肖 可，周傳波，鄭 璇，徐靜波

(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)工程學(xué)院，武漢 430074)

鉆爆法因其施工速度快，且適用于各種地質(zhì)條件的特點(diǎn)，被廣泛用于山嶺隧道的掘進(jìn)。爆破施工會(huì)引起隧道結(jié)構(gòu)與圍巖的振動(dòng)，影響隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[1]。由于斷層帶內(nèi)巖體破碎、松散，在爆破振動(dòng)作用下，經(jīng)常會(huì)發(fā)生巖體沿結(jié)構(gòu)面滑移的現(xiàn)象，從而引發(fā)安全事故。因此，研究深埋隧道穿越斷層區(qū)域爆破開(kāi)挖圍巖的動(dòng)力響應(yīng)問(wèn)題，已逐漸成為山嶺隧道開(kāi)挖領(lǐng)域的重點(diǎn)研究課題之一。

國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者采用不同方法研究斷層帶影響下隧道結(jié)構(gòu)爆破振動(dòng)特性[2-6]。Yang等[7]在錦屏地下試驗(yàn)隧道內(nèi)進(jìn)行爆破試驗(yàn)，采用測(cè)振儀接收到圍巖內(nèi)部及圍巖表面的應(yīng)力波，在此基礎(chǔ)上建立了LS-DYNA數(shù)值模型相互驗(yàn)證，結(jié)果顯示與隧道內(nèi)部振動(dòng)相比，隧道表面振動(dòng)具有更容易衰減的峰值振速和更低的頻率，但主頻下降速度較慢。崔碩[8]建立山嶺隧道爆破的有限元模型，分析得到了隧道拱頂、拱腰、拱底處的爆破振速傳播規(guī)律，發(fā)現(xiàn)拱頂和拱底的優(yōu)勢(shì)振速方向?yàn)樨Q向振速更大，兩側(cè)拱腰的橫向振速更大。李潔[9]以深圳市道路隧道為背景，研究斷層破碎帶不同注漿范圍圍巖動(dòng)力響應(yīng)的影響，得出預(yù)注漿支護(hù)改善了斷層帶圍巖動(dòng)力響應(yīng)特性，并且注漿寬度越大效果更明顯。任春等[10]運(yùn)用ANSYS有限元軟件模擬斷層隧道地震響應(yīng)，斷層與圍巖之間的相互作用通過(guò)動(dòng)接觸單元進(jìn)行定義，在有、無(wú)摩擦力及無(wú)斷層等工況下，探討了斷層隧道在非發(fā)震斷層地域的動(dòng)力響應(yīng)特征，并指出破碎帶的厚度及彈性模量對(duì)于場(chǎng)地效應(yīng)的影響較大。范孝鋒等[11]通過(guò)分析處理2個(gè)礦山生產(chǎn)爆破及其振動(dòng)的測(cè)試資料，利用灰關(guān)聯(lián)的方法得到了如總藥量、段藥量和爆心距等參數(shù)對(duì)爆破振動(dòng)造成影響的主次關(guān)系，進(jìn)而可以通過(guò)選擇不同的參數(shù)來(lái)對(duì)爆破振動(dòng)進(jìn)行控制。Guan等[12]利用ANSYS/LS-DYNA軟件，采用ALE算法建立了隧道、地層以及圓形、方形和馬蹄形管道的三維數(shù)值模型，得出應(yīng)力的增幅遠(yuǎn)大于速度的增幅，拉應(yīng)力增大了6～8倍，但速度僅增大了2～3倍。駱正坤[13]對(duì)深埋隧道跨斷層區(qū)域爆破開(kāi)挖動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律進(jìn)行研究，得到了在爆破開(kāi)挖推進(jìn)下隧道縱向圍巖動(dòng)力響應(yīng)特征的變化及分布規(guī)律。汪平等[14]采用數(shù)值模擬與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方法進(jìn)行淺埋隧道爆破振動(dòng)傳播規(guī)律及預(yù)測(cè)研究，得出已開(kāi)挖區(qū)域?qū)Φ乇碚駝?dòng)存在放大效應(yīng)。高富強(qiáng)等[15]采用量綱分析方法研究了爆破地震波的產(chǎn)生和傳播效應(yīng)，基于小波包分析基本理論，將地震波中的低頻波段進(jìn)行細(xì)化，參照薩道夫斯基公式形式得到了爆破振動(dòng)頻率的預(yù)測(cè)方程。

