1.一种基于实时监测的软弱围岩隧洞施工用挖掘方法,其特征在于,包括:步骤S1,获取隧洞的基础地质条件,对隧洞拱部进行超前支护,其中,基础地质条件包括围岩分级和围岩基本质量指标;步骤S2,获取隧洞的设计半径,基于设计半径与岩体纵波速度确定上台阶高度,并进行上台阶挖掘及支护;步骤S3,在上台阶支护完成后,获取上台阶左右两侧的围岩参数进行比对,基于比对结果确定下台阶左右两侧的挖掘顺序;步骤S4,根据确定的所述挖掘顺序确定首先挖掘的单侧下台阶,在单侧下台阶挖掘过程中,对上台阶及单侧下台阶同时钻眼并采用同步爆破策略,爆破后同时挖掘上台阶及单侧下台阶,并进行支护;步骤S5,在步骤S4完成后,对另一侧下台阶以及上台阶同时钻眼并采用同步爆破策略,爆破后同时挖掘上台阶及单侧下台阶,并进行支护;步骤S6,在下台阶完成挖掘后,进行隧道周边收敛与拱顶下沉量测,通过采集的拱顶下沉和周边收敛数据进行回归分析,预测拱顶下沉及周边收敛的最大位移值umax,以及达到收敛所需的时间 D,初步判断围岩稳定状态;步骤S7,基于围岩稳定状态调整隧洞循环掘进的单次掘进量,以重复进行所述步骤S3~S6,循环进行隧洞的挖掘;其中,所述单次掘进量包括下台阶单次掘进量和上台阶单次掘进量;在所述步骤S1中,所述超前支护过程包括:在顶拱掌子面设置超前小导管,预设超前小导管范围为拱顶120°范围;基于隧洞层状岩层厚度调整超前小导管范围的范围;完成超前小导管的搭接后,进行拱顶超前围岩注浆加固;在所述步骤S2中,确定上台阶高度包括:获取超前支护前、后的岩体纵波速度和设计半径;基于超前支护前、后的岩体纵波速度计算支护系数;根据所述支护系数和隧洞设计半径确定上台阶高度;其中,所述上台阶高度为上台阶底面距隧洞顶部的距离。
2.根据权利要求1所述的基于实时监测的软弱围岩隧洞施工用挖掘方法,其特征在于,所述步骤S2还包括:根据所述上台阶高度和超前支护的长度确定上台阶初始掘进量,其中,所述上台阶初始掘进量小于等于所述上台阶高度。
3.根据权利要求2所述的基于实时监测的软弱围岩隧洞施工用挖掘方法,其特征在于,所述步骤S2中,对上台阶进行挖掘的步骤包括:确定炮眼位置,基于测量的隧洞断面数据确定掌子面炮眼位置进行定位开眼及钻孔;基于掌子面岩石的凹凸程度、设计半径以及所述初始掘进量确定钻眼的垂直深度;依次进行装药、联网、爆破、出碴和支护,其中,支护拱架的间隔小于等于1/7的隧洞设计半径。
4.根据权利要求3所述的基于实时监测的软弱围岩隧洞施工用挖掘方法,其特征在于,在所述步骤S3中,确定下台阶左右两侧的挖掘顺序包括:获取上台阶左右两侧的围岩参数,包括围岩的密度和围岩断面的平整度;基于所述围岩参数确定上台阶左右两侧对应的围岩软弱程度值;比较左右两侧围岩的围岩软弱程度值,并将围岩软弱程度值小对应的一侧确定为下台阶首先挖掘的单侧下台阶,将围岩软弱程度值大对应的一侧确定为下台阶后续挖掘的另一侧下台阶。
5.根据权利要求1所述的基于实时监测的软弱围岩隧洞施工用挖掘方法,其特征在于,在所述步骤S3中,还包括基于拱顶的单位时间沉降量确定下台阶循环掘进的初始单次掘进量和两侧下台阶的掘进差量。
6.根据权利要求5所述的基于实时监测的软弱围岩隧洞施工用挖掘方法,其特征在于,在所述步骤S6中,基于预测的所述最大位移值umax以及达到收敛所需的时间 D,确定围岩稳定参量。
7.根据权利要求6所述的基于实时监测的软弱围岩隧洞施工用挖掘方法,其特征在于,在所述步骤S7中,基于所述围岩稳定参量调整隧洞循环掘进的所述单次掘进量,其中,调整后的下台阶单次掘进量根据围岩稳定参量与所述初始单次掘进量确定。
8.根据权利要求1所述的基于实时监测的软弱围岩隧洞施工用挖掘方法,其特征在于,在所述步骤S6中,所述回归分析包括:获取若干时间点下的隧道周边收敛值与拱顶下沉量;基于所述隧道周边收敛值与时间的关系建立周边收敛的第一回归曲线,基于所述拱顶下沉量与时间的关系建立拱顶下沉的第二回归拟合曲线;根据所述第一回归曲线确定周边收敛的最大位移值u1,根据所述第二回归拟合曲线确定拱顶下沉的最大位移值u2;取u1和u2中的最大值为所述最大位移值umax,对应的达到收敛所需的时间为 D。