复杂地质条件下隧洞软岩大变形灾害风险等级判定方法技术

本发明专利技术属于复杂地质条件下的隧洞工程技术领域，公开了一种复杂地质条件下隧洞软岩大变形灾害风险等级判定方法，包括：通过地质勘察获取隧洞区工程地质条件；采集隧洞区工程地质与水文地质信息确定风险指标因素以及各个风险指标因素的权值；对所述各个风险指标因素构建影响因素指标层次表，并进行风险评分；基于各个风险指标因素的风险评分确定风险等级值；根据所述风险等级值的大小判断得到复杂地质条件下隧洞软岩大变形灾害风险等级。本发明专利技术的复杂地质条件下隧洞软岩大变形灾害风险等级判定方法通过量化影响因素对风险等级进行直观的评价，具有科学严谨、操作简单、便于编程计算、适用范围广的优点。适用范围广的优点。适用范围广的优点。

【技术实现步骤摘要】
复杂地质条件下隧洞软岩大变形灾害风险等级判定方法


[0001]本专利技术属于复杂地质条件下的隧洞工程
，尤其涉及一种复杂地质条件下隧洞软岩大变形灾害风险等级判定方法。

技术介绍

[0002]目前，在工程建设过程中，受地形条件制约导致高速公路、长距离引调水工程等必须采用隧洞方案穿越山岭或槽谷，尤其是西部山区地质构造极其复杂，在施工过程中导致隧洞在穿越区域性宽大断裂带、泥岩、页岩及绿泥片岩、绢云母片岩等软岩地层时常常会遇到软岩大变形此类地质灾害，软岩大变形灾害的发生不仅对人员和机械的安全构成了严重威胁，还会造成工期的延误，造成大的经济损失，因此在隧洞穿越或即将穿越区域断层带或软岩类地层施工过程中，需要在地质勘察的基础上，大量搜集软岩大变形灾害典型案例，全面系统地查找隧洞穿越软岩地层过程中软岩大变形致灾地质影响因素，通过专家调查分析，确定关键地质因子，同时结合施工监测、物探等成果，进而对软岩大变形灾害风险等级进行评估，最终对开挖掌子面前方不良工程地质进行超前预报，准确掌握掌子面前方地质情况，使隧洞穿越软岩地层遭遇软岩大变形的灾害风险最小化、可控化，减少隧洞建设的经济损失，避免人员伤亡和工期延误，这将对隧洞施工安全的保障有着极大的作用，对于隧洞施工技术的发展具有十分重要的意义。
[0003]隧洞穿越软岩地层遭遇软岩大变形的灾害风险评估工作对隧洞安全施工具有重要意义，然而，目前这类灾害风险评估还存在以下问题：
[0004]一、隧洞穿越软岩类地层遭遇软岩大变形灾害受较多非确定性因素的影响，例如软岩类地层的岩性组合、软岩地层所在的区域地质构造背景环境、围岩最大主应力等，这些因素都具有一定的不确定性，对隧洞软岩大变形灾害的产生起到了重要的作用，而针对以上这些不确定影响因素进行定量评价，存在较大困难。
[0005]二、现行规程规范中没有相对成熟的隧洞穿越软岩类地层遭遇软岩大变形灾害风险评估方法，而在实际隧洞穿越软岩类地层可能遭遇软岩大变形灾害风险评估中，一些可能导致隧洞软岩大变形的不确定因素例如软岩类地层的岩性组合、软岩类地层所处的区域构造背景环境、水文地质条件等多采用定性描述，这样在实际操作中非常不便，无法直观的描述该因素的影响，另外，这种定性描述也不利于计算机程序编写，在形成智能化软岩大变形灾害风险评估系统的时候非常不便，所以，定量的准确评估影响因素对隧洞穿越软岩地层遭遇软岩大变形灾害风险等级判定有着极为重大的意义。
[0006]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0007](1)现有技术无法对影响隧洞穿越软岩类地层遭遇软岩大变形灾害的非确定性因素进行定量评价；
[0008](2)现有技术没有隧洞穿越软岩类地层遭遇软岩大变形灾害风险评估方法；
[0009](3)现有的灾害评估方法采用定性评估，在实际应用中受到限制，且评估不准确。

