[发明专利]一种多因素耦合下岩溶山区地铁隧道工程灾害分区方法

权利要求书

1.一种多因素耦合下岩溶山区地铁隧道工程灾害分区方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：收集地铁隧道工程详勘阶段的勘察报告；

步骤二：按照地层岩土分界面与隧道拱顶的距离对隧道进行分段，分段原则为：岩土分界面高于拱顶0-4m划分为一段、岩土分界面高于拱顶4-8m划分为一段、岩土分界面高于拱顶超过8m划分为一段、岩土分界面低于拱顶0-4m划分为一段、岩土分界面低于拱顶超过4m划分为一段，划分出若干区段X₁、X₂、X₃、…、X_i、…、X_n；

步骤三：对隧道工程中的涌水涌泥坍塌灾害进行灾害风险评价及分区，该灾害风险评价因子包括地层岩土分界面与隧道拱顶平均距离、地下水与隧道拱顶平均距离、岩溶发育等级三种评价因子；三种评价因子的取分原则和涌水涌泥坍塌灾害的分级标准如下：

(1)地层岩土分界面与隧道拱顶平均距离：对于平均距离高于拱顶0-4m和4-8m的区段，按照平均距离与分值之和为10分进行取分；对于平均距离高于拱顶超过8m的区段，取0分；对于平均距离低于拱顶超过4m的区段，取0分；该灾害风险评价因子的权重为0.5；

(2)地下水与隧道拱顶平均距离：平均距离高于拱顶0-8m，按照平均距离与分值之和为10分进行取分；平均距离低于拱顶0-4m，按照平均距离与分值之和为5分进行取分；平均距离高于拱顶超过8m或低于拱顶超过4m，取0分；岩土分界面与隧道拱顶平均距离高于隧道拱顶超过8m或低于拱顶超过4m，取0分；该灾害风险评价因子的权重为0.35；

(3)岩溶发育等级：岩溶强发育取8.3分，岩溶中发育取5.1分，岩溶弱发育取1.8分；该灾害风险评价因子的权重为0.15；

通过上述取分原则，根据下列公式计算出各区段涌水涌泥坍塌灾害的综合分值，风险等级分级按照综合分值划分为三级：一级5.1-10分；二级1.6-5.0分；三级0-1.5分；将分级结果绘制在地质剖面图上，形成涌水涌泥坍塌灾害风险等级分区图：

X₁：A₁＝x₁·0.5+y₁·0.35+z₁·0.15

X₂：A₂＝x₂·0.5+y₂·0.35+z₂·0.15

X_i：A_i＝x_i·0.5+y_i·0.35+z_i·0.15

X_n：A_n＝x_n·0.5+y_n·0.35+z_n·0.15

式中，A_i为第i个区段涌水涌泥坍塌灾害的风险等级综合分值；x_i为第i个区段地层岩土分界面与隧道拱顶平均距离评价因子的分值；y_i为第i个区段地下水与隧道拱顶平均距离评价因子的分值；z_i为第i个区段岩溶发育等级评价因子的分值；

步骤四：对地面脱空塌陷灾害进行灾害风险评价及分区，该灾害风险评价因子包括：岩溶发育等级、涌水涌泥坍塌灾害综合分值两种评价因子；两种评价因子的取分原则和地面脱空塌陷灾害的分级标准如下：

(1)岩溶发育等级：岩溶强发育取8.3分，岩溶中发育取5.1分，岩溶弱发育取1.8分；该灾害风险评价因子的权重为0.55；

(2)涌水涌泥坍塌灾害综合分值；该灾害风险评价因子的权重为0.45；

通过上述取分原则，根据下列公式计算出各区段地面脱空塌陷灾害的综合分值，风险等级分级按照综合分值划分为三级：一级6.6-10分，二级3.6-6.5分，三级0-3.5分；将分级结果绘制在地质剖面图上，形成涌水涌泥坍塌灾害风险等级分区图：

X₁：B₁＝z₁·0.55+A₁·0.45

X₂：B₂＝z₂·0.55+A₂·0.45

X_i：B_i＝z_i·0.55+A_i·0.45

X_n：B_n＝z_n·0.55+A_n·0.45

式中，B_i为第i个区段地面塌陷脱空灾害的风险等级综合分值，其余字母同上；

步骤五：对管道破损灾害进行灾害风险评价及分区，评价及分区标准为：当区段i的地面塌陷脱空灾害风险等级为一级，且区段i的长度大于100m，管道破损灾害风险等级为一级；当不满足上述条件时管道破损灾害风险等级为三级；根据上述原则将分级结果绘制在地质剖面图上，形成管道破损灾害风险等级分区图。

2.如权利要求1所述的多因素耦合下岩溶山区地铁隧道工程灾害分区方法，其特征在于：仅适用于岩溶山区矿山法施工的地铁区间隧道工程。