陳仕闊 ，李涵睿 ，周 航,2 ，陳興強(qiáng) ，劉 彤

（1.西南交通大學(xué)地質(zhì)工程系，四川 成都 611756；2.中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，四川 成都610031；3.中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710043）

新建川藏鐵路沿線區(qū)域動力學(xué)環(huán)境極其活躍，構(gòu)造應(yīng)力場復(fù)雜多變，深埋硬巖隧道的典型地質(zhì)病害突出，成為影響選線、設(shè)計、施工的關(guān)鍵問題。巖爆災(zāi)害因其突發(fā)性、不確定性和破壞力強(qiáng)，至今仍是困擾地下工程勘察設(shè)計和安全施工的一個世界性難題[1-3]。因此，進(jìn)行深埋隧道巖爆危險性評價研究，對川藏鐵路的選線設(shè)計、施工建設(shè)和支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計都具有非常重要的工程實(shí)際價值。

目前，現(xiàn)行的鐵路選線方法主要有工程選線、環(huán)保選線、地形選線、地質(zhì)選線、減災(zāi)選線等[4]，對線路的評價仍以定性分析為主。綜合多種影響因素進(jìn)行考慮，對線路進(jìn)行定量的客觀評價，特別是把控重大風(fēng)險，突破關(guān)鍵控制難題，依然是艱險復(fù)雜山區(qū)鐵路選線的重要研究方向。羅圓等[5]建立了一種基于大地震風(fēng)險的川藏鐵路線路方案評價模型，通過規(guī)避地震風(fēng)險區(qū)進(jìn)行選線。張永雙等[6]以成蘭鐵路隧道穿越活動斷裂為例，提出了活動斷裂帶工程地質(zhì)選線思路和對策。楊宗佶等[7]通過研究滑坡災(zāi)害的孕災(zāi)環(huán)境、誘發(fā)條件和災(zāi)害特征，提出了一種山區(qū)鐵路規(guī)劃選線方法。鐘衛(wèi)等[8]根據(jù)崩塌落石對鐵路工程及運(yùn)營的影響研究，指出了針對崩塌危險區(qū)域的鐵路選線方法。林奎[9]綜合考慮優(yōu)選指標(biāo)體系與模糊層次評判模型，建立了一種適用于冰川泥石流地區(qū)鐵路選線的評價模型。李雯[10]系統(tǒng)地研究了適用于巖溶區(qū)域的鐵路選線方法。李國和等[11]根據(jù)實(shí)測資料詳細(xì)總結(jié)了采空區(qū)鐵路勘察選線設(shè)計的基本流程，并給出了采空區(qū)鐵路選線安全距離計算方法、相關(guān)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)及選線途徑。大量研究表明，線路區(qū)域內(nèi)的典型地質(zhì)病害是影響線路優(yōu)選的主要因素之一，針對性的選線研究是非常必要的[12]。隨著川藏鐵路等復(fù)雜山區(qū)鐵路工程的規(guī)劃建設(shè)，深埋硬巖隧道數(shù)量越來越多，且整體埋深較深，構(gòu)造活動強(qiáng)烈，地質(zhì)條件異常復(fù)雜，巖爆等典型地質(zhì)災(zāi)害問題也越發(fā)突出，在減災(zāi)選線設(shè)計中進(jìn)行針對性的研究也越發(fā)重要。

