一种富水软弱围岩隧道地质灾害风险快速预测方法技术

本发明专利技术公开了一种富水软弱围岩隧道地质灾害风险快速预测方法，如下：步骤一、结合在富水软弱围岩隧道施工过程中出现的地质灾害类型及其危害程度，确定出富水软弱围岩隧道的地质灾害类型及风险等级划分；步骤二、根据地质素描结论和监测数据确定隧道掌子面的地质灾害类型及风险等级；步骤三、以隧道掌子面的地质条件为基准，根据超前地质预报的结果，确定隧道超前地质预报探测段的地质条件优劣等级；步骤四、以隧道掌子面的地质条件与地质灾害风险等级为基准，基于乘积标度法，将隧道超前地质预报探测段的地质条件等级转化为其地质灾害风险等级。该方法简单快捷，能为富水软弱围岩隧道施工快速提供较为准确的决策依据。

【技术实现步骤摘要】
一种富水软弱围岩隧道地质灾害风险快速预测方法
本专利技术属于隧道工程安全评价
，尤其是涉及一种富水软弱围岩隧道地质灾害风险快速预测方法。
技术介绍
由于我国西部山区地质构造运动活跃，地质条件复杂，围岩软弱且多夹层，地下水发育，导致隧道施工过程中围岩大变形、涌突、坍塌等自然灾害频发，严重威胁现场施工人员的生命财产安全，严重影响现场施工作业的正常开展。针对隧道施工过程中的围岩大变形、涌突、坍塌等自然灾害，超前地质预报技术在隧道施工领域得到应用推广，其探测作业已经成为隧道施工工序之一。但是，由于超前地质预报探测结果为定性结论，现场管理人员只能凭借自身的工作经验根据超前地质预报结果推断隧道掌子面前方的地质灾害情况，推断结论因人而异，误差较大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种富水软弱围岩隧道地质灾害风险快速预测方法，简单快捷，能为富水软弱围岩隧道施工快速提供较为准确的决策依据，有效降低大变形、涌突、坍塌等地质灾害带来的损失，保障富水软弱围岩隧道的正常施工。本专利技术采用以下技术方案：.一种富水软弱围岩隧道地质灾害风险快速预测方法，该预测方法如下：步骤一、结合在富水软弱围岩隧道施工过程中出现的地质灾害类型及其危害程度，确定出富水软弱围岩隧道的地质灾害类型及风险等级划分；步骤二、根据地质素描结论和监测数据确定隧道掌子面的地质灾害类型及风险等级；步骤三、以隧道掌子面的地质条件为基准，根据超前地质预报的结果，确定隧道超前地质预报探测段的地质条件优劣等级；步骤四、以隧道掌子面的地质条件与地质灾害风险等级为基准，基于乘积标度法，将隧道超前地质预报探测段的地质条件等级转化为其地质灾害风险等级。上述步骤二的具体过程如下：步骤2.1收集隧道掌子面后方5m范围内近三天的拱顶沉降、周边收敛的监测数据均值，以及隧道掌子面的自稳性状态、地下水状态，确定隧道掌子面的拱顶沉降预测因子、周边收敛预测因子、自稳性状态预测因子、地下水状态预测因子的定性定量判定标准；步骤2.2确定隧道掌子面的拱顶沉降、周边收敛、自稳性状态、地下水状态预测因子对应地质灾害风险等级的判定评分标准；步骤2.3根据隧道掌子面的拱顶沉降、周边收敛、自稳性状态、地下水状态预测因子的定性定量判定评分标准，确定隧道掌子面的地质灾害风险等级值，再根据确定的地质灾害风险等级值判定标准，确定隧道掌子面的地质灾害类型及风险等级。进一步地，在步骤2.2中，采用专家评分法与乘积标度法相结合确定隧道掌子面的拱顶沉降预测因子、周边收敛预测因子、自稳性状态预测因子、地下水状态预测因子对应地质灾害风险等级的判定评分标准。进一步地，在步骤2.3中，隧道掌子面的地质灾害类型及风险等级如下表所示：进一步地，在步骤三的具体过程如下：步骤3.1根据超前地质预报技术的特点，收集超前钻探、TSP、瞬变电磁等隧道超前地质预报探测方法的探测结果；步骤3.2根据超前钻探、TSP、瞬变电磁等隧道超前地质预报探测结果的特点，基于专家评分法和层次分析法确定地质条件优劣等级判定评分标准；步骤3.3以隧道掌子面的地质条件为基准，将收集到的超前钻探、TSP、瞬变电磁等超前地质预报方法的探测结果对照地质条件优劣等级判定评分标准，得到隧道超前地质预报探测段的地质条件等级值，将其带入地质条件优劣等级值判定标准，便得到隧道超前地质预报探测段相对于隧道掌子面的地质条件优劣等级。进一步地，在步骤3.2中，地质条件优劣等级判定评分标准如下表所示：进一步地，在步骤3.3中，地质条件优劣等级值判定标准如下表所示：本专利技术的有益效果是：1.将判定富水软弱围岩隧道地质灾害风险的工程经验转化为快速判定方法，简单快捷，能为富水软弱围岩隧道施工快速提供较为准确的决策依据，有效降低大变形、涌突、坍塌等地质灾害带来的损失，保障富水软弱围岩隧道的正常施工。2.选定的地质灾害类型涵盖了富水软弱围岩隧道的所有地质灾害类型，能对富水软弱围岩隧道的每一种地质灾害进行判定，更有利于指导现场施工。3.该方法将工程经验进行定量化，方法简单易行，有利于降低对施工人员的经验的依赖性。【附图说明】图1为本专利技术一种富水软弱围岩隧道地质灾害风险快速预测方法流程示意图。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。.步骤一、结合在富水软弱围岩隧道施工过程中出现的地质灾害类型及其危害程度，确定出富水软弱围岩隧道的地质灾害类型及风险等级划分。上述富水软弱围岩隧道的地质灾害类型主要为大变形、涌突、坍塌三种，采用三分法确定各地质灾害类型的风险等级均分为低等、中等和高等三类。具体如下表所示：地质灾害类型地质灾害风险等级大变形大变形风险高等，大变形风险中等，大变形风险低等涌突涌突风险高等，涌突风险中等，涌突风险低等坍塌坍塌风险高等，坍塌风险中等，坍塌风险低等步骤二、根据地质素描结论和监测数据确定隧道掌子面的地质灾害类型及风险等级。步骤2.1收集隧道掌子面后方5m范围内近三天的拱顶沉降、周边收敛的监测数据均值，以及隧道掌子面的自稳性状态、地下水状态，确定隧道掌子面的拱顶沉降、周边收敛、自稳性状态、地下水状态预测因子的定性定量判定标准。步骤2.2确定隧道掌子面的拱顶沉降预测因子、周边收敛预测因子、自稳性状态预测因子、地下水状态预测因子对应地质灾害风险等级的判定评分标准。采用专家评分法与乘积标度法相结合确定隧道掌子面的拱顶沉降预测因子、周边收敛预测因子、自稳性状态预测因子、地下水状态预测因子对应地质灾害风险等级的判定评分标准，具体为：以评分法为基础，先确定判定评分标准中一个预测因子最低等级的评分值，然后用乘积标度法确定判定评分标准中该预测因子或其他预测因子对应各等级的评分值；得到隧道掌子面的拱顶沉降预测因子、周边收敛预测因子、自稳性状态预测因子、地下水状态预测因子对应地质灾害风险等级的判定评分标准。监测数据中的拱顶沉降、周边收敛与大变形灾害等级的判定评分标准如下表所示：隧道掌子面的自稳性状态预测因子、地下水状态预测因子与涌突、坍塌灾害等级的判定评分标准，如下表所示：对于富水软弱围岩隧道，当涌突灾害发生时，涌突位置的地下水状态为股状水或线状水；当坍塌灾害发生时，其地下水状态为滴渗水或湿润状态。步骤2.3根据隧道掌子面的拱顶沉降、周边收敛、自稳性状态、地下水状态预测因子的定性定量判定评分标准，确定隧道掌子面的地质灾害风险等级值，再根据确定的地质灾害风险等级值判定标准，确定隧道掌子面的地质灾害类型及风险等级。具体如下表所示：在本实施例中，针对大变形地质灾害，大变形地质灾害等级值P＝P1+P2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种富水软弱围岩隧道地质灾害风险快速预测方法，其特征在于，该预测方法如下：/n步骤一、结合在富水软弱围岩隧道施工过程中出现的地质灾害类型及其危害程度，确定出富水软弱围岩隧道的地质灾害类型及风险等级划分；/n步骤二、根据地质素描结论和监测数据确定隧道掌子面的地质灾害类型及风险等级；/n步骤三、以隧道掌子面的地质条件为基准，根据超前地质预报的结果，确定隧道超前地质预报探测段的地质条件优劣等级；/n步骤四、以隧道掌子面的地质条件与地质灾害风险等级为基准，基于乘积标度法，将隧道超前地质预报探测段的地质条件等级转化为其地质灾害风险等级。/n

