摘要：大断面隧道爆破产生的振动对主洞及邻近支洞的动力稳定性有着重要的影响。采用现场监测与ANSYS／LS—DYNA动力有限元分析相结合的研究方法，分析了主 洞开挖爆破作用下，隧道主洞及邻近斜井支洞围岩中的爆破振动速度响应特征，并基于最小二乘法原理，分 析并建立了主洞及斜井两侧围岩中最大质点振动速度处的爆破振动速度预测模型。研究结果表明：主洞水 平轴向与水平切向振动速度拱腰处最大，垂直方向振动速度拱顶最大；主洞与斜井交汇区域振动速度不再随 着爆心距的增加而减小，而出现小幅的增大，为主洞爆破施工作用下的危险区域，需重点防护。
关键词：爆破振动；动力响应 ；断面
引言：我国岩巷爆破技术经历了全断面一次爆破、毫 秒爆破、光面爆破 3 个阶段,工业炸药 (水胶炸药、乳化炸药)的不断发展和毫秒雷管的出现提高 了地下空间工程 (隧道、采矿、涵洞)施工效率。 合理的钻爆工艺仅可以保证开挖质量,还能加快 施工进度。钻爆设计时应综合考虑开挖方式、施工进度、施工机具以及围岩类别、地质构造等因素。 在钻爆施工过程中,设计参数应根据地质情况的变 化作适当的调整,以期获得最佳的爆破效果。
正文：一、控制爆破技术简介
1.1 特征及意义
在整个爆破施工中，施工人员要严格按照设计方案对岩体进行爆破。在爆破施工的过程中，工作人员要使用合 理的爆破能量，在达到相应目的基础上，减少爆炸的冲击 波作用，降低应力波。隧道开挖的质量对整个公路施工有 非常大的影响，其会影响到整个施工成本、施工质量等， 进行爆破开挖，还能够降低相应的超欠挖程度。在爆破施 工时，要使得开挖面能够符合设计轮廓的要求，这样在一定程度上能减少支护工作量。
1.2 爆破机理
爆破施工时的爆破力会在岩体的内部产生一种爆炸应 力波，根据远近距离的不同将这种应力波分为三种形式， 分别为冲击波、爆炸应力波以及地震波。距离越远能量损 失会越大。根据岩层的不同情况可以将爆破分为三个区 域，分别为粉碎区、裂区以及振动区。在岩体中所产生的 冲击波会被不同的自由面所反射而出现不同的反射波，对 整体的岩石产生影响。施工时要注意到以上的情况，根据 不同的情况合理选择施工工艺及方式，这样才能真正发挥 爆破施工的作用，提高隧道工程质量。
二、 爆破影响因素
2.1 隧道地质条件
选择合理的爆破方式，对爆破质量有非常重要的影 响。在爆破施工之前，施工人员要充分勘察地形，根据施 工现场的岩层类别、地形特征等选择合适的爆破方案，减 少对周围岩石的损坏，为之后的施工打下坚实的基础。
2.2 工艺流程控制
爆破施工首先要选定合适的参数，而后确定爆破器 材、炸药用量等，而整个爆破施工涉及因素比较多，确定相关参数比较困难，施工爆破人员必须进行多次现场爆破试 验后，才能得出合理的爆破数据，实现高质量的爆破施工。
2.3 爆破精度控制
爆破施工人员的素质和经验对于整个爆破施工的精度 具有非常重要的影响，因此施工单位要选择专业素质高和 经验丰富的人进行爆破施工，同时在施工前，还要对所有 的施工人员进行全面的培训和安全教育，防止在施工过程 中出现问题。除了施工人员外，施工仪器和施工工艺也对 整个施工的精度有非常大的影响，因此施工单位要选择精 良的仪器和合适的施工工艺。
三、研究分析
3.1自由面反射原理。
自由面又称临空面， 有自由面时，爆源附近的石头才能沿着自由面移动
破坏。炸药爆炸产生的应力波在岩石传播过程中， 当应力波达到自由面时产生反射作用，转变为拉伸 波，由于岩石的抗拉强度很小，产生的拉伸波加大 裂隙的扩张和延伸，导致岩石进一步破碎。延期时 间设置合理情况下，先爆炮孔能够改变后爆炮孔最 小抵抗线大小和方向，同时减弱了岩石的夹制作用 和阻碍作用，延期时间过小，每个炮孔只有一个自
由面，微差时间基本不起作用，爆破效果得不到 改善。
3.2增强碰撞原理。
先爆药包爆炸时使得部 分岩石向上运动，延期时间设置合理时，后爆药包 爆炸抛起的岩石与先抛出岩石发生碰撞，两者的一 部分动能转化为进一步破碎岩石的内能，使得岩石 块度更加均匀，同时降低了岩石的运动速度，进而 缩短了岩石抛掷距离，提高爆破效果。
3.3能量分散降振原理。
微差爆破在一定程 度上降低了最大起爆药量，将炸药能量在时间上进
行了分散，延期时间过大，虽然降振效果得到改善， 但是岩石破碎效果很差；延期时间过小又无法控制 炸药能量的合理分布，导致振动较大，严重影响施 工安全，只有合理的延期时间才能取得良好的爆破 效果。
四、总结
在隧道爆破开挖过程中，有效应力在边墙底部与拱顶较大。但由于隧道一号斜井围岩稳定性较好，因此在该爆炸荷载作用下，有效应力较小。 在隧道爆破开挖过程中，拱顶是最容易破坏的位置，应加强支护。但在爆源近区，边墙中部同样容易受到破坏，因此当距掌子面较近时，也应加强边墙中部的稳定性。
参考文献：
[1] 刘先林，周传波，张国生. 隧洞开挖爆破振动监测与振速预测
分析[J]. 爆破，2008，25(3)：96–99.(LIU Xianlin，ZHOU Chuanbo，
ZHANG Guosheng. Monitoring and forecasting of blasting vibration
velocity in tunnel excavation[J]. Blasting，2008，25(3)：96–99.(in
Chinese))
[2] 张继春，曹孝君，郑爽英，等. 浅埋隧道掘进爆破的地表震动效应
试验研究[J]. 岩石力学与工程学报，2005，24(22)：4 158–4 263.
(ZHANG Jichun，CAO Xiaojun，ZHENG Shuangying，et al. Experimental
study on vibration effects of ground due to shallow tunnel blasting[J].
Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2005，24(22)：
4 158–4 163.(in Chinese))
[3] 李利平，李术才，张庆松，等. 浅埋大跨隧道施工爆破监测与减震
技术[J]. 岩土力学，2008，29(8)：2 292–2 296.(LI Liping，LI Shucai，
ZHANG Qingsong，et al. Monitoring blasting excavation of shallow
buried large-span tunnel and vibration reduction technology[J]. Rock
and Soil Mechanics，2008，29(8)：2 292–2 296.(in Chinese))