小净距隧道爆破施工参数与围岩等级对衬砌结构振动影响数值分析

覃 宏¹，朱天宁²，王志留^3*，刘运思⁴

(1. 中交路桥建设有限公司华北公司，北京 101100; 2. 中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西 西安 710075;3. 中原工学院 建筑工程学院，河南 郑州 450007; 4. 湖南科技大学 土木工程学院，湖南 湘潭 411201)

摘　要：　在小净距隧道开挖工程中，不同爆破施工参数和长距离隧道围岩强度的变化对衬砌结构的稳定性具有重要影响。因此，依托卢氏—洛南高速公路山岭隧道开挖工程，采用ANSYS 数值模拟方法和现场振动测试试验，考虑在爆破振动过程中因强烈冲击波和振动作用导致的流固耦合现象，研究了小净距后行洞爆破开挖对先行洞已建支护结构和隧道围岩的影响规律;深入分析了不同围岩等级、不同爆破参数条件下，相邻隧道二衬结构监测点振动速度和爆炸应力传播形式的响应特征和衰减规律。研究结果表明，围岩等级和炸药参数对小净距隧道爆破施工衬砌结构稳定性具有重要影响;后行洞爆破开挖产生的爆炸压力，x、y向振动速度与围岩等级(二～五级)均呈反相关关系;振动速度和压力波出现多个峰值，峰值间隔和首次峰值出现的时间随围岩等级的增大而增加;相对于炸药能量密度，围岩振动速度和压力变化对炸药爆破速度和爆炸压力更敏感。现场监测结果验证了数值计算结果的合理性，该成果可为类似小净距隧道工程爆破施工提供借鉴。

关键词：　小净距隧道; LS-DYNA 流固耦合; 爆破开挖; 振动速度

基金项目： 国家自然科学基金项目：温度梯度诱发深部高地温隧道混凝土衬砌早期裂损机理与防控措施(52378396)

引文格式： 覃宏，朱天宁，王志留，等. 小净距隧道爆破施工参数与围岩等级对衬砌结构振动影响数值分析[J]. 市政技术，2025，43(3)：171-182. (QIN H，ZHU T N，WANG Z L，et al. Numerical analysis of the influence of blasting parameters and surrounding rock of small internal tunnels on the lining structure[J]. Journal of municipal technology，2025，43(3)：171-182.)