眾多學(xué)者對巖爆的影響因素、判據(jù)開展了一系列研究探討。影響因素方面，徐林生等[13]對多個地下工程資料進(jìn)行整理研究，發(fā)現(xiàn)高地應(yīng)力條件是巖爆產(chǎn)生的能量來源，巖體結(jié)構(gòu)及其性能、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件等決定了產(chǎn)生巖爆的能量積蓄和釋放能力、巖爆方式等。何川等[14]通過對蒼嶺隧道的巖爆特征與影響因素的相關(guān)性分析，認(rèn)為巖性與應(yīng)力條件對巖爆的發(fā)生起著控制作用。判據(jù)方面，張鏡劍等[15]將陶振宇判據(jù)和谷明成判據(jù)結(jié)合起來，提出修改后的谷-陶判據(jù)。還有一些學(xué)者致力于巖爆預(yù)測方面，邱道宏等[16]基于超前地質(zhì)探測和地應(yīng)力反演數(shù)據(jù)對江邊水電站掌子面前方范圍內(nèi)的巖爆強(qiáng)度進(jìn)行精細(xì)預(yù)測。邢軍等[17]基于地應(yīng)力和室內(nèi)巖石力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合水文地質(zhì)條件，綜合分析該隧道發(fā)生巖爆的危險性等級。徐俊帥等[18]研究發(fā)現(xiàn)廣義Hoek-Brown計算的巖體強(qiáng)度可以綜合考慮巖石類型和強(qiáng)度、施工情況、巖體結(jié)構(gòu)特征，提出用巖體強(qiáng)度代替巖石強(qiáng)度進(jìn)行巖爆預(yù)測。這些研究成果都充分認(rèn)識到了地應(yīng)力場環(huán)境及巖體力學(xué)性質(zhì)對巖爆評價結(jié)果的影響，但是受限于隧道工程地質(zhì)條件的復(fù)雜性，目前普遍存在評價指標(biāo)體系不完善及指標(biāo)相關(guān)性不明確等問題。因此，構(gòu)建完善的巖爆評價指標(biāo)體系，確定指標(biāo)的客觀權(quán)重，采用多指標(biāo)的綜合預(yù)測方法是解決該問題的有效途徑之一。

巖爆綜合預(yù)測是通過構(gòu)建合適的數(shù)學(xué)模型或經(jīng)驗(yàn)評價體系，對地下工程的潛在巖爆風(fēng)險進(jìn)行綜合預(yù)測[19-20]。筆者基于熵權(quán)-理想點(diǎn)法和地應(yīng)力場反演分析構(gòu)建了一種巖爆預(yù)測模型，并在川藏鐵路拉林段桑珠嶺隧道巖爆預(yù)測中得到較好的驗(yàn)證[21]。在此基礎(chǔ)上，本文立足于我國西部復(fù)雜艱險山區(qū)鐵路工程隧道建設(shè)，將前述巖爆預(yù)測模型應(yīng)用于新建川藏鐵路某深埋長大硬巖隧道，從巖爆問題著手進(jìn)行線路方案比選研究，以期為類似工程地質(zhì)條件下的深埋長大硬巖隧道選線研究提供解決方案。

1 巖爆危險性評價模型

1.1 巖爆評價指標(biāo)體系

通過對以往發(fā)生巖爆的深埋隧道典型案例資料進(jìn)行收集和整理，總結(jié)發(fā)現(xiàn)巖爆的發(fā)生主要與地應(yīng)力狀態(tài)、圍巖性質(zhì)以及巖體本身力學(xué)性質(zhì)有關(guān)[22]。Zhou等[21]通過歸納總結(jié)巖爆案例的破壞特征及發(fā)生規(guī)律，基于熵權(quán)法的屬性約簡研究分析了巖爆的關(guān)鍵影響因素，從11項(xiàng)指標(biāo)中選取巖石單軸抗壓強(qiáng)度與洞壁最大主應(yīng)力比（σc/σmax）、洞壁最大切向應(yīng)力與巖石單軸抗壓強(qiáng)度比（σθ/σc）、巖石強(qiáng)度脆性系數(shù)（σc/σt）、巖石彈性能指數(shù)（Wet）及巖體完整性系數(shù)（Kv）作為巖爆評價指標(biāo)，并結(jié)合熵權(quán)-理想點(diǎn)法和地應(yīng)力場反演構(gòu)建了巖爆危險性綜合評價模型。因此，本文選取上述5項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)建巖爆評價指標(biāo)體系，這些評價指標(biāo)綜合反映了具有巖爆傾向的圍巖性質(zhì)、巖石力學(xué)性能和高地應(yīng)力環(huán)境，保證了所選評價指標(biāo)對于巖爆綜合評價的有效性以及體系的完備性[13,15,21-22]。為便于后續(xù)巖爆評價指標(biāo)的歸一化處理及權(quán)重計算，本文對強(qiáng)度應(yīng)力比法的原始比值范圍進(jìn)行統(tǒng)一處理。在保證安全合理基礎(chǔ)上，將強(qiáng)度應(yīng)力比法中的極強(qiáng)巖爆歸入強(qiáng)烈?guī)r爆中，即當(dāng)σc/σmax＜2時，屬于強(qiáng)烈?guī)r爆。巖爆與各評價指標(biāo)的關(guān)系如表1所示[15,20-22]。

