆孕育過程的動態調控

5.7.1 巖爆動態防控總體情況

5.7.2 深埋隧洞強烈至極強巖爆洞段鉆爆法上導洞和TBM主洞聯合掘進方法應用

5.7.3 深埋隧洞巖爆動態調控典型案例

5.7.4 兩工作面相向掘進時貫通前巖爆孕育過程預警與動態調控

5.8 小結與討論

6 巖爆孕育過程實時監測、動態預警與調控設計指南

1 總則

2 專業術語

2.1 巖爆相關專業術語

2.2 微震監測相關專業術語

2.3 巖爆風險估計相關專業術語

2.4 巖爆風險規避措施相關專業術語

3 巖爆孕育過程的微震實時監測與數據快速分析

3.1 微震監測設備及通信方案的選擇

3.2 微震監測方案的設計

3.3 巖石破裂有效信號的識別與提取

3.4 巖石破裂源定位

3.5 巖爆孕育過程中微震信息及掘進速率演化規律

3.6 基于微震信息的巖石破裂類型識別

4 巖爆風險的動態評估與預警

4.1 巖爆風險評估的目的及任務

4.2 巖爆風險評估方法分類及選用原則

4.3 工程選址、選線階段巖爆風險評估

4.4 可行性研究和初設階段巖爆風險評估

4.5 設計施工階段巖爆風險的動態評估與預警

5 巖爆風險規避措施優化設計

5.1 高巖爆風險條件下地下工程選線原則

5.2 工程間距的優化

5.3 地下工程開挖前的巖爆風險規避措施優化設計

5.4 地下工程開挖過程中巖爆孕育過程的動態調控優化設計

6 巖爆實例數據庫

參考文獻

彩圖