1.一种深埋富水断层破碎带隧道防突安全厚度判定方法,包括试验组件,其中试验组件由试验箱(1)、地应力加载系统、供水系统和监测系统组成,其特征在于,所述判定方法包括以下步骤:S1,在试验箱(1)内填充普通围岩、构筑断层破碎带围岩,在构筑断层破碎带围岩时将供水系统的出水组件埋在其内部;S2,通过地应力加载系统对试验箱(1)进行高地应力加载,而后进行分段式掘进隧道,并且时刻记录隧道开挖的距离;S3,隧道开挖至某一距离后的连续两次监测曲线数据变化率大于安全限值时,将该点作为突变拐点,而突变拐点为监测系统检测掌子面是否出现突水突泥的拐点,具体表达式如下所示:式中:x i 为目标距离处监测数据,其中x i 目标距离处监测数据为监测系统检测掌子面是否出现突水突泥,x i+1 、x i+2 目标距离后连续两次监测数据,x i-1 为目标距离前一次监测数据,[X]为安全限值,不同试验方案该值取值可能不同,本试验方案中[X]=25%;那么在检测数据计算出的数值大于安全限值[X]时停止对隧道开挖,此时记载隧道掌子面开挖距离;S4,确定隧道防突安厚度为:S=Y-D式中:S为隧道临界防突安全厚度,Y为隧道开挖前掌子面中部与断层面之间的距离,D为隧道掌子面已开挖距离。
2.根据权利要求1所述的一种深埋富水断层破碎带隧道防突安全厚度判定方法,其特征在于:所述S1中在试验箱(1)内填充普通围岩、构筑断层破碎带围岩时记载待开挖隧道掌子面中部与断层面之间的距离。
3.根据权利要求1所述的一种深埋富水断层破碎带隧道防突安全厚度判定方法,其特征在于:所述S3中x i 目标距离处监测数据为监测系统检测掌子面是否出现突水突泥,监测系统会记载检测数据,然后根据监测数据计算出安全限值[X]。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种深埋富水断层破碎带隧道防突安全厚度判定方法,其特征在于:所述地应力加载系统包括反力架(2)、分压钢板(31)、液压杆(32)和压力传感器Ⅰ(33),所述反力架(2)设置在试验箱(1)的外侧,分压钢板(31)契合在试验箱(1)顶部的矩形开口槽内,所述液压杆(32)设置在反力架(2)上,其动力输出端设有压力传感器Ⅰ(33),而压力传感器Ⅰ(33)贴合在分压钢板(31)上。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种深埋富水断层破碎带隧道防突安全厚度判定方法,其特征在于:所述供水系统包括水箱(41)和分流水管(42),所述分流水管(42)预埋在破碎带围岩内,而分流水管(42)通过增压水泵与水箱(41)连通。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种深埋富水断层破碎带隧道防突安全厚度判定方法,其特征在于:所述监测系统包括激光测距仪(51)和数据采集仪(54),所述激光测距仪(51)设置在试验箱(1)的外侧并正对着掌子面,所述激光测距仪(51)与数据采集仪(54)电性连接,数据采集仪(54)用于记载试验数据。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种深埋富水断层破碎带隧道防突安全厚度判定方法,其特征在于:所述监测系统包括收集桶(52)、压力传感器Ⅱ(53)和数据采集仪(54),所述收集桶(52)贴合在试验箱(1)靠近隧道出口处,所述收集桶(52)的底部设有压力传感器Ⅱ(53),而压力传感器Ⅱ(53)与数据采集仪(54)电性连接,数据采集仪(54)用于记载试验数据。
8.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种深埋富水断层破碎带隧道防突安全厚度判定方法,其特征在于:所述监测系统包括水压力计(5)和数据采集仪(54),所述水压力计(5)预埋在普通围岩和构筑断层破碎带围岩交接处,所述水压力计(5)与数据采集仪(54)电性连接,数据采集仪(54)用于记载试验数据。
9.根据权利要求5中任意一项所述的一种深埋富水断层破碎带隧道防突安全厚度判定方法,其特征在于:所述预埋在破碎带围岩内的分流水管(42)设有出水孔,而带有出水孔的位置缠绕有纱布(421)。