隧道突涌水災(zāi)害區(qū)域性動態(tài)風險評估與預測預警及工程應(yīng)用.pdf

1、隨著國家戰(zhàn)略中基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)向西部縱深發(fā)展，巖溶是隧道修建過程中出現(xiàn)最頻繁、危害最大的不良地質(zhì)，往往孕育著突水突泥災(zāi)害的發(fā)生，突水突泥災(zāi)害造成了巨大的人員傷亡與財產(chǎn)損失，給隧道的施工期與運營期都帶來災(zāi)難性的挑戰(zhàn)。由于其具有突發(fā)性、難預測性等特點，研究突水突泥災(zāi)害預測預警方法是防治突水突泥災(zāi)害的最有效方法。
　　(1)首先根據(jù)地質(zhì)及構(gòu)造將隧道進行區(qū)段劃分，基于每一區(qū)段的資料信息選取最為適宜的風險評估方法進行突水突泥災(zāi)害風險評價?？偨Y(jié)分

2、析了層次分析法、模糊綜合評價法、屬性綜合評價法、可拓理論等四種最常用的風險評價方法，并研究了每一種風險評價方法的適用條件，為區(qū)段風險評價方法的選取提供了標準。
　　(2)隧道突涌水災(zāi)害破壞模式分為隔水巖體破裂失穩(wěn)與隔水巖體滲透失穩(wěn)兩種。大量研究表明突水突泥災(zāi)害發(fā)生前常常伴隨著一些較為明顯的物理場與地質(zhì)場前兆信息。位移、滲壓、應(yīng)力、應(yīng)變等物理場前兆信息和地質(zhì)場作為隧道突水突泥災(zāi)害前兆信息預警的指標。不同的破壞模式多源前兆信息的重要度

3、也不同，根據(jù)不同的破壞模式設(shè)計科學地元件布設(shè)方案。
　　(3)針對風險評價結(jié)果為高風險的區(qū)段，搭建基于物聯(lián)網(wǎng)的隧道突水突泥災(zāi)害遠程智能監(jiān)測系統(tǒng)。建立位移、水壓、應(yīng)力、應(yīng)變等傳感器網(wǎng)絡(luò)與高清攝像儀組成的前端采集系統(tǒng)進行突涌水災(zāi)害多源異構(gòu)前兆信息的實時采集，MCU采集節(jié)點、無線中繼、遠程基站等組成的遠程無線傳輸系統(tǒng)實時將采集到的前兆信息上傳到預警分析云平臺，從而實現(xiàn)了無線遠程實時傳輸，為突涌水災(zāi)害實時預警提供了現(xiàn)場技術(shù)保障。
　

4、　(4)建立了隧道突涌水災(zāi)害預警臨災(zāi)辨識理論，對位移、滲壓、應(yīng)力、應(yīng)變等前兆信息預警指標進行單指標四色預警等級劃分，然后對多指標進行綜合預警等級劃分。最后，將風險評價等級與多源異構(gòu)前兆信息預警等級進行耦合，確定突涌水災(zāi)害的預警級別。
　　(5)基于C＃編程語言研發(fā)了隧道突水突泥災(zāi)害多源前兆信息分析預警軟件。設(shè)計了系統(tǒng)管理、項目管理、實時監(jiān)測、預警設(shè)置、數(shù)據(jù)管理等模塊。基于B/S架構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)了云平臺與隧道突涌水災(zāi)害遠程智能監(jiān)測系統(tǒng)