近些年我国相继实施了一大批大型水利水电工程的修建,这些水利水电工程中深埋引水隧洞面临的最为突出的地质灾害问题为岩爆,常造成损机伤人的事故,严重制约着工程的顺利开展,由于目前对岩爆的破坏机理并不十分明确,预防工作也变得很被动,因此探索岩爆的孕育过程很有必要,直接关系到工程能否正常运营。研究表明,虽然岩爆的过程是突发的、瞬时的能量释放过程,但岩爆的形成却经历了微裂纹萌生扩展阶段、宏观裂纹形成阶段和整体失稳破坏阶段,是一个能量不断累积和调整的动态演化过程。本文依托于陕西省引汉济渭工程微震监测项目,以秦岭四号支洞为监测对象,基于岩石声发射这一特性,采用微震监测系统实时获取隧洞在掘进过程中围岩内部的微震响应信息,探索岩爆孕育过程中微震演化规律,取得的研究成果对现场岩爆的防治有一定的指导作用,论文主要研究内容如下:(1)对四号洞现场工程地质环境稳定性做了评价,钻取现场岩块试样,分别进行了室内单轴压缩和单轴循环加卸载试验,获取所需的岩石力学参数,从脆性指标和能量指标判据对四号洞岩爆倾向性进行分析,研究表明:花岗岩为硬脆性岩体完整性较好,且监测段埋深较大有发生岩爆的风险;判据指标表明围岩有发生强烈岩爆的倾向。(2)阐述了微震监测的可行性力学基础,构建了一套深长斜井开挖连续实时跟随式微震监测系统,实现了隧洞在掘进过程中围岩稳定及岩爆风险区域的实时监测和分析。包括传感器合理的布置方案,合适定位算法的选取和运用时频分析对不同声源波形特征总结,对受干扰的微震信号采用基于EMD的IMF重构降噪可以有效提高信号的信噪比,为微震信号的高效处理奠定了基础。(3)分析总结现场岩爆与微震活动的时空分布规律,分析不同类型岩爆孕育过程的微震演化规律,阐述震源参数量化分析计算方法,分别从震级-频率关系和横纵波能量比值方面分析,研究表明:监测段大震级事件较多,微震活跃性较高,震源属断层滑移型。岩爆高发期微震事件的震级频率曲线相对平缓,b值相对较小,而平静期b值较大曲线较陡;随着洞室埋深的增加,b值有减小的趋势;隧洞围岩的破坏主要是剪切破坏,局部有拉伸破坏。(4)提出了将“微震监测、数值模拟与现场实践相结合”的深长斜井开挖岩爆预测方案。对微震系统采集到的数据分析处理后得到围岩损伤部位,通过建立考虑初始损伤区域(未知断层、节理面)的数值计算,更能较真实的反映实际的岩爆孕育过程和破坏区域,同时对岩爆孕育的影响因素做了初步的探讨。