一种隧道涌水突泥预测方法技术

本发明专利技术提供了一种隧道涌水突泥预测方法，该方法包括：获取预设隧道位置处的地质数据；根据获得的地质数据计算渗流过程中的能量损失；根据获得的地质数据和渗流过程中的能量损失，预测隧道涌水的速度。应用本发明专利技术可以快速预测隧道的涌水速度，避免出现涌水导致的人员伤亡；还可以为隧道施工单位提供涌水风险评价方法，为技术人员根据涌水风险评价制定涌水预测。测。测。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道涌水突泥预测方法


[0001]本申请涉及隧道及地下工程
，尤其涉及一种隧道涌水突泥预测方法。

技术介绍

[0002]近几十年来，我国经济建设蓬勃发展，基础设施，尤其是交通运输基础设施建设对经济社会的持续发展具有强大的拉动效应。国家中长期发展规划中将交通运输等重大基础项目建设摆在了重要位置，一大批公路铁路交通工程、水利水电工程和矿山工程等重大基础工程将陆续提上建设日程。这也极大地促进了隧道工程建设。
[0003]但是在现有技术中，据统计，在隧道等地下工程建设中，近80％的重大安全事故由涌水突泥地质灾害及处置不当造成，教训异常深刻。
[0004]综上可知，由于现有技术中涌水突泥地质灾害具有如上所述的危害，因此如何提出一种更好的隧道涌水突泥预测方法，从而可以快速预测隧道的涌水速度；还可以为隧道施工单位提供涌水风险评价方法。是本领域中亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种隧道涌水突泥预测方法，从而可以快速预测隧道的涌水速度；还可以为隧道施工单位提供涌水风险评价方法。
[0006]本专利技术的技术方案具体是这样实现的：
[0007]一种隧道涌水突泥预测方法，该方法包括：
[0008]步骤A，获取预设隧道位置处的地质数据；
[0009]步骤B，根据获得的地质数据计算渗流过程中的能量损失；
[0010]步骤C，根据获得的地质数据和渗流过程中的能量损失，预测隧道涌水的速度。
[0011]较佳的，根据以下公式计算所述能量损失：
[0012][0013]其中，Δh为整个渗流过程中的能量损失；μ为流体粘滞力系数；v为水体流动速度；D
P
为多孔介质当量直径；l为渗流路径长度。
[0014]较佳的，该方法还包括：
[0015]步骤D，根据所获得的地质数据以及预设的地下水水压力的等级标准，确定地下水水压力的等级值；
[0016]步骤E，根据所获得的地质数据以及预设的地下水的水量的等级标准，确定地下水的水量的等级值；
[0017]步骤F，根据所获得的地质数据以及预设的断层带规模的等级标准，确定断层带规模的等级值；
[0018]步骤G，根据所获得的地质数据以及预设的断层带内岩土体的质量的等级标准，确定断层带内岩土体的质量的等级值；
[0019]步骤H，根据地下水水压力的等级值、地下水的水量的等级值、断层带规模的等级值和断层带内岩土体的质量等级值，确定涌水突泥发生概率的等级值；
[0020]步骤I，根据涌水突泥发生概率的等级值，确定涌水突泥发生的概率等级。
[0021]较佳的，根据以下公式计算所述涌水突泥发生概率的等级值：
[0022]Q
t
＝Q
p
+Q
q
+Q
s
+Q
m
；
[0023]其中，Q
t
表示涌水突泥发生概率的等级值，Q
p
表示地下水水压力的等级值、Q
q
表示地下水的水量的等级值、Q
s
表示断层带规模的等级值，Q
m
表示断层带内岩土体的质量的等级值。
[0024]较佳的，该方法还包括：
[0025]步骤J，确定涌水突泥发生后的损失情况；
[0026]步骤K，根据涌水突泥发生后的损失情况以及预设的后果等级标准，确定涌水突泥发生的后果等级。
[0027]较佳的，所述损失情况包括：经济损失、人员伤亡、工期延误时间或环境影响情况中的一种或多种。
[0028]较佳的，该方法还包括：
[0029]步骤L，根据涌水突泥发生的概率等级和后果等级，以及预设的涌水突泥风险等级标准，确定涌水突泥发生的风险等级。
[0030]较佳的，所述步骤L包括：
[0031]步骤L1，根据涌水突泥发生的概率等级和后果等级，得到涌水突泥发生的风险值；
[0032]步骤L2，根据涌水突泥发生的风险值确定涌水突泥发生的风险等级。
[0033]较佳的，所述步骤L1包括：
[0034]步骤L11，将涌水突泥发生的概率等级作为对应的概率预测值；
[0035]步骤L12，将涌水突泥发生的后果等级作为对应的后果预测值；
[0036]步骤L13，将概率预测值与后果预测值的和作为涌水突泥发生的风险值。