目前，對(duì)斷層帶影響下隧道二襯結(jié)構(gòu)爆破振動(dòng)特性研究較多，但少有提出隧道斷層帶段二襯結(jié)構(gòu)爆破振動(dòng)安全判據(jù)。本文采用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與數(shù)值模擬方法研究斷層帶影響下隧道爆破振動(dòng)特性，得到隧道各部位爆破振速傳播規(guī)律以及隧道斷面應(yīng)力與振速分布特征，建立基于二襯極限強(qiáng)度的爆破振動(dòng)安全判據(jù)，計(jì)算得到斷層帶影響下隧道二襯的爆破振動(dòng)安全振速與單段最大裝藥量，用于指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。

1 工程背景

龍南隧道位于江西龍南縣境內(nèi)，是贛深高鐵沿線長(zhǎng)大隧道之一。隧道全長(zhǎng)10 240.225 m，共跨越11條斷層，其地質(zhì)剖面如圖1所示。本文研究段里程為DK99+500～DK99+800，其內(nèi)地質(zhì)條件復(fù)雜，地勢(shì)較低，存在富水?dāng)鄬悠扑閹?DK99+500～DK99+620)。破碎帶內(nèi)圍巖為強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，褐黃色，呈土夾碎塊石狀，自穩(wěn)性差，該段采用超前預(yù)注漿加固，形成5 m注漿加固圈。破碎帶前方圍巖為變質(zhì)砂巖，呈灰褐色，含較多泥質(zhì)成分，節(jié)理發(fā)育，整體結(jié)構(gòu)較為破碎，屬Ⅴ級(jí)圍巖。該段采用三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法進(jìn)行爆破開(kāi)挖，上臺(tái)階長(zhǎng)4 m，中臺(tái)階長(zhǎng)15 m。爆破采用2號(hào)巖石乳化炸藥和非電毫秒延時(shí)雷管分段起爆，炮孔直徑為40 mm，采用楔形掏槽方式，最大單段藥量為21.6 kg(掏槽孔裝藥量)，循環(huán)進(jìn)尺控制在4 m左右，具體炮孔布置如圖2所示。

圖1 地質(zhì)剖面Fig.1 Geologic section

圖2 炮孔布置Fig.2 Layout of blasthole

2 數(shù)值模型及驗(yàn)證

2.1 數(shù)值計(jì)算模型

結(jié)合隧道施工現(xiàn)場(chǎng)情況，考慮圍巖應(yīng)力分布范圍，采用ANSYS/LS-DYNA動(dòng)力有限元軟件建立尺寸為45 m×100 m×150 m(x×y×z)的數(shù)值模型(見(jiàn)圖3)。為減少數(shù)值模型計(jì)算時(shí)間，利用隧道結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性建立1/2模型，在模型對(duì)稱面上設(shè)置對(duì)稱約束和無(wú)反射邊界。其中掌子面距模型邊緣135 m，炮孔深度為4 m，上臺(tái)階長(zhǎng)度4 m，中臺(tái)階長(zhǎng)度為19 m。斷層帶處采用超前預(yù)注漿施工，注漿圈半徑為5 m。模型中各結(jié)構(gòu)均采用Lagrange算法，單元類型為8節(jié)點(diǎn)的solid164單元。

圖3 數(shù)值模型Fig.3 Numerical model

2.2 材料模型及參數(shù)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況，由于巖土體等存在空間分異性，在數(shù)值模型中將巖體與隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化成均一介質(zhì)。模型中各類材料均選用雙向隨動(dòng)硬化彈塑性本構(gòu)模型(*MAT_PLASTIC_KINEMATIC)，該材料模型考慮了巖石介質(zhì)材料的彈塑性性質(zhì)，并能夠?qū)Σ牧系膹?qiáng)化效應(yīng)(隨動(dòng)強(qiáng)化和各向同性強(qiáng)化)加以描述。

