巖溶隧道突水突泥全過程漸進(jìn)式風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)評估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種巖溶隧道突水突泥全過程漸進(jìn)式風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)評估方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隧道及地下工程涉及交通工程（鐵路、公路隧道）、水利水電工程（輸水隧洞、地 下廠房）等重要工程領(lǐng)域，逐漸成為國家重大基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)的重要組成部分，而隨著 國家"十二五"等戰(zhàn)略科技發(fā)展的規(guī)劃，重大工程建設(shè)的重心正逐漸向地形地質(zhì)極端復(fù)雜的 西部山區(qū)轉(zhuǎn)移，建設(shè)過程中所面臨的巖溶突涌水是巖溶地區(qū)隧道建設(shè)中的主要地質(zhì)災(zāi)害之 一，因而對于巖溶地區(qū)隧道突水突泥全過程的風(fēng)險(xiǎn)評估是分析與解決問題的關(guān)鍵。
[0003] 然而，目前國內(nèi)關(guān)于此方面的研究還不太完善，在風(fēng)險(xiǎn)評估過程中，往往忽略了地 下工程地質(zhì)條件的復(fù)雜性，而且大多數(shù)評估方法只能給出定性或半定量的分析結(jié)果，無法 將各指標(biāo)的取值結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際施工情況進(jìn)行實(shí)時(shí)更正，以實(shí)現(xiàn)突水涌泥風(fēng)險(xiǎn)的動(dòng)態(tài)評估。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提供一種巖溶隧道突水突泥全過程漸進(jìn)式 風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)評估方法，它具有風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)評估指標(biāo)的取值結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際施工情況進(jìn)行實(shí)時(shí)更 正，可以實(shí)現(xiàn)突水涌泥風(fēng)險(xiǎn)的動(dòng)態(tài)評估的優(yōu)點(diǎn)。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] 一種巖溶隧道突水突泥全過程漸進(jìn)式風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)評估方法，步驟如下：
[0007] 步驟（1):在隧道勘察階段，從隧道發(fā)生突涌水的孕險(xiǎn)環(huán)境中獲取隧址及其附近 圍巖的水文地質(zhì)信息；所述隧址及其附近圍巖的水文地質(zhì)信息包括不良地質(zhì)、地層巖性、地 下水位、可溶巖與非可溶巖接觸帶、地形地貌、巖層產(chǎn)狀、層面與層間裂隙和圍巖級別；
[0008] 步驟⑵：根據(jù)步驟⑴得到指標(biāo)層次表，根據(jù)指標(biāo)層次表與因素權(quán)向量，計(jì)算出 風(fēng)險(xiǎn)分級值，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)；
[0009] 步驟（3):將致險(xiǎn)因子引入風(fēng)險(xiǎn)評估的影響因素中，綜合考慮步驟（1)的隧址及其 附近圍巖的水文地質(zhì)信息和致險(xiǎn)因子，進(jìn)行突涌水風(fēng)險(xiǎn)估算，劃分隧道突涌水風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)段 分布特征；
[0010] 步驟（4):將步驟（1)得到的水文地質(zhì)信息結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際施工情況進(jìn)行實(shí)時(shí)更正， 以實(shí)現(xiàn)突水涌泥風(fēng)險(xiǎn)的動(dòng)態(tài)評估。
[0011] 所述步驟（3)的致險(xiǎn)因子是指導(dǎo)致突水風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的直接因素，如施工方案、施工 技術(shù)以及人員活動(dòng)。
[0012] 所述步驟（2)的根據(jù)指標(biāo)層次表與因素權(quán)向量，計(jì)算出風(fēng)險(xiǎn)分級值，計(jì)算出風(fēng)險(xiǎn) 分級值步驟為：
[0013] B = [Id1 b2 …Ivbn] ⑴
[0014] ω = [Q1 ω2··· ω j··· ωη]τ (2)
[0015] S = B · ω (3)
[0016] 其中，B為專家評分向量，ω為因素權(quán)向量，S為風(fēng)險(xiǎn)分級值。
[0017] 所述步驟⑵的步驟如下：
[0018] 步驟（2-1):依據(jù)水文地質(zhì)信息構(gòu)建指標(biāo)層次表；