表1 巖爆與各評價指標(biāo)的關(guān)系Table 1 Relationship between rock burst and various evaluation indexes

1.2 熵權(quán)法計算指標(biāo)權(quán)重

熵權(quán)法的基本思路是根據(jù)評價指標(biāo)的熵值計算各指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，能夠克服專家打分法、平均法等主觀性強(qiáng)的缺陷，得到的指標(biāo)權(quán)重更加合理可靠[22]。本文利用其對巖爆評價指標(biāo)進(jìn)行客觀賦權(quán)，其評價指標(biāo)分為“效益型”和“成本型”兩種，經(jīng)量綱歸一化處理后，計算可得巖爆評價指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)。

1.3 理想點(diǎn)法確定巖爆風(fēng)險等級

理想點(diǎn)法是多屬性決策中常用的一種解決多因素問題的方法，能集中反映總體情況并進(jìn)行綜合評價，其核心是計算評價對象到理想點(diǎn)的距離大小并將其作為判斷歸屬的依據(jù)。距離越小，說明評價對象與理想解越接近。本文采用閔可夫斯基距離函數(shù)[21]計算評價對象與理想點(diǎn)的距離D：

其中，fi（x）、fi*（+）、fi*u和fi*l依次為第i個指標(biāo)的評價值、理想值、上限值和下限值。

H為閔可夫斯基距離，當(dāng)H取1，2和∞時分別代表曼哈頓距離、歐氏距離和切比雪夫距離。根據(jù)Zhou等[21]對川藏鐵路桑珠嶺隧道巖爆評價研究，選擇H=2（歐氏距離）在巖爆危險性評價中的精度達(dá)到94.1%。在后續(xù)隧道線路比選研究中，選擇H=2進(jìn)行巖爆危險性評價。

2 工程概況及線路比選方案

2.1 大高差的地貌特征

川藏鐵路某隧道地處藏東南三江流域高山峽谷地區(qū)，工程區(qū)地貌形態(tài)主要受青藏高原地貌隆升的影響，山脈總體走向?yàn)闁|西向，山勢雄偉，群峰高聳，地面高程為3 720～4 900 m，是典型的“V”形高山峽谷地貌。

2.2 復(fù)雜活躍的地質(zhì)構(gòu)造特征

川藏鐵路地處印度洋板塊與亞歐板塊擠壓碰撞形成的造山帶，屬于強(qiáng)烈擠壓區(qū)[23]。在構(gòu)造分區(qū)圖上（圖1），研究區(qū)主體位于華南板塊（Ⅲ） 及滇藏板塊（Ⅳ） 內(nèi)[24]。川藏鐵路所經(jīng)過的川西及藏東南地區(qū)處于印度板塊北移的壓應(yīng)力場之中，構(gòu)造活動帶表現(xiàn)出多期性，這些構(gòu)造運(yùn)動更多地表現(xiàn)在一系列強(qiáng)烈活動的斷裂構(gòu)造帶上，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造異常復(fù)雜[25-26]，加之隧道埋深大、圍巖強(qiáng)度高，使得高地應(yīng)力條件下的硬巖巖爆災(zāi)害問題尤為突出，對鐵路選線設(shè)計，尤其是地質(zhì)選線工作提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