【技术特征摘要】
1.一种富水软弱围岩隧道地质灾害风险快速预测方法，其特征在于，该预测方法如下：
步骤一、结合在富水软弱围岩隧道施工过程中出现的地质灾害类型及其危害程度，确定出富水软弱围岩隧道的地质灾害类型及风险等级划分；
步骤二、根据地质素描结论和监测数据确定隧道掌子面的地质灾害类型及风险等级；
步骤三、以隧道掌子面的地质条件为基准，根据超前地质预报的结果，确定隧道超前地质预报探测段的地质条件优劣等级；
步骤四、以隧道掌子面的地质条件与地质灾害风险等级为基准，基于乘积标度法，将隧道超前地质预报探测段的地质条件等级转化为其地质灾害风险等级。


2.根据权利要求1所述的一种富水软弱围岩隧道地质灾害风险快速预测方法，其特征在于，所述步骤二的具体过程如下：
步骤2.1收集隧道掌子面后方5m范围内近三天的拱顶沉降、周边收敛的监测数据均值，以及隧道掌子面的自稳性状态、地下水状态，确定隧道掌子面的拱顶沉降预测因子、周边收敛预测因子、自稳性状态预测因子、地下水状态预测因子的定性定量判定标准；
步骤2.2确定隧道掌子面的拱顶沉降、周边收敛、自稳性状态、地下水状态预测因子对应地质灾害风险等级的判定评分标准；
步骤2.3根据隧道掌子面的拱顶沉降、周边收敛、自稳性状态、地下水状态预测因子的定性定量判定评分标准，确定隧道掌子面的地质灾害风险等级值，再根据确定的地质灾害风险等级值判定标准，确定隧道掌子面的地质灾害类型及风险等级。


3.根据权利要求2所述的一种富水软弱围岩隧道地质灾害风险快速预测方法，其特征在于，在所述步骤2.2中，采用专家评...

【专利技术属性】
技术研发人员：代昱昊，田洪义，王华，刘永胜，彭桂彬，代云峰，李永志，曹贵才，刘润华，肖正，
申请(专利权)人：中铁隧道局集团有限公司，中铁隧道勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44