基于集对分析模型的岩溶区浅埋穿河隧道突涌水危险性评价

作     者：许增光 线美婷 熊伟 高珊 柴军瑞 XU Zengguang;XIAN Meiting;XIONG Wei;GAO Shan;CHAI Junrui

作者机构：西安理工大学西北旱区生态水利国家重点实验室西安710048 

出 版 物：《应用力学学报》 (Chinese Journal of Applied Mechanics)

年 卷 期：2023年第40卷第1期

页      面：135-145页

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：引汉济渭联合基金资助项目(No.2019JLM-57)。 

主　　题：岩溶区 浅埋穿河隧道 突涌水 危险性评价 集对分析 

摘      要：在岩溶区修建隧道常会面临突涌水等地质灾害,尤其是对于浅埋穿河隧道的建设,更是极具挑战性的一项工作。由于隧址区存在断层破碎带、岩体风化程度高、节理裂隙发育等,使得河水入侵隧道的可能性大幅增加。为了有效评价岩溶区浅埋隧道下穿河段突涌水发生的危险性,本研究根据隧址区地质条件及隧道特征,选取了地层岩性、修正的岩层倾角、可溶岩与非可溶岩接触带、围岩等级、断层带宽度、断层性质、裂隙发育程度、地表水流量、地表汇水面积、隧道埋深、施工干扰程度共11个影响突涌水的关键因素作为评价指标,建立了岩溶区浅埋穿河隧道突涌水危险性评价体系。首先,采用层次分析法构造判断矩阵确定评价指标的权重,利用集对分析法计算各评价指标的联系度,进而确定评价样本的综合联系度;其次,运用最大隶属度原则识别突涌水风险等级;最后,根据危险性等级与涌水量之间的对应关系,可初步预测突涌水量范围。针对跃龙门隧道下穿高川河浅埋段的突涌水风险,采用集对分析模型进行分析,计算结果显示,危险性评价预测的突涌水量范围为3000~10000 m3/d,现场开挖实际涌水量为7000 m3/d。即危险性评价结果与现场实际情况基本一致,验证了该评价体系与方法的合理性及可行性,为岩溶区浅埋隧道下穿河段突涌水风险评估提供了有效支撑。