12 / 2025-03-24 17:01:58

岩溶隧道全寿命周期地面塌陷风险防控技术研究

岩溶隧道；全寿命周期；岩溶地面塌陷；风险识别；风险控制

近年来，为缓解重庆地区穿山隧道建设引起的地面塌陷等地质环境问题，2014年以来，在重庆四山交通通道地质环境调查研究的基础上，针对隧道工程建设和岩溶地面塌陷，先后开展了多项科研工作。只有正确认识岩溶隧道建设全寿命周期内的地面塌陷风险防控技术，才能更好地为当地生态环境保护和防灾减灾提供决策依据。本次研究以构建重庆地区岩溶隧道全寿命周期地面塌陷风险防控技术为目标，紧密围绕岩溶隧道建设全寿命周期内，由于水环境改变诱发地面塌陷这一核心机制（附图1），进行地面塌陷风险识别和风险控制技术研究，提出了一套适合于重庆地区岩溶地面塌陷风险防控技术体系，为重庆市岩溶隧道建设全寿命周期地面塌陷风险防控工作提供理论依据与技术支持。

本次研究是在前人研究基础上，基于地质环境条件，运用地理探测器与层次分析法耦合，以及支持向量机算法、随机森林等机器学习算法从宏观上掌握目标区域地面塌陷的发育趋势（附图2），同时，结合地表核查、钻探以及高密度电法、地质雷达等物探方法从微观上进行地面塌陷隐患点的精细化预测，最终以宏观预判和微观揭示为核心建立一套适用于岩溶隧道全寿命周期的塌陷风险识别技术体系；通过在参考区内大量隧道建设资料的基础上，结合工作区地质环境背景，运用工程类比、大数据统计、三维数值模拟、层次分析法等技术手段，总结岩溶山区越岭隧道规划设计阶段的选区、定线方法，运营维护阶段的水文地质环境监测与水环境动态调控技术，以及隧道建设导致灾损的治理和修复方法，岩溶塌陷岩溶隧道全寿命周期监测预警体系，根据不同塌陷类型所在不同地质环境背景，建立典型岩溶塌陷类型治理技术方法、体系、模式（附图3），从而构建岩溶隧道全寿命周期地面塌陷风险控制技术体系；并选取示范区，进一步验证该技术体系的有效性和可推广性。通过本项目研究构建了岩溶隧道全寿命周期地面塌陷风险识别技术体系和岩溶隧道全寿命周期地面塌陷风险控制技术体系，并选取了土主隧道－轨道十五号线隧道、歇马隧道验证该技术体系具有显著成效，可在相似地质环境背景区域推广与应用。