[0037]较佳的，所述步骤L2包括：
[0038]涌水突泥发生的风险值小于或等于第一风险阈值，涌水突泥发生的风险等级为低等级；
[0039]涌水突泥发生的风险值小于或等于第二风险阈值且大于第一风险阈值，涌水突泥发生的风险等级为中等级；
[0040]涌水突泥发生的风险值小于或等于第三风险阈值且大于第二风险阈值，涌水突泥发生的风险等级为高等级；
[0041]涌水突泥发生的风险值大于第三风险阈值，涌水突泥发生的风险等级为极高等级。
[0042]如上可见，在本专利技术中，通过提出一种隧道涌水突泥预测方法，从而可以快速预测隧道的涌水速度，避免出现涌水导致的人员伤亡；还可以为隧道施工单位提供涌水风险评价方法，为技术人员根据涌水风险评价制定涌水预测。
附图说明
[0043]图1为本专利技术实施例中的预测涌水速度的方法的流程图。
[0044]图2为本专利技术实施例中的隧道涌水突泥力学模型示意图。
[0045]图3为本专利技术实施例中的预测涌水突泥发生的概率等级的流程图。
[0046]图4为本专利技术实施例中的预测涌水突泥发生的后果等级的流程图。
[0047]图5为本专利技术实施例中的预测涌水突泥发生的风险等级的流程图。
[0048]图6为本专利技术实施例中的根据涌水突泥发生的风险值预测涌水突泥发生的风险等级的流程图。
[0049]图7为本专利技术实施例中的获取涌水突泥发生的风险值的流程图。
具体实施方式
[0050]为使本专利技术的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本专利技术作进一步详细的说明。
[0051]如图1所示，本专利技术提供了一种隧道涌水突泥预测方法，可以包括：
[0052]步骤101，获取预设隧道位置处的地质数据；
[0053]在本专利技术的技术方案中，可以通过多种具体的实现方式来获取预设隧道位置处的地质数据。
[0054]例如，在本专利技术的一个具体实施例中，可以通过对预设隧道位置处进行地质勘察，然后根据地质勘察的结果获取相应的地质数据。
[0055]另外，在本专利技术的技术方案中，可以根据实际应用场景的需要，获取各种所需地质数据。
[0056]例如，在本专利技术的一个具体实施例中，所述地质数据可以包括：水头高度Z(单位为m)；地下水水压力u(单位为pa)；水的容重γ
w
(单位为kN/m3)；水体流动速度v(单位为m/s)；渗流路径长度l。
[0057]其中，根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道涌水突泥预测方法，其特征在于，该方法包括：步骤A，获取预设隧道位置处的地质数据；步骤B，根据获得的地质数据计算渗流过程中的能量损失；步骤C，根据获得的地质数据和渗流过程中的能量损失，预测隧道涌水的速度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据以下公式计算所述能量损失：其中，Δh为整个渗流过程中的能量损失；μ为流体粘滞力系数；v为水体流动速度；D
P
为多孔介质当量直径；l为渗流路径长度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：步骤D，根据所获得的地质数据以及预设的地下水水压力的等级标准，确定地下水水压力的等级值；步骤E，根据所获得的地质数据以及预设的地下水的水量的等级标准，确定地下水的水量的等级值；步骤F，根据所获得的地质数据以及预设的断层带规模的等级标准，确定断层带规模的等级值；步骤G，根据所获得的地质数据以及预设的断层带内岩土体的质量的等级标准，确定断层带内岩土体的质量的等级值；步骤H，根据地下水水压力的等级值、地下水的水量的等级值、断层带规模的等级值和断层带内岩土体的质量等级值，确定涌水突泥发生概率的等级值；步骤I，根据涌水突泥发生概率的等级值，确定涌水突泥发生的概率等级。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据以下公式计算所述涌水突泥发生概率的等级值：Q
t
＝Q
p
+Q
q
+Q
s
+Q
m
；其中，Q
t
表示涌水突泥发生概率的等级值，Q
p
表示地下水水压力的等级值、Q
q
表示...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建友，刘方，吕刚，于晨昀，岳岭，陈志广，徐治中，郭磊，彭斌，胡晶，王杨，魏盼，凌云鹏，答子虔，王磊，张宇宁，张斌，金张澜，
申请(专利权)人：中铁工程设计咨询集团有限公司，
类型：发明
国别省市：