圖1 新建川藏鐵路沿線構(gòu)造綱要[24]Fig.1 Geotectonic outline of the new Sichuan-Tibet Railway[24]

2.3 主要的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險

川藏鐵路某隧道最大埋深超過1 320 m，巖性多為花崗閃長巖和二長花崗巖等硬巖，塊狀構(gòu)造，巖質(zhì)堅硬[27]，隧道典型地質(zhì)剖面（B線路）如圖2所示。結(jié)合工程區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造特征及實(shí)測地應(yīng)力數(shù)據(jù)，該區(qū)域的構(gòu)造應(yīng)力處于較高水平。經(jīng)過初步調(diào)查，影響該隧道工程選線的主要地質(zhì)災(zāi)害為巖爆，其余類型的地質(zhì)災(zāi)害對本隧道影響相對較小，本文暫不考慮，僅探討基于巖爆危險性綜合評價結(jié)果的隧道關(guān)鍵控制段比選方案。

圖2 新建川藏鐵路某隧道典型地質(zhì)剖面Fig.2 Typical geological section of a tunnel on the new Sichuan-Tibet Railway

2.4 線路比選方案

本文以新建川藏鐵路某隧道作為研究對象，基于對潛在的巖爆危害進(jìn)行定量評估，開展3條線路方案的比選研究（圖3）。線路均位于怒江高山峽谷向伯舒拉嶺山區(qū)的過渡區(qū)域[27]。

圖3 線路方案Fig.3 Route scheme

根據(jù)圖4可知，3條線路的埋深超過1 000 m的段落較少，其中A線路平均埋深超過1 000 m路段占比最大，達(dá)到5.8%；B線路占比最小，為5.2%。隧道圍巖的結(jié)構(gòu)和力學(xué)性質(zhì)決定了巖爆發(fā)生時能量積聚和釋放的能力大小，巖爆多發(fā)生在I、II、III級圍巖中。根據(jù)圖5，C線路Ⅱ級和Ⅲ級圍巖占比最多，為81.3%，A線路較C路線稍少，為74.4%；B線路Ⅱ級和Ⅲ級圍巖占比最少，為56.4%。

圖4 線路埋深分布Fig.4 Distribution of buried depth

圖5 線路圍巖級別占比Fig.5 Percentage of surrounding rock grades

3 基于巖爆危險性評價的減災(zāi)選線評價

3.1 工程區(qū)巖石力學(xué)試驗(yàn)

川藏鐵路某隧道的巖性以二長花崗巖和花崗閃長巖等硬巖為主，按照國際巖石力學(xué)學(xué)會 （ISRM）的規(guī)定，將巖樣加工成標(biāo)準(zhǔn)巖石試件。先通過RSMSY6聲波儀測量巖石試件的橫波和縱波速度，計算得到巖石試件的動彈性模量和動泊松比。隨后，在RMT-150C型電液伺服控制剛性壓力機(jī)上對二長花崗巖和花崗閃長巖等巖石試件分別開展單軸壓縮變形試驗(yàn)和巴西圓盤劈裂試驗(yàn)，測試得到兩種巖石試件的單軸抗壓強(qiáng)度、單軸抗拉強(qiáng)度、靜彈性模量和靜泊松比。圖6為巖石全過程應(yīng)力-應(yīng)變曲線，川藏鐵路某隧道巖石力學(xué)基本參數(shù)如表2所示。

