1.一种岩溶区盾构隧道掌子面防突岩体安全厚度预测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、收集隧道工程所在区域内的环境参数，根据环境参数建立正交试验表，并根据环境参数和正交试验表，利用离散元软件3DEC进行数值模拟，得到若干工况组合数据；S2、根据各工况组合数据，得到均用于预测防突岩体安全厚度的随机森林模型和多元线性回归方程；S3、对待测工况，分别利用随机森林模型和多元线性回归方程进行预测，得到第一预测结果和第二预测结果；S4、根据第一预测结果和第二预测结果，确定防突岩体安全厚度最终预测结果。
2.根据权利要求1所述一种岩溶区盾构隧道掌子面防突岩体安全厚度预测方法，其特征在于，在步骤S1中所述根据环境参数建立正交试验表，具体为：A1、收集隧道工程所在区域内的环境参数；所述环境参数包括围岩参数、地下水埋深、隧道埋深、溶洞相对掌子面位置、溶洞形态和节理倾角；A2、确定围岩参数的等级划分标准，得到围岩等级；A3、基于围岩等级、地下水埋深、隧道埋深、溶洞相对掌子面位置、溶洞形态和节理倾角，建立六因素混合水平的因素水平表；A4、根据因素水平表建立正交试验表。
3.根据权利要求1所述一种岩溶区盾构隧道掌子面防突岩体安全厚度预测方法，其特征在于，在步骤S1中，通过离散元软件3DEC基于正交试验表中各工况进行数值模拟，得到各工况对应的防突岩体安全厚度；在数值模拟中利用水土合算公式施加掌子面压力：式中， 为水土核算压力， K 0 为静止土压力系数； 为重力加速度； 为饱和土密度， H soil 为覆土深度， 为溶洞水密度， 为地下水头高度。
4.根据权利要求3所述一种岩溶区盾构隧道掌子面防突岩体安全厚度预测方法，其特征在于，在步骤S1中对防突岩体安全厚度进行数值模拟时的突水临界条件为：式中， 突水临界压力， 为最小主应力， 为断裂韧度， 为圆周率， 为等效裂纹尺寸。
5.根据权利要求1所述一种岩溶区盾构隧道掌子面防突岩体安全厚度预测方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：S201、对各工况组合数据进行预处理，得到防突岩体安全厚度样本集；S202、利用防突岩体安全厚度样本集对随机森林模型进行训练，得到用于预测防突岩体安全厚度的随机森林模型；S203、根据围岩等级将防突岩体安全厚度样本集划分为各围岩等级对应的样本子集；S204、设立盾构隧道掌子面防突岩体安全厚度与影响因素的关系式；S205、根据各围岩等级对应的训练子集，分别基于盾构隧道掌子面防突岩体安全厚度与影响因素的关系式进行拟合，得到各围岩等级对应的多元线性回归方程。
6.根据权利要求5所述一种岩溶区盾构隧道掌子面防突岩体安全厚度预测方法，其特征在于，所述随机森林模型的决策树使用CART类型，并利用基尼指数来选择划分属性；所述随机森林模型基于Bagging集成策略和平均法得到最终预测结果。
7.根据权利要求5所述一种岩溶区盾构隧道掌子面防突岩体安全厚度预测方法，其特征在于，所述步骤S204中盾构隧道掌子面防突岩体安全厚度与影响因素的关系式为：式中， T min 为盾构隧道掌子面防突岩体安全厚度，M为开挖隧道埋深，θ为节理倾角，H为地下水埋深， 为溶洞相对掌子面位置特征值， 为溶洞形态特征值，α、β、γ、δ、ε和 均为待定常系数。
8.根据权利要求7所述一种岩溶区盾构隧道掌子面防突岩体安全厚度预测方法，其特征在于，所述步骤S205具体为：S2051、根据各围岩等级对应的样本子集，分别基于盾构隧道掌子面防突岩体安全厚度与影响因素的关系式进行拟合，得到各围岩等级对应的初始多元线性回归方程；S2052、对各围岩等级对应的初始多元线性回归方程，分别判断是否符合第一条件，若是，则进入步骤S2053，否则，对自变量进行非线性变换或检查样本数据准确性并增大样本量，对初始多元线性回归方程重新拟合；所述第一条件为判定系数R 2 大于R 2 阈值且各自变量的显著性均小于显著性阈值；S2053、对各围岩等级对应的初始多元线性回归方程进行独立性诊断、多重共线性诊断和残差诊断，若三项诊断均满足第二条件，则得到各围岩等级对应的多元线性回归方程，否则，检查样本数据准确性的或调整自变量取值范围，并重新进行正交试验；第二条件为独立性诊断的德宾-沃森D-W值在D-W阈值范围内，且多重共线性诊断的方差膨胀系数VIF值小于VIF阈值，且残差诊断的回归标准化残差直方图为正态分布。
9.根据权利要求1所述一种岩溶区盾构隧道掌子面防突岩体安全厚度预测方法，其特征在于，所述步骤S4中防突岩体安全厚度最终预测结果为：T 临界 =max{T min ，T ml }式中，T 临界 为防突岩体安全厚度最终预测结果，T min 为多元线性回归方程预测结果，T ml 为随机森林模型预测结果。
