CN108492030A - 一种估算深埋隧道掌子面爆发突涌灾害危险程度的方法 - Google Patents

一种估算深埋隧道掌子面爆发突涌灾害危险程度的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种估算深埋隧道掌子面爆发突涌灾害危险程度的方法，包括建立突涌灾害爆发基本模型，确定纵向施工扰动影响长度并根据实际情况予以修正，提出爆发突涌灾害的危险程度公式；再通过勘察与试验获取前方段落的水压、围岩强度、围岩颗粒调整系数、和围岩破碎程度调整系数、与掌子面的距离的数据，将有关数据代入公式，估算危险程度。本发明的估算深埋隧道掌子面爆发突涌灾害危险程度的方法能够准确、可靠地估算深埋隧道掌子面爆发突涌灾害的危险程度，以确保施工人员的生命安全及施工单位的财产安全。

Description

一种估算深埋隧道掌子面爆发突涌灾害危险程度的方法
技术领域
本发明涉及隧道与地下工程突涌灾害分析方法，具体涉及一种估算深埋隧道掌子面爆发突涌灾害危险程度的方法。
背景技术
矿业系统为了规范矿井水灾的危险程度，引入了安全隔水厚度计算公式，隧道及地下工程借鉴了该经验。《矿区水文地质工程地质勘探规范》(GB12719-91)附录以及国家安全监管总局2009《煤矿防治水规程》附录提出的安全隔水厚度公式为：
式中，t为安全隔水厚度，单位：m；
L为采掘工作面最大宽度，单位：m；
ρ为隔水层岩石的平均重度，单位：MN/m3；
Kp为隔水层岩石的抗张强度，单位：MPa；
H为隔水层围岩承受的水头压力，单位：MPa。
按上式计算，若隔水层实际厚度小于计算值时，就是不安全的，相反，若隔水层实际厚度大于等于计算值时，就认为是安全的。虽然被列入矿业技术规范，由于没有考虑掌子面前方突涌灾害隐患在断面上的分布不一定均匀的情况，矿业界仍有大量文献反映安全隔水层计算厚度仅仅可作为经验参考值而不能作为确值来运用，如果作确值来使用，将存在较大风险。
安全隔水厚度经验计算公式，目的是服务于对掌子面前方危险性的判断及预警，其实质为对掌子面前方未开挖的隧道环境蕴藏的风险给予揭露。矿业系统的突涌灾害与公路系统、铁路系统、水利水电系统的突涌灾害有类似之处，在开挖工作平台临近储水地层，地下水突破围岩阻拦，涌出巷道，因此，不同行业的研究者提出了本系统的修正公式，包括矿业系统后续提出的下三带理论、零位破坏、隔水关键层、薄板结构、岩-水作用关系理论等，以及其他系统学者提出能量法、虚功法、数值分析法估算围岩安全盘的厚度，等等方法，或多或少参考了或延续了安全隔水厚度的估算方法，为阐述方便，我们统一称它们为安全隔水厚度经验，但是这些修正经验或理论往往是因为假设条件与实际不符、计算过于复杂、结论与实践偏离较大的原因，均未被后续的相应系统的技术规范予以采纳。
综上所述，传统估算深埋隧道掌子面爆发突涌灾害危险程度的方法存在以下三个主要缺陷：一是将掌子面前方未掘进地段的水文地质条件视为均一的，围岩视为均质的；二是没有考虑掌子面前方稍远区域水文地质情况的分布特征；三是没有将掌子面作业扰动影响因素考虑进来。所以，计算结果不够准确、不够可靠。鉴于传统方法存在的不足，有必要提出一种估算深埋隧道掌子面爆发突涌灾害的危险程度的方法，以确保施工人员的生命安全、施工单位的财产安全。
发明内容