圖6 巖石全過程應(yīng)力-應(yīng)變曲線Fig.6 The complete stress-strain curve

表2 巖石物理力學(xué)參數(shù)一覽表Table 2 Physical and mechanical parameters of rocks

3.2 巖爆傾向性評價

巖爆傾向性評價主要考慮巖石的強(qiáng)度和變形，以及巖性方面進(jìn)行巖爆危險性評價研究。結(jié)合前人對巖石的巖爆傾向性指標(biāo)分析研究[1,16,22]，選擇最大儲存彈性應(yīng)變能指標(biāo)和巖石強(qiáng)度脆性系數(shù)對該工程區(qū)可能發(fā)生巖爆的硬質(zhì)巖（主要為二長花崗巖和花崗閃長巖）的巖爆傾向性進(jìn)行定量評價。在巖爆傾向性評價中，巖石力學(xué)參數(shù)均取其平均值。

巖石硬脆程度可以用強(qiáng)度脆性系數(shù)B來表示：

式中：σc—巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度/MPa；

σt—巖石單軸抗拉強(qiáng)度/MPa。

最大儲存彈性應(yīng)變能指標(biāo)可用下式計算：

式中：Es—最大儲存彈性應(yīng)變能指標(biāo)/（MJ·m-3）;

E—巖石彈性模量/GPa。

根據(jù)式（2）和（3），結(jié)合表2，計算可得二長花崗巖和花崗閃長巖的強(qiáng)度脆性系數(shù)分別為19.74，19.92，最大儲存彈性應(yīng)變能分別為0.22 ，0.31 MJ/m3，并繪制二長花崗巖和花崗閃長巖的巖爆傾向性評價標(biāo)準(zhǔn)及結(jié)果分析圖，如圖7所示。由于二者的強(qiáng)度脆性系數(shù)和最大儲存彈性應(yīng)變能均處于同一水平區(qū)間且相差不大，可認(rèn)為兩種巖性對巖爆的影響程度無較大的差異。故該隧道兩種巖性的巖爆傾向性均在輕微-中等巖爆之間。

圖7 巖爆傾向性評價標(biāo)準(zhǔn)及結(jié)果分析圖Fig.7 Test results and evaluation criteria of rock burst proneness

3.3 地應(yīng)力測試及初始地應(yīng)力場反演分析

川藏鐵路某隧道采用水壓致裂法進(jìn)行了原位地應(yīng)力測試，CD-1#鉆孔實(shí)測地應(yīng)力數(shù)據(jù)如表3所示。由實(shí)測地應(yīng)力資料可知，鉆孔實(shí)測最大埋深622 m，最大水平主應(yīng)力SH范圍為6.25～17.55 MPa，最小水平主應(yīng)力Sh范圍為4.66～16.20 MPa，垂向主應(yīng)力Sv范圍為5.32～13.35 MPa。三向主應(yīng)力的大小關(guān)系在淺部滿足：SH＞Sh＞Sv，反映了在地殼淺層有著較強(qiáng)的水平構(gòu)造應(yīng)力作用的特點(diǎn)；埋深超過400 m的部分表現(xiàn)為：SH＞Sv＞Sh，說明隨著埋深的增大，自重應(yīng)力影響逐漸增大，但最大水平主應(yīng)力依然占據(jù)主導(dǎo)地位。

表3 實(shí)測鉆孔地應(yīng)力數(shù)據(jù)Table 3 Measured borehole stress data

根據(jù)工程地質(zhì)資料，結(jié)合DEM數(shù)字高程數(shù)據(jù)，選取20 000 m×10 000 m的區(qū)域作為計算對象，保證3條比選線路均處于模型中央。通過擬合三維地形曲面并建立三維模型并剖分地層后，導(dǎo)入COMSOL Multiphysics中生成計算模型。本次計算采用邊界荷載調(diào)整法[22]，結(jié)合現(xiàn)有實(shí)測地應(yīng)力資料對隧址區(qū)初始地應(yīng)力場進(jìn)行反演分析，該隧道最大水平主應(yīng)力云圖如圖8所示。

圖8 工程區(qū)最大水平主應(yīng)力云圖Fig.8 Maximum horizontal principal stress of the engineering area