結(jié)合室內(nèi)力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)材料參數(shù)進(jìn)行均一等效，材料具體物理力學(xué)參數(shù)如表1所示。

表1 材料主要物理力學(xué)參數(shù)

2.3 等效爆破荷載

研究表明，隧道在進(jìn)行爆破開(kāi)挖時(shí)，掏槽孔的夾制作用最大，產(chǎn)生的振動(dòng)最大[16]。為節(jié)省計(jì)算時(shí)間，將炸藥模型簡(jiǎn)化為三角型爆破荷載。爆破產(chǎn)生破壞的根本原因是炸藥爆炸產(chǎn)生大量高壓氣體向外膨脹，導(dǎo)致炸藥周圍的介質(zhì)產(chǎn)生急劇的壓力差變。對(duì)于耦合裝藥，孔壁壓力可以由如下公式[17]確定。

(1)

式中：ph為孔壁壓力；ρ0為炸藥密度；D為炸藥的爆轟速度；K為炸藥等熵指數(shù)，近似值為2～3，本文中K取3。

對(duì)于不耦合裝藥情況，即炸藥產(chǎn)生的氣體將在炮孔內(nèi)自由膨脹，孔壁壓力可以修改為如下公式

(2)

式中：de、dh分別為裝藥直徑和炮孔直徑。

設(shè)任意時(shí)刻炮孔壁上的爆炸荷載為p(t)，單個(gè)爆孔周圍荷載隨距離的衰減規(guī)律為

(3)

考慮群孔起爆時(shí)沖擊波疊加效應(yīng)以及隨爆心距的衰減，群孔起爆時(shí)等效到彈性邊界的爆炸荷載pe(x，t)為

(4)

式中：k為群孔起爆時(shí)的荷載影響系數(shù)，與同響起爆點(diǎn)炮孔個(gè)數(shù)及炮孔的分布有關(guān)，取k=4.5；r2為炮孔半徑；r1、r0分別為粉碎區(qū)半徑與破裂區(qū)半徑，常規(guī)炸藥引起粉碎區(qū)半徑r1為裝藥區(qū)半徑r0的3～5倍，破碎區(qū)半徑r2為裝藥半徑r0的10～15倍，取r1=3r0，r2=11r0；泊松比ν=0.25。

龍南隧道采用2#巖石乳化炸藥進(jìn)行隧道爆破施工，炸藥密度ρ0=1 240 kg/m3，爆速D=4 800 m/s。將炸藥參數(shù)帶入式(4)計(jì)算可得等效爆破荷載峰值為31.66 MPa，取荷載上升時(shí)間為0.001 s，正壓力作用時(shí)間為0.01 s，爆破荷載曲線如圖4所示。在數(shù)值模型中爆破荷載施加于掏槽區(qū)彈性邊界，荷載作用長(zhǎng)度為裝藥長(zhǎng)度(見(jiàn)圖5)。

圖4 等效爆炸沖擊荷載加載曲線Fig.4 Loading curve of equivalent blast impact load

圖5 等效荷載加載Fig.5 Equivalent load

2.4 數(shù)據(jù)模擬結(jié)果驗(yàn)證

為了驗(yàn)證數(shù)值模型的可靠性，采用TC-4850爆破測(cè)振儀對(duì)爆破施工進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。該型測(cè)振儀由傳感器和測(cè)振儀構(gòu)成，能多次觸發(fā)并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況，為了收集不同圍巖爆破振動(dòng)數(shù)據(jù)，將測(cè)點(diǎn)布置于隧道破碎帶圍巖段與Ⅴ級(jí)圍巖段交界線兩側(cè)拱腳處，共布置6個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其中Ⅴ級(jí)圍巖段2個(gè)(1#、2#)，破碎帶段4個(gè)(3#～6#)，每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)相距10 m，具體布置如圖6所示。