针对目前估算深埋隧道掌子面爆发突涌灾害危险程度的方法存在的技术与经验的不足，本发明提供一种估算深埋隧道掌子面爆发突涌灾害的危险程度的方法，本发明的估算深埋隧道掌子面爆发突涌灾害的危险程度的方法能够准确、可靠的估算深埋隧道掌子面爆发突涌灾害的危险程度，以确保施工人员的生命安全及施工单位的财产安全。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种估算深埋隧道掌子面爆发突涌灾害危险程度的方法，包括建立突涌灾害爆发基本模型，确定纵向施工扰动影响长度并根据实际情况予以修正，提出爆发突涌灾害的危险程度公式；再通过勘察与试验获取前方段落的水压、围岩强度、围岩颗粒调整系数、和围岩破碎程度调整系数、与掌子面的距离的数据，估算危险程度；其具体步骤如下：
步骤1：建立突涌灾害爆发基本模型
(1)确立隧道突涌单元区的概念
若某隧道区段的代表等效断面的突涌烈度为G，则隧道突涌单元区区分有如下情形：当-100％≤G＜0时，为非突涌区；0≤G≤+64％时，称为突涌过渡区；当+64％＜G≤+900％时，称为一般突涌隐患区；G＞+900％时，称为特殊突涌隐患区。如下表1所示。
表1：各突涌单元区突涌烈度G取值表
(2)建立隧道掌子面突涌灾害爆发基本模型
①一般的隧道突涌灾害爆发基本模型
当每个隧道段落由三个突涌单元区组成：非突涌区、突涌过渡区、突涌隐患区，突涌灾害总是在突涌过渡区就提前爆发，不会等到掘进深入突涌隐患区后才爆发；
②特殊的隧道突涌灾害爆发基本模型
当每个隧道段落由两个突涌单元区组成：非突涌区、突涌隐患区，突涌灾害总是在接近突涌隐患区的非突涌区就提前爆发，不会等到掘进深入突涌隐患区后才爆发；
步骤2：确定纵向施工扰动影响长度
(1)当每个隧道段落单元区组成情形与一般的隧道突涌灾害爆发基本模型一致时，在突涌过渡区内施工，施工扰动对前方的纵向影响长度为1.5B§，B为隧道开挖宽度,§为调整系数；
(2)当每个隧道段落单元区组成情形与特殊的隧道突涌灾害爆发基本模型一致时，须先人为指定突涌过渡区，在人为指定的突涌过渡区内施工，施工对前方的水平影响长度为1.0B§，§为调整系数；
步骤3：对纵向施工扰动影响长度进行修正，得到修正纵向影响基准长度
(1)当每个隧道段落单元区组成情形与一般的隧道突涌灾害爆发基本模型一致时，修正纵向基准长度L修的计算公式为：
L修＝1.5B§×(G隐1)/(900％-64％)
式中，L修为修正后的施工扰动纵向影响长度，单位：米；
B为隧道开挖宽度，单位：米；
§为围岩破碎程度调整系数；
G隐1为最靠近突涌过渡区的那个突涌隐患区；
(2)当每个隧道段落单元区组成情形与特殊的隧道突涌灾害爆发基本模型一致时，
修正纵向基准长度L修的计算公式为：
L修＝1.0B§×(G隐1)/(900％-64％)
式中，L修为修正后的施工扰动纵向影响长度，单位：米；
B为隧道开挖宽度，单位：米；
§为围岩破碎程度调整系数；
G隐1为最靠近人为指定的突涌过渡区的那个突涌隐患区；
步骤4：确立掌子面爆发突涌灾害的危险程度计算公式
过渡区的修正纵向基准长度是用于防止超挖的，当剩余长度大于等于修正纵向基准长度时，不会爆发突涌灾害，危险程度为零或为负值；当剩余长度小于修正纵向基准长度时，剩余长度越小，爆发突涌灾害的危险程度越大；当剩余长度等于0米时，爆发突涌灾害的危险程度为100％，必然发生突涌灾害，因此，掌子面爆发突涌灾害的危险程度计算公式为：
(1)当每个隧道段落单元区组成情形与一般的隧道突涌灾害爆发基本模型一致时
W＝{[1.5B§×(G隐1)/(900％-64％)]-L剩}/[1.5B§×(G隐1)/(900％-64％)]
式中，W为掌子面爆发突涌的危险程度，单位为％，W值取值为0～100％；
B为隧道开挖宽度，单位：米；
G隐1为最靠近突涌过渡区的那个突涌隐患区的隧道等效断面突涌烈度，单位为％；
L剩为剩余长度，取值范围为0≤L剩≤[1.5B§×(G隐1)/(900％-64％)]，米；
