基于优化FAHP-TOPSIS法的高压富水花岗岩断层涌水预测

隧道穿越花岗岩断层带施工的最主要灾害为高压富水体的突涌,其危险性极高且破坏力巨大。为有效解决理论计算、模型试验、数值模拟等方法中隧道涌水量预测值与实际值存在较大误差的核心问题,从系统辨识工程地质、水文地质和施工设计3方面共13个独立的花岗岩断层涌水致灾影响因素入手,提出基于优化FAHP-TOPSIS法的隧道断层涌水精细预测方法。该方法的创新在于采用平均优势度进行模糊层次分析法（FAHP）的判断矩阵优化,能解决传统FAHP法排序互斥而导致权重分配失衡的问题;同时,采用逼近理想解排序法(TOPSIS)替代模糊综合评价法,避免模糊综合评价法依赖大量样本数据及模型训练冗余的问题,能极大提高隧道涌水预测精度。并将优化FAHP-TOPSIS法应用于涌水预测实例中,实现6处断层涌水区段涌水等级及涌水量的精细预测。预测结果表明： S1、S4、S5、S6区段存在中等涌水风险,S2、S3区段存在大涌水风险; 6处断层涌水区段预测涌水量与实际涌水量的最大相对误差为14.8%,平均相对误差为8.87%,满足工程准确预测精度要求。