參照現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中的測(cè)試點(diǎn)位在數(shù)值模型中選取相同點(diǎn)位進(jìn)行結(jié)果對(duì)比，對(duì)比結(jié)果如表2所示。依表中數(shù)據(jù)可知，模型中各監(jiān)測(cè)點(diǎn)三向峰值振速均與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)較為吻合，誤差最大為11.76%，在誤差允許范圍。取3#點(diǎn)實(shí)測(cè)波形與模擬波形作對(duì)比如圖7所示。模擬波形相比實(shí)測(cè)波形峰值振速與變化趨勢(shì)相近，但模擬峰值振速出現(xiàn)時(shí)間比實(shí)測(cè)波形出現(xiàn)時(shí)間滯后約0.1 s，這是由于監(jiān)測(cè)點(diǎn)較遠(yuǎn)，數(shù)值模型將巖土體看作均一介質(zhì)導(dǎo)致波阻抗處處相等，在遠(yuǎn)場(chǎng)相對(duì)于實(shí)際場(chǎng)地來(lái)說(shuō)會(huì)更難到達(dá)。綜上所述，數(shù)值模型具有一定可靠性，可用于后續(xù)研究。

表2 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與模擬結(jié)果對(duì)比

圖7 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試與數(shù)值模擬波形對(duì)比Fig.7 Comparison of field measured and numerical simulation waveform

3 數(shù)值模擬結(jié)果及分析

3.1 斷層帶影響下隧道爆破振動(dòng)衰減規(guī)律

薩道夫斯基公式表示了測(cè)點(diǎn)振速與測(cè)點(diǎn)距離、最大單段藥量以及爆區(qū)場(chǎng)地的關(guān)系，基于此關(guān)系可回歸分析出測(cè)點(diǎn)爆破振動(dòng)速度衰減規(guī)律，即：

(5)

式中：v為質(zhì)點(diǎn)峰值振速(PPV)，cm/s；K為場(chǎng)地系數(shù)；α為衰減系數(shù)；Q為最大單段藥量，kg；R為測(cè)點(diǎn)與爆破位置的水平距離，m。

為研究斷層帶影響下隧道爆破振動(dòng)速度衰減規(guī)律，在數(shù)值模型中依據(jù)圖8所示各位置沿隧道軸向提取不同爆心距下的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)峰值速度，得到質(zhì)點(diǎn)峰值振速軸向分布規(guī)律如圖9所示。

圖8 隧道開(kāi)挖斷面監(jiān)測(cè)位置Fig.8 Monitoring position of tunnel excavation section

圖9 峰值振速沿隧道軸向分布Fig.9 Longitudinal distribution of peak vibration velocity along tunnel

根據(jù)圖9可知在爆破振動(dòng)作用下，拱頂?shù)恼袼僮畲?。靠近掌子面處拱頂和拱底的峰值振速遠(yuǎn)大于拱腰和拱腳處峰值振速，而在經(jīng)過(guò)過(guò)渡段后，隧道斷面各處峰值振速趨于一致。說(shuō)明過(guò)渡段很大程度地導(dǎo)致了對(duì)振速的衰減，且在拱頂和拱底處衰減更加明顯。

圍巖距圍巖-破碎帶過(guò)渡段前方5～10 m處隧道各部位的峰值振速出現(xiàn)增大的現(xiàn)象，增長(zhǎng)最大處為拱底，增長(zhǎng)了36%。原因在于隧道爆破位置處于上臺(tái)階，當(dāng)應(yīng)力波傳播至交界面處時(shí)會(huì)發(fā)生反射與透射，當(dāng)應(yīng)力波傳播至隧道下部時(shí)，與界面的交角增大，反射波振幅也隨之增大，與入射波疊加造成質(zhì)點(diǎn)振速增大，而應(yīng)力波穿過(guò)界面后透射波能量也隨之減弱，導(dǎo)致振速有較大的衰減。