(2)当每个隧道段落单元区组成情形与特殊的隧道突涌灾害爆发基本模型一致时
W＝{[1.0B§×(G隐1)/(900％-64％)]-L剩}/[1.0B§×(G隐1)/(900％-64％)]
式中，W为掌子面爆发突涌的危险程度，单位为％，W值取值为0～100％；
B为隧道开挖宽度，单位：米；
G隐1为最靠近人为指定的突涌过渡区的那个突涌隐患区的隧道等效断面突涌烈度，单位为％；
L剩为剩余长度，取值范围为0≤L剩≤[1.0B§×(G隐1)/(900％-64％)]，单位：米；
步骤5：工地现场采集数据
(1)采用常规勘探手段，钻探、坑探、无损探测及超前预报一个以上的组合获取围岩强度数据，通过岩芯试样抗压试验、触探试验、承载力试验、波速测试方法获得或转换得到围岩强度；
(2)通过钻孔引排水并测量水压、孔隙水压测量仪器测量水压、灌水或灌浆压力致裂法测量水压、测量水位差转换为水压的方法获得水压数据；
(3)采用皮尺、钢尺丈量或声波推测的方法测量掌子面到前方隧道断面的距离，推算剩余长度；
(4)按常规方法进行岩性分析和围岩破碎程度分析，推断围岩颗粒调整系数ε和围岩破碎程度调整系数§。
步骤6：估算深埋隧道掌子面爆发突涌灾害的危险程度
(1)使用各断面的水压与围岩强度数据，计算得到各断面的突涌烈度G值，根据各断面的G值，判断目前的隧道段属于何种突涌灾害爆发模型；
(2)根据所属突涌灾害爆发模型，计算修正纵向基准长度；
(3)将剩余长度、修正纵向基准长度代入爆发突涌灾害的危险程度计算公式，得到隧道掌子面爆发突涌灾害的危险程度数值。
本发明具有以下有益效果：
1、传统方法将掌子面前方未掘进地段的水文地质条件视为均一的，没有考虑掌子面前方区段稍远区段的水文地质分布的情况，未考虑掌子面作业扰动影响因素，所以，预测的隔水板厚度是不够安全的。而本发明方法对隧道掌子面所在区域和稍远区域的水文地质情况进行了分析，了解到了水文地质分布的情况和区域属性，将掌子面作业扰动影响因素考虑进来，所以，预测的隔水板厚度更准确、更安全，更能够保障施工人员的安全与施工单位的财产。
附图说明
图1为本发明的一般的隧道突涌灾害爆发模型示意图，图中，G非是指隧道非突涌区的代表等效断面的突涌烈度，G过是隧道突涌过渡区的代表等效断面的突涌烈度，G隐1是指隧道突涌隐患区中距离突涌过渡区最近的区段中的代表等效断面的突涌烈度，G隐2和G隐i分别是排在G隐1对应区段之后的区段中的代表等效断面的突涌烈度，修正纵向基准长度是指隧道开挖时应保留的最小的过渡区区段长度；
图2为本发明的特殊的隧道突涌灾害爆发模型示意图，图中，G非是指隧道非突涌区的代表等效断面的突涌烈度，G隐1是指隧道突涌隐患区中距离非突涌区最近的区段中的代表等效断面的突涌烈度，G隐2和G隐i分别是排在G隐1对应区段之后的区段中的代表等效断面的突涌烈度，指定的修正纵向基准长度是指隧道开挖接近突涌隐患区时通过勘察后人为指定的应保留的最小的非突涌区区段长度，对应该长度的隧道区段即为指定的突涌过渡区；
图3为广西某公路岭脚隧道突涌灾害发生位置及地质情况模型示意图，图中，“隧道”是指隧道开挖轮廓线的纵立面，腔洞是指含有泥砂、石块、水体混合物的岩洞或土洞，A-A断面与BB断面之间的隧道段是指隧道开挖接近腔洞的危险区段。
具体实施方式
下面结合附图(参见图1-图3)和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施案例1广西某岭脚隧道爆发特大突涌灾害的验算
估算深埋隧道掌子面爆发突涌灾害危险程度的方法，包括建立突涌灾害爆发基本模型，确定纵向施工扰动影响长度并根据实际情况予以修正，确立爆发突涌灾害的危险程度公式；再通过勘察与试验获取前方段落的水压、围岩强度、围岩颗粒调整系数、围岩破碎程度调整系数、与掌子面的距离的数据，将有关数据代入公式，估算危险程度；具体步骤如下：
