[发明专利]水下隧道破碎围岩突水预测与渗流控制的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种突水预测与防控方法，尤其是涉及一种水下隧道破碎围岩突水预测与渗流控制的方法。

背景技术

国外很早就开始了在隧道施工期突涌水预报方面的研究，也取得一些成果。我国在隧道高压突涌水预警预报及其决策系统的研制方面起步较晚，研究基础较薄弱，但近几年不少学者已开始关注隧道高压突涌水的预警预报工作，也取得一些可喜的研究成果。不过，国内外这些研究成果绝大部分还停留在理论模型研究阶段，缺少系统工程方法和非线性科学方面的研究，只能对实际工程做出定性预测，往往无法对实际工程的突涌水做出准确的预报，更难对隧道高压突涌水险情进行早期预警预报以及对之进行经济、安全和合理的综合防控，因此也很难应用到越江(河)隧道和海底隧道等水下隧道的施工中，而研发一种经济、安全、有效和合理的水下隧道破碎围岩突水预测与渗流控制方法显得尤为紧迫。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种水下隧道破碎围岩突水预测与渗流控制的方法，对破碎围岩水下隧道的失稳突水进行动态预测，以及进行经济、合理、安全和可靠的综合防灾减灾渗流控制。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种水下隧道破碎围岩突水预测与渗流控制的方法，包括以下步骤：

步骤S1：采用地球物理探测和超前水平地质钻探方法探查全强风化带、岩脉、断层破碎带、节理密集带的产状和规模，以及该场地主要节理的产状，进行超前地质钻孔压水试验，并提取岩土试样，进行室内物理力学试验、渗透试验。

所述的地球物理探测方法包括爆破钻孔作业、地质雷达法、红外探测和TSP203探测法。

所述的步骤S1具体为：

101：通过超前地质钻孔压水试验，获取水下隧道破碎围岩现场等效渗透系数；

102：利用超前水平地质钻探获取的岩芯进行岩土体的物理力学试验及渗透试验，获取围岩渗透系数、围岩等级和物理力学参数指标。

步骤S2：基于步骤S1试验中的监测数据，采用层次分析灰色关联方法和非线性科学理论，建立围岩突水的层次分析灰色关联的突变预测模型，进行围岩突水预测。

所述的步骤S2具体为：

201：试验监测数据进行平滑处理、等间隔化处理，生成预报数据；

202：采用层次分析灰色关联方法，计算灰色关联度R_i：

(1)对于一个参考数列X₀和若干个比较数列X₁，X₂，…，X_n，ξ_i＝{ξ_i(k)|k＝1，2，...，n}，ξ_i(k)的计算公式为