根據(jù)地應(yīng)力實(shí)測資料以及初始地應(yīng)力場反演結(jié)果可知，該隧道沿線73%的區(qū)域都處于高到極高地應(yīng)力狀態(tài)，具備巖爆發(fā)生的高地應(yīng)力條件。從圖8（b）可知，隧道軸線上最大水平主應(yīng)力的量值普遍較高，有90.41%的區(qū)段應(yīng)力值大于20 MPa，反映了該區(qū)域較強(qiáng)的水平構(gòu)造應(yīng)力作用特征。受篇幅限制，表4僅列出該隧道3條線路12個里程段的應(yīng)力資料（每段里程100 m）。

表4 線路部分里程的應(yīng)力資料Table 4 Stress data of route partial mileage

新建川藏鐵路某隧道擬采取全斷面掘進(jìn)法開挖，即開挖斷面為圓形，洞壁最大切向力σθ計算方式見文獻(xiàn)[21]。根據(jù)上文所述，確定該隧道各里程段的巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度（σc）、最大主應(yīng)力（σmax），并計算洞壁最大切向力（σθ），該隧道3條比選線路部分里程的巖爆分析資料如表5所示。在本文巖爆危險性綜合評價中，巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度取其平均值。

表5 線路部分里程的巖爆分析資料Table 5 Rock burst analysis data of route partial mileage

根據(jù)圖9實(shí)測鉆孔地應(yīng)力值與模擬值對比可知，實(shí)測值與模擬值整體結(jié)果較吻合，最大水平主應(yīng)力、最小水平主應(yīng)力和垂向主應(yīng)力基本上均隨埋深的增大而逐漸增大，且三向主應(yīng)力的平均誤差分別為9.9%、11.3%和2.0%。根據(jù)初始地應(yīng)力場反演分析求得鉆孔各測點(diǎn)最大水平主應(yīng)力的平均方位為N48°E，與實(shí)測方位N42°—52°E相吻合，與現(xiàn)今構(gòu)造運(yùn)動的應(yīng)力場方向也基本相符。因此，初始地應(yīng)力場反演分析的結(jié)果能夠反映該隧道所在區(qū)域?qū)嶋H地應(yīng)力情況，可以作為巖爆危險性綜合評價的參考依據(jù)。

圖9 實(shí)測鉆孔地應(yīng)力值與模擬值對比Fig.9 Comparison of the measured borehole value and simulated value

3.4 確定評價指標(biāo)值

川藏鐵路某隧道各個里程段的巖石彈性能指數(shù)Wet由室內(nèi)試驗(yàn)和工程類比法綜合確定。根據(jù)國標(biāo)《工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50218—1994）[28]中的巖體BQ值以及隧道圍巖基本質(zhì)量級別、巖塊飽和單軸抗壓強(qiáng)度、地下水、軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、天然應(yīng)力等地質(zhì)勘察資料，反推隧道各里程段的巖體完整性系數(shù)Kv。最后，結(jié)合表3和表4，得到隧道各評價指標(biāo)的具體數(shù)值，如表6所示。

表6 各評價指標(biāo)值Table 6 Each evaluation index values

3.5 計算指標(biāo)權(quán)重

根據(jù)熵權(quán)法的基本理論及計算規(guī)則，利用其對巖爆評價指標(biāo)進(jìn)行客觀賦權(quán)，輸入該工程區(qū)各評價指標(biāo)的數(shù)值，經(jīng)量綱歸一化處理后，計算可得各評價指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)。由表7可知，σθ/σc對某隧道巖爆的影響較大，其次是Wet，而σc/σmax、Kv和σc/σt對巖爆的影響相對較小。其中，巖爆各評價指標(biāo)權(quán)重的大小與某隧道工程的樣本組成和數(shù)量有關(guān)，樣本越多，代表性越強(qiáng)，計算結(jié)果越可靠。