步骤1：建立突涌灾害爆发基本模型
1、确立隧道突涌单元区的概念
若某隧道区段的代表等效断面的突涌烈度为G，则隧道突涌单元区区分有如下情形：当-100％≤G＜0时，称为非突涌区；0≤G≤+64％时，称为突涌过渡区；当+64％＜G≤+900％时，称为一般突涌隐患区；G＞+900％时，称为特殊突涌隐患区。
2、建立突涌灾害爆发基本模型
(1)一般的隧道突涌灾害爆发基本模型
若某个隧道段落由三个突涌单元区组成：非突涌区、突涌过渡区、突涌隐患区。突涌灾害总是在突涌过渡区就提前爆发，不会等到掘进深入突涌隐患区后才爆发。如图1所示是一般的隧道突涌灾害爆发模型图。
(2)特殊的隧道突涌灾害爆发基本模型
若某个隧道段落由两个突涌单元区组成：非突涌区、突涌隐患区。须通过勘察人为指定突涌过渡区，突涌灾害总是在人为指定的突涌过渡区就提前爆发，不会等到掘进深入突涌隐患区后才爆发。如图2所示是特殊的隧道突涌灾害爆发模型图。
与一般的隧道突涌灾害爆发基本模型相比，特殊的隧道突涌灾害爆发基本模型少了天然的突涌过渡区，为了方便叙述，人为地将非突涌区中临近突涌隐患区的其中一区段域指定为突涌过渡区，(如图2所示)，这样，一般的隧道突涌灾害爆发基本模型与特殊的隧道突涌灾害爆发基本模型就统一了。
步骤2：确定纵向施工扰动影响长度
(1)当每个隧道段落单元区组成情形与一般的隧道突涌灾害爆发基本模型一致时，在突涌过渡段内施工，施工扰动对前方的纵向影响长度为1.5B§，B为隧道开挖宽度,§为调整系数，取值为1.0～1.05。
(2)当每个隧道段落单元区组成情形与特殊的隧道突涌灾害爆发基本模型一致时，在人为指定的突涌过渡段内施工，施工对前方的水平影响长度为1.0B§，§为调整系数，取值为1.0～1.05。
步骤3：对纵向施工扰动影响长度进行修正，得到修正纵向影响基准长度
(1)当每个隧道段落单元区组成情形与一般的隧道突涌灾害爆发基本模型一致时，修正纵向基准长度L修的计算公式为：
L修＝1.5B§×(G隐1)/(900％-64％)
式中，L修为修正后的施工扰动纵向影响基准长度，单位：米；
B为隧道开挖宽度，单位：米；
§为围岩破碎程度调整系数；
G隐1为最靠近突涌过渡区的那个突涌隐患区的隧道等效断面突涌烈度；
(2)当每个隧道段落单元区组成情形与特殊的隧道突涌灾害爆发基本模型一致时，
修正纵向基准长度L修的计算公式为：
L修＝1.0B§×(G隐1)/(900％-64％)，
式中，L修为修正后的施工扰动纵向影响基准长度，单位：米；
B为隧道开挖宽度，单位：米；
§为围岩破碎程度调整系数；
G隐1为最靠近人为指定的突涌过渡区的那个突涌隐患区的隧道等效断面突涌烈度；
步骤4：确定爆发突涌灾害的危险程度计算公式
过渡区的修正纵向基准长度是用于防止超挖的。当剩余长度大于等于修正纵向基准长度时，不会爆发突涌灾害，危险程度为零或为负值；当剩余长度小于修正纵向基准长度时，剩余长度越小，爆发突涌灾害的危险程度越大；当剩余长度等于0米时，爆发突涌灾害的危险程度为100％，必然发生突涌灾害。因此，隧道掌子面爆发突涌灾害的危险程度计算公式为：
(1)当每个隧道段落单元区组成情形与一般的隧道突涌灾害爆发基本模型一致时
W＝{[1.5B§×(G隐1)/(900％-64％)]-L剩}/[1.5B§×(G隐1)/(900％-64％)]
式中，W为掌子面爆发突涌的危险程度，单位为％，W值取值为0～100％；
B为隧道开挖宽度，单位：米；