[0019] 步驟（2-2):利用1-9標(biāo)度法構(gòu)造判斷矩陣；
[0020] 步驟（2-3):利用步驟（2-2)的判斷矩陣計(jì)算權(quán)重值；
[0021] 步驟（2-4):利用步驟（2-3)的權(quán)重值計(jì)算判斷矩陣的最大特征值λ max:
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種巖溶隧道突水突泥全過程漸進(jìn)式風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)評估方法，其特征是，步驟如下： 步驟（1):在隧道勘察階段，從隧道發(fā)生突涌水的孕險(xiǎn)環(huán)境中獲取隧址及其附近圍巖 的水文地質(zhì)信息；所述隧址及其附近圍巖的水文地質(zhì)信息包括不良地質(zhì)、地層巖性、地下水 位、可溶巖與非可溶巖接觸帶、地形地貌、巖層產(chǎn)狀、層面與層間裂隙和圍巖級別； 步驟（2):根據(jù)步驟（1)得到指標(biāo)層次表，根據(jù)指標(biāo)層次表與因素權(quán)向量，計(jì)算出風(fēng)險(xiǎn) 分級值，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)； 步驟（3):將致險(xiǎn)因子引入風(fēng)險(xiǎn)評估的影響因素中，綜合考慮步驟（1)的隧址及其附近 圍巖的水文地質(zhì)信息和致險(xiǎn)因子，進(jìn)行突涌水風(fēng)險(xiǎn)估算，劃分隧道突涌水風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)段分布 特征； 步驟（4):將步驟（1)得到的水文地質(zhì)信息結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際施工情況進(jìn)行實(shí)時(shí)更正，以實(shí) 現(xiàn)突水涌泥風(fēng)險(xiǎn)的動(dòng)態(tài)評估。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種巖溶隧道突水突泥全過程漸進(jìn)式風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)評估方法，其特 征是，所述步驟（2)的根據(jù)指標(biāo)層次表與因素權(quán)向量，計(jì)算出風(fēng)險(xiǎn)分級值，計(jì)算出風(fēng)險(xiǎn)分級 值步驟為： B = [Id1Id2 …b".. bn] (1) ω = [ ω i ω2…ω 廣.ωη]τ ⑵ S = B · ω (3) 其中，B為專家評分向量，ω為因素權(quán)向量，S為風(fēng)險(xiǎn)分級值。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種巖溶隧道突水突泥全過程漸進(jìn)式風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)評估方法，其特 征是，所述步驟（2)的步驟如下： 步驟（2-1):依據(jù)水文地質(zhì)信息構(gòu)建指標(biāo)層次表； 步驟（2-2):利用1-9標(biāo)度法構(gòu)造判斷矩陣； 步驟（2-3):利用步驟（2-2)的判斷矩陣計(jì)算權(quán)重值； 步驟（2-4):利用步驟（2-3)的權(quán)重值計(jì)算判斷矩陣的最大特征值λ η
aij的參數(shù)含義為判斷矩陣中的各個(gè)元素； 步驟（2-5):-致性檢驗(yàn)： 最終通過計(jì)算出的各因子的權(quán)重值是否能真實(shí)地客觀地反映出其重要性，決定于判斷 矩陣的真實(shí)性；因此，必須對判斷矩陣進(jìn)行滿意度的一致性評價(jià)：
式中：CI :一致性指標(biāo)；CR :-致性比率；RI :平均隨機(jī)一致性指標(biāo)，通過表3查得； 表3
若一致性比率CR <0. 1，判斷矩陣滿足一致性，否則，需對判斷矩陣進(jìn)行調(diào)整，直至判 斷矩陣滿足一致性為止。
4. 如權(quán)利要求3所述的一種巖溶隧道突水突泥全過程漸進(jìn)式風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)評估方法，其特 征是， 所述步驟（2-3)的步驟如下： 步驟（2-3-1):計(jì)算判斷矩陣各行元素的Mi
步驟（2-3-2):計(jì)算Mi的η次根
所得到的ω = 為所求的因素權(quán)向量。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種巖溶隧道突水突泥全過程漸進(jìn)式風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)評估方法，其特 征是，所述步驟（3)將致險(xiǎn)因子引入風(fēng)險(xiǎn)評估的影響因素中的步驟為 ： 在水文地質(zhì)信息中，若僅有地下水位為定量描述，采用構(gòu)造隸屬度函數(shù)的方法來確定 各等級的隸屬度，隸屬度函數(shù)的客觀與否決定評價(jià)結(jié)果的有效性，構(gòu)造如下函數(shù)：
式（10)~（13)中，μ ρ μ 2、μ 3、μ 4分別是地下水四個(gè)風(fēng)險(xiǎn)水平的隸屬函