技术实现思路

[0010]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种复杂地质条件下隧洞软岩大变形灾害风险等级判定方法。
[0011]本专利技术是这样实现的，一种复杂地质条件下隧洞软岩大变形灾害风险等级判定方法，所述复杂地质条件下隧洞软岩大变形灾害风险等级判定方法包括：
[0012]步骤一，通过地质勘察获取隧洞区工程地质条件；采集隧洞区工程地质与水文地质信息确定风险指标因素以及各个风险指标因素的权值；
[0013]步骤二，对所述各个风险指标因素构建影响因素指标层次表，并进行风险评分；基于各个风险指标因素的风险评分确定风险等级值；
[0014]步骤三，根据所述风险等级值的大小判断得到复杂地质条件下隧洞软岩大变形灾害风险等级。
[0015]进一步，所述隧洞区工程地质条件包括：隧洞区软岩地层的分布特征、岩性组合特征、围岩强度应力比、岩体完整性信息。
[0016]进一步，所述风险指标因素包括岩性组合、地质构造、岩石饱和单轴抗压强度、围岩强度应力比、实测收敛应变、水文地质、变形观测、变形监测。
[0017]进一步，所述岩性组合、地质构造、岩石饱和单轴抗压强度、围岩强度应力比、实测收敛应变、水文地质、变形观测、变形监测的因素的权值分别为15、30、15、15、15、10、15、15。
[0018]进一步，所述步骤二中，对所述各个风险指标因素构建影响因素指标层次表，并进行风险评分包括：
[0019]确定各个风险指标因素的影响因素以及对应指标分值，构建影响因素指标层次表，并进行风险评分。
[0020]进一步，所述各个风险指标因素的影响因素以及对应指标分值包括：
[0021]所述岩性组合包括的影响因素和权值分别为：纯软岩20、软硬相间，以软岩为主15、硬质岩0；
[0022]所述地质构造包括的影响因素和权值分别为：断层破碎带及影响带30、褶皱区或结构面密集发育区20、岩层缓倾且走向与洞线呈小锐角10、岩层缓倾或走向与洞线呈小锐角5、其它0；
[0023]所述所在部位岩石饱和单轴抗压强度包括的影响因素和权值分别为：R
b
≤5MPa、5＜R
b
≤15MPa、15＜R
b
≤30MPa、30MPa＜R
b
；
[0024]所述围岩强度应力比包括的影响因素和权值分别为：s<0.15、0.15≤s＜0.25、0.25≤s＜0.45、0.45＜s；
[0025]所述实测收敛应变包括的影响因素和权值分别为：ε＞10、5＜ε≤10、2.5＜ε≤5、1<ε≤2.5、ε≤1；
[0026]所述水文地质包括的影响因素和权值为：压力水头H＞100、10<压力水头H≤100、压力水头H≤10 0；
[0027]所述变形观测包括的影响因素和权值为：围岩挤出、掉块时15；
[0028]所述变形监测包括的影响因素和权值为：应力计、应变计监测异常时15。
[0029]进一步，所述基于各个风险指标因素的风险评分确定风险等级值包括：将各个风险指标因素的风险评分进行加和确定风险等级值。
[0030]进一步，所述根据所述风险等级值的大小判断得到复杂地质条件下隧洞软岩大变形灾害风险等级包括：
[0031]若风险等级值大于80，则判断软岩大变形风险等级为极高；
[0032]若风险等级值为40至80，则判断软岩大变形风险等级为高；
[0033]若风险等级值小于40，则判断软岩大变形风险等级为低。
[0034]进一步，所述根据所述风险等级值的大小判断得到复杂地质条件下隧洞软岩大变形灾害风险等级还包括：
[0035]若岩性为泥岩、页岩、软质片岩、断层破碎且隧洞围岩强度应力比小于0.45，影响围岩自成拱，则判断复杂地质条件下隧洞软岩大变形灾害风险评估为高。
[0036]本专利技术的另一目的在于提供一种实施所述复杂地质条件下隧洞软岩大变形灾害风险等级判定方法的复杂地质条件下隧洞软岩大变形灾害风险等级评估系统，所述复杂地质条件下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复杂地质条件下隧洞软岩大变形灾害风险等级判定方法，其特征在于，所述复杂地质条件下隧洞软岩大变形灾害风险等级判定方法包括：步骤一，通过地质勘察获取隧洞区工程地质条件；采集隧洞区工程地质与水文地质信息确定风险指标因素以及各个风险指标因素的权值；步骤二，对所述各个风险指标因素构建影响因素指标层次表，并进行风险评分；基于各个风险指标因素的风险评分确定风险等级值；步骤三，根据所述风险等级值的大小判断得到复杂地质条件下隧洞软岩大变形灾害风险等级。2.如权利要求1所述复杂地质条件下隧洞软岩大变形灾害风险等级判定方法，其特征在于，所述隧洞区工程地质条件包括：隧洞区软岩地层的分布特征、岩性组合特征、围岩强度应力比、岩体完整性信息。3.如权利要求1所述复杂地质条件下隧洞软岩大变形灾害风险等级判定方法，其特征在于，所述风险指标因素包括岩性组合、地质构造、岩石饱和单轴抗压强度、围岩强度应力比、实测收敛应变、水文地质、变形观测、变形监测。4.如权利要求1所述复杂地质条件下隧洞软岩大变形灾害风险等级判定方法，其特征在于，所述岩性组合、地质构造、岩石饱和单轴抗压强度、围岩强度应力比、实测收敛应变、水文地质、变形观测、变形监测的因素的权值分别为15、30、15、15、15、10、15、15。5.如权利要求1所述复杂地质条件下隧洞软岩大变形灾害风险等级判定方法，其特征在于，所述步骤二中，对所述各个风险指标因素构建影响因素指标层次表，并进行风险评分包括：确定各个风险指标因素的影响因素以及对应指标分值，构建影响因素指标层次表，并进行风险评分。6.如权利要求5所述复杂地质条件下隧洞软岩大变形灾害风险等级判定方法，其特征在于，所述各个风险指标因素的影响因素以及对应指标分值包括：所述岩性组合包括的影响因素和权值分别为：纯软岩20、软硬相间，以软岩为主15、硬质岩0；所述地质构造包括的影响因素和权值分别为：断层破碎带及影响带30、褶皱区或结构面密集发育区20、岩层缓倾且走向与洞线呈小锐角10、岩层缓倾或走向与洞线呈小锐角5、其它0；所述所在部位岩石饱和单轴抗压强度包括的影响因素和权值分别为：R
b
≤5MPa、5＜R
b
≤15MPa、15＜R
b
≤30MPa、30MPa＜R
b
；所述围岩强度应力比包...

【专利技术属性】
技术研发人员：周云，陈长生，张海平，李会中，黄华，肖云华，史存鹏，李银泉，王家祥，刘承新，罗飞，王朋，王旺盛，叶健，吴孝光，赵长军，喻久康，敬佳，覃瑞东，
申请(专利权)人：长江三峡勘测研究院有限公司武汉，
类型：发明
国别省市：