基于围岩监测的隧道施工期突涌水风险预测

摘要

突涌水灾害的频发对隧道安全施工和生命财产构成严重威胁，因此精准预测并有效控制隧道施工中的突涌水风险尤为重要。本研究旨在提出一种适用于隧道施工期的突涌水风险预测方法，通过反馈施工现场监测数据确定风险概率并预测水量范围。首先，在分析施工期突涌水事故案例的基础上，综合考虑地质构造和水文地质条件，并引入开挖支护、动态监测围岩以及渗压信息，建立了包含10个指标在内的突涌水评估指标体系；其次，采用博弈论组合赋权法优化主客观权重向量，构建改进功效系数模型以计算各风险等级下的综合功效系数，并在归一化处理后确定风险发生概率；最后，根据最大隶属度原则确定风险等级并预测水量范围。以鸡公岭隧道和跃龙门隧道为例，应用该方法对施工中的突涌水风险进行了预测。结果表明：所提出的基于博弈论组合权重和改进功效系数的隧道施工期突涌水灾害风险预测方法与现场开挖结果吻合较好；该方法综合考虑评估指标和风险等级之间非线性关系使预测结果更接近实际施工情况，在评估风险等级的同时实现了风险概率和涌水量范围的预测。

关键词

风险评估 / 突涌水 / 施工期 / 围岩监测 / 改进功效系数

基金资助

国家自然科学基金资助项目(No.52179143; 52209167); 陕西省科技创新团队资助项目(No.2022TD-01)