G隐1为最靠近突涌过渡区的那个突涌隐患区的隧道等效断面突涌烈度，单位为％；
L剩为剩余长度，取值范围为0≤L剩≤[1.5B§×(G隐1)/(900％-64％)]，米；
(2)当每个隧道段落单元区组成情形与特殊的隧道突涌灾害爆发基本模型一致时
W＝{[1.0B§×(G隐1)/(900％-64％)]-L剩}/[1.0B§×(G隐1)/(900％-64％)]
式中，W为掌子面爆发突涌的危险程度，单位为％，W值取值为0～100％；
B为隧道开挖宽度，单位：米；
G隐1为最靠近人为指定的突涌过渡区的那个突涌隐患区的隧道等效断面突涌烈度，单位为％；
L剩为剩余长度，取值范围为0≤L剩≤[1.0B§×(G隐1)/(900％-64％)]，单位：米；
步骤5：工地现场采集数据
通过实际勘察、试验、测量获得地下水的水压与围岩强度数据：
(1)采用常规勘探手段，钻探、坑探、无损探测及超前预报一个以上的组合获取围岩强度数据，通过岩芯试样抗压试验、触探试验、承载力试验、波速测试方法获得或转换得到围岩强度；
(2)通过钻孔引排水并测量水压、孔隙水压测量仪器测量水压、灌水或灌浆压力致裂法测量水压、测量水位差转换为水压的方法获得水压数据。
(3)采用皮尺、钢尺丈量或声波推测的方法测量掌子面到前方隧道断面的距离，推算剩余长度。
(4)按常规方法进行岩性分析和围岩破碎程度分析，推断围岩颗粒调整系数ε和围岩破碎程度调整系数§。
岭脚隧道是广西某公路的一座隧道，岭脚隧道拱顶上部存在巨型腔洞，(如图3所示)，隧道掘进距离腔洞越近，拱顶的顶板则越薄，当薄到一定程度时，开挖掌子面就存在爆发突涌灾害的危险。
腔洞壳的围岩强度为4.5Mpa，腔洞核心区水压为0.5Mpa，ε＝1.0。AB隧道段，隧道围岩为弱至中风化白云质混合岩，§＝1.0，抗压强度约为40Mpa，抗张强度为4.0Mpa，平均重度约0.022MN/m3；掘进至B-B断面以前，开挖轮廓线内没发现存在地下水。
隧道开挖宽度为11.45米，施工扰动长度按1.5B估算，即纵向施工影响基准长度等于17.18米。腔洞逐步侵入到隧道，等效断面的突涌烈度逐渐变大。
当前掌子面桩号为K0+100，突涌烈度为+15％；K0+104的等效断面突涌烈度为+282％；K0+108的等效断面突涌烈度为700％。
步骤6：估算深埋隧道掌子面爆发突涌灾害的危险程度
(1)使用各断面的水压与围岩强度、围岩颗粒调整系数数据，计算得到各断面的突涌烈度G值，根据各断面的G值，判断目前的隧道段属于一般突涌灾害爆发模型段，还是特殊突涌灾害爆发模型段。
鉴于当前掌子面K0+100，突涌烈度为+15％，当前掌子面区段处于突涌过渡区，K0+104的等效断面突涌烈度为+282％，K0+108的等效断面突涌烈度为700％，即当前掌子面区段稍远区段为突涌隐患区。判断本隧道段落属于一般的突涌灾害爆发模型。
(2)计算修正纵向基准长度。
L修＝1.5B§×(G隐1)/(900％-64％)，
①某断面至K0+104断面的修正纵向基准长度
L修1＝1.5B§×(G隐1)/(900％-64％)＝1.5×11.45×1.0×282％/(900％-64％)
＝5.79米
推断某断面桩号为K0+98.21，修正纵向基准长度5.79米，而当前断面为K0+100，剩余长度为4米，说明开挖掘进已进入修正纵向基准长度范围，已掘进1.79米。
②某断面至K0+108的修正纵向基准长度
L修2＝1.5B§×(G隐1)/(900％-64％)＝1.5×11.45×1.0×700％/(900％-64％)
＝14.38米；
推断某断面桩号为K0+93.62，修正纵向基准长度14.38米，而当前断面为K0+100，剩余长度为8米，说明开挖掘进已进入修正纵向基准长度范围，已掘进6.38米。