表7 各評價指標(biāo)權(quán)重系數(shù)Table 7 Entropy weight of each evaluation index

3.6 巖爆危險性評價

根據(jù)筆者在前期工作中提出的熵權(quán)-理想點(diǎn)法和地應(yīng)力場反演方法[21]，構(gòu)建的深埋硬巖隧道巖爆危險性評價模型來綜合評估理想點(diǎn)距離與巖爆等級的關(guān)系，川藏鐵路某隧道3條線路的巖爆危險性評價結(jié)果示例如表8所示。根據(jù)所選12個里程段的巖爆危險性評價結(jié)果可知，B線路的巖爆危害影響相對較小。

表8 巖爆危險性評價結(jié)果示例Table 8 Examples of rock burst risk assessment results

3.7 線路綜合比選及推薦方案

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測資料、室內(nèi)巖石力學(xué)試驗(yàn)、初始地應(yīng)力場反演結(jié)果以及工程類比法等，將3條比選方案各個里程段的巖爆評價指標(biāo)值代入巖爆危險性評價模型中，得到評價結(jié)果如圖10所示。結(jié)果表明，A線路總巖爆段落占比32.5%，B線路總巖爆段落占比24.9%，C線路總巖爆段落占比26.7%，從總巖爆段落占比來看，A線路巖爆發(fā)生的可能性最大，B線路巖爆發(fā)生的可能性最小。中等和強(qiáng)烈?guī)r爆的防控是設(shè)計及施工中的棘手問題，有較強(qiáng)的不可控性，應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)研究。A線路中不可控巖爆（中等巖爆和強(qiáng)烈?guī)r爆）段落占比為17.4%，B線路中不可控巖爆段落占比13.4%，C線路中不可控巖爆段落占比17.5%。A線路和C線路中不可控巖爆段落占比相當(dāng)，分別比B線路高4.0%和4.1%。綜合對比可知，B線路可初步作為優(yōu)選方案。此外，還應(yīng)加強(qiáng)地質(zhì)勘察深度、進(jìn)行更多的實(shí)測地應(yīng)力鉆孔測試以及室內(nèi)巖石力學(xué)試驗(yàn)，結(jié)合更加精細(xì)化表征的地應(yīng)力反演模型，并借鑒類似工程經(jīng)驗(yàn)，綜合確定巖爆危險性評價所依據(jù)的指標(biāo)及其權(quán)重，使評價結(jié)果更加準(zhǔn)確和可靠。

圖10 巖爆危險性評價結(jié)果Fig.10 Rock burst risk assessment results

4 結(jié)論

（1）根據(jù)實(shí)測地應(yīng)力以及初始地應(yīng)力場反演分析結(jié)果可知，川藏鐵路某隧道沿線多段具備發(fā)生巖爆的高地應(yīng)力條件。對該工程區(qū)可能發(fā)生巖爆的二長花崗巖和花崗閃長巖進(jìn)行巖爆傾向性評價可知，兩種巖性的巖爆傾向性均在輕微—中等巖爆之間。

（2）基于熵權(quán)-理想點(diǎn)法和地應(yīng)力場反演的巖爆危險性綜合評價模型，對川藏鐵路某隧道3條線路的巖爆災(zāi)害進(jìn)行定量評價可知：A線路的巖爆災(zāi)害影響程度最高，B線路的巖爆災(zāi)害影響程度最低，并且B線路中不可控巖爆（中等巖爆和強(qiáng)烈?guī)r爆）段落占比最小，巖爆災(zāi)害影響最小，為最優(yōu)線路方案。

（3）本文通過定量分析巖爆災(zāi)害的影響程度來指導(dǎo)新建川藏鐵路深埋硬巖隧道選線，規(guī)避巖爆潛在風(fēng)險的影響，為最終的鐵路選線決策提供技術(shù)支撐。由于鐵路選線是一個復(fù)雜的工程地質(zhì)問題，還需進(jìn)一步結(jié)合其它影響因素綜合研究確定。