(3)将剩余长度、修正纵向基准长度代入爆发突涌灾害的危险程度计算公式，得到掌子面爆发突涌灾害的危险程度数值；
①当前掌子面K0+100相对于K0+104爆发突涌灾害的危险程度
W＝[5.79-(104-100)]/5.79＝31％；
②当前掌子面K0+100相对于K0+108爆发突涌灾害的危险程度
W＝[14.38-(108-100)]/14.38＝44％。
(4)对当前掌子面K0+100爆发突涌灾害的危险程度的判断
本发明估算当前掌子面爆发突涌灾害危险程度为44％；
对照实施案例1广西某岭脚隧道
依据《矿区水文地质工程地质勘探规范》(GB12719-91)附录和2009年国家安全监管总局颁布《煤矿防治水规程》附录的安全隔水厚度估算公式：
得到安全隔水厚度，t＝2.69米。
①前掌子面K0+100相对于K0+104爆发突涌灾害的危险程度
W＝[2.69-(104-100)]/2.69＝-49％，不会爆发突涌灾害。
②前掌子面K0+100相对于K0+108爆发突涌灾害的危险程度
W＝[2.69-(108-100)]/2.69＝-197％，不会爆发突涌灾害。
实际情况是:由K0+100断面继续往前掘进，当掘进到在K0+102断面就爆发了特大涌水突泥灾害。说明传统估算方法不够准确，不够安全，而本发明方法则比较准确和安全，主要原因是本发明方法克服了传统方法的缺点。

Claims (3)

1.一种估算深埋隧道掌子面爆发突涌灾害危险程度的方法，其特征在于：包括建立突涌灾害爆发基本模型，确定纵向施工扰动影响长度并根据实际情况予以修正，提出爆发突涌灾害的危险程度公式(W＝{[1.5B§×(G隐1)/(900％-64％)]-L剩}/[1.5B§×(G隐1)/(900％-64％)]，或，W＝{[1.0B§×(G隐1)/(900％-64％)]-L剩}/[1.0B§×(G隐1)/(900％-64％)])；再通过勘察与试验获取前方段落的水压、围岩强度、围岩颗粒调整系数、和围岩破碎程度调整系数、与掌子面的距离的数据，将有关数据代入公式，估算危险程度。
2.根据权利要求1所述的估算深埋隧道掌子面爆发突涌灾害危险程度的方法，其特征在于：具体步骤如下：
步骤1：建立突涌灾害爆发基本模型
(1)提出突涌单元区的概念
若某隧道区段的代表等效断面的突涌烈度为G，则隧道突涌单元区区分有如下情形：
当-100％≤G＜0时，为非突涌区；
当0≤G≤+64％时，称为突涌过渡区；
当+64％＜G≤+900％时，称为一般突涌隐患区；
当G＞+900％时，称为特殊突涌隐患区；
(2)建立隧道掌子面突涌灾害爆发基本模型
①一般的隧道突涌灾害爆发基本模型
当每个隧道段落由三个突涌单元区组成：非突涌区、突涌过渡区、突涌隐患区，突涌灾害总是在突涌过渡区就提前爆发，不会等到掘进深入突涌隐患区后才爆发；
②特殊的隧道突涌灾害爆发基本模型
当每个隧道段落由两个突涌单元区组成：非突涌区、突涌隐患区，突涌灾害总是在接近突涌隐患区的非突涌区就提前爆发，不会等到掘进深入突涌隐患区后才爆发；
步骤2：确定纵向施工扰动影响长度
(1)当每个隧道段落单元区组成情形与一般的隧道突涌灾害爆发基本模型一致时，在突涌过渡区内施工，施工扰动对前方的纵向影响长度为1.5B§，B为隧道开挖宽度,§为调整系数；
(2)当每个隧道段落单元区组成情形与特殊的隧道突涌灾害爆发基本模型一致时，须先人为指定突涌过渡区，在人为指定的突涌过渡区内施工，施工对前方的水平影响长度为1.0B§，§为调整系数；
步骤3：对纵向施工扰动影响长度进行修正，得到修正纵向影响基准长度
(1)当每个隧道段落单元区组成情形与一般的隧道突涌灾害爆发基本模型一致时，修正纵向基准长度L修的计算公式为：
L修＝1.5B§×(G隐1)/(900％-64％)
式中，L修为修正后的施工扰动纵向影响长度，单位：米；
B为隧道开挖宽度，单位：米；
§为围岩破碎程度调整系数；
G隐1为最靠近突涌过渡区的那个突涌隐患区；
(2)当每个隧道段落单元区组成情形与特殊的隧道突涌灾害爆发基本模型一致时，
修正纵向基准长度L修的计算公式为：
L修＝1.0B§×(G隐1)/(900％-64％)
式中，L修为修正后的施工扰动纵向影响长度，单位：米；
B为隧道开挖宽度，单位：米；
§为围岩破碎程度调整系数；
G隐1为最靠近人为指定的突涌过渡区的那个突涌隐患区；
步骤4：确立掌子面爆发突涌灾害的危险程度计算公式
过渡区的修正纵向基准长度是用于防止超挖的，当剩余长度大于等于修正纵向基准长度时，不会爆发突涌灾害，危险程度为零或为负值；当剩余长度小于修正纵向基准长度时，剩余长度越小，爆发突涌灾害的危险程度越大；当剩余长度等于0米时，爆发突涌灾害的危险程度为100％，必然发生突涌灾害，因此，掌子面爆发突涌灾害的危险程度计算公式为：
(1)当每个隧道段落单元区组成情形与一般的隧道突涌灾害爆发基本模型一致时
W＝{[1.5B§×(G隐1)/(900％-64％)]-L剩}/[1.5B§×(G隐1)/(900％-64％)]
式中，W为掌子面爆发突涌的危险程度，单位为％，W值取值为0～100％；
B为隧道开挖宽度，单位：米；
G隐1为最靠近突涌过渡区的那个突涌隐患区的隧道等效断面突涌烈度，单位为％；
L剩为剩余长度，取值范围为0≤L剩≤[1.5B§×(G隐1)/(900％-64％)]，米；
(2)当每个隧道段落单元区组成情形与特殊的隧道突涌灾害爆发基本模型一致时
W＝{[1.0B§×(G隐1)/(900％-64％)]-L剩}/[1.0B§×(G隐1)/(900％-64％)]
式中，W为掌子面爆发突涌的危险程度，单位为％，W值取值为0～100％；
B为隧道开挖宽度，单位：米；
G隐1为最靠近人为指定的突涌过渡区的那个突涌隐患区的隧道等效断面突涌烈度，单位为％；
L剩为剩余长度，取值范围为0≤L剩≤[1.0B§×(G隐1)/(900％-64％)]，单位：米；
步骤5：工地现场采集数据
(1)采用常规勘探手段，钻探、坑探、无损探测及超前预报一个以上的组合获取围岩强度数据，通过岩芯试样抗压试验、触探试验、承载力试验、波速测试方法获得或转换得到围岩强度；
(2)通过钻孔引排水并测量水压、孔隙水压测量仪器测量水压、灌水或灌浆压力致裂法测量水压、测量水位差转换为水压的方法获得水压数据；
(3)采用皮尺、钢尺丈量或声波推测的方法测量掌子面到前方隧道断面的距离，推算剩余长度；
(4)按常规方法进行岩性分析和围岩破碎程度分析，推断围岩颗粒调整系数ε和围岩破碎程度调整系数§。
步骤6：估算深埋隧道掌子面爆发突涌灾害的危险程度
(1)使用各断面的水压、围岩强度、围岩颗粒调整系数数据，计算得到各断面的突涌烈度G值，根据各断面的G值，判断目前的隧道段属于何种突涌灾害爆发模型；
(2)根据所属突涌灾害爆发模型，计算修正纵向基准长度；
(3)将剩余长度、修正纵向基准长度代入爆发突涌灾害的危险程度计算公式，得到隧道掌子面爆发突涌灾害的危险程度数值。
3.根据权利要求2所述的估算深埋隧道掌子面爆发突涌灾害危险程度的方法的具体步骤，其特征在于：所述步骤2中围岩颗粒调整系数ε的取值范围为1.0～1.05，围岩破碎程度调整系数§的取值范围为1.0～1.05。
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