采用薩道夫斯基公式分別對(duì)破碎帶和圍巖段不同爆心距下的爆破振動(dòng)速度進(jìn)行回歸分析。(見(jiàn)圖10和表3)，圖10中的SD為比例距離，SD=R/Q1/3。隧道不同部位爆破振動(dòng)衰減規(guī)律明顯不同，拱腳處速度衰減最快，拱腰次之，拱頂和拱底振動(dòng)速度衰減最慢。對(duì)比破碎帶與Ⅴ級(jí)圍巖薩氏公式，破碎帶段振速普遍小于Ⅴ級(jí)圍巖段，但振速衰減系數(shù)在隧道各部位均大于Ⅴ級(jí)圍巖段，其中破碎帶拱腳處爆破振速衰減最為顯著，衰減系數(shù)為1.25。

圖10 薩道夫斯基公式擬合Fig.10 Fitting of Sadovsky formula

表3 薩道夫斯基公式回歸分析結(jié)果

3.2 隧道開(kāi)挖斷面質(zhì)點(diǎn)振速分布特征

選取距掌子面91 m處破碎帶圍巖，距掌子面69 m和80 m處圍巖、破碎帶過(guò)渡段的3個(gè)斷面為研究對(duì)象。提取各斷面不同單元體x、y和z方向的峰值振動(dòng)速度，得到隧道不同巖體開(kāi)挖斷面處的質(zhì)點(diǎn)振速分布規(guī)律(見(jiàn)圖11)。

圖11 隧道開(kāi)挖面峰值振動(dòng)速度分布Fig.11 Distribution of peak vibration velocity of tunnel excavation face

由圖11分析可知，在拱頂和拱底處y方向的峰值振速大于z方向和x方向的峰值振速，拱腰處x方向的峰值振速大于z方向和y方向峰值振速。由此可以推斷出水平方向的振動(dòng)對(duì)拱腰影響較大，而垂直方向的振動(dòng)對(duì)拱頂和拱底的振動(dòng)影響較大。

在x方向，隨著從Ⅴ級(jí)圍巖到破碎帶，質(zhì)點(diǎn)峰值振速最大值逐漸從拱腰轉(zhuǎn)移到拱腳，并在破碎帶的拱腳處達(dá)到最大值；考慮模型及施加等效荷載的對(duì)稱性，拱頂?shù)姆逯嫡袼倩緸?。在y方向，各巖性峰值振速最大值集中分布在拱頂和拱底處，其中，Ⅴ級(jí)圍巖段表現(xiàn)最為明顯。在z方向，峰值振速的最大值集中在拱頂處，僅過(guò)渡段的峰值振速于拱底處有小幅度的增加。

由合振速分布圖可知，圍巖和破碎帶的峰值振速于拱頂和拱底有最大值，而過(guò)渡段峰值振速的最大值則位于拱腳和拱底處。根據(jù)整體分布可得，爆破產(chǎn)生的峰值振速在破碎帶處具有最大值。

3.3 隧道開(kāi)挖斷面應(yīng)力分布

距掌子面91 m處的破碎帶，距掌子面80 m處的過(guò)渡帶，以及距掌子面69 m處的圍巖中隧道開(kāi)挖斷面處剪應(yīng)力與拉應(yīng)力分布如圖12所示。

圖12 隧道開(kāi)挖面最大拉應(yīng)力和最大剪應(yīng)力分布Fig.12 Distribution of maximum tensile stress and maximum shear stress at tunnel excavation face

從圖12可知，在距掌子面91 m處的破碎帶二襯的拉應(yīng)力與剪應(yīng)力最大值均出現(xiàn)在拱腳處；在距掌子面80 m處的過(guò)渡段處二襯的拉應(yīng)力最大值出現(xiàn)在拱腰處，剪應(yīng)力最大值出現(xiàn)在拱腳處；在距掌子面69 m處的圍巖處二襯的拉應(yīng)力最大值出現(xiàn)在拱頂處，剪應(yīng)力最大值出現(xiàn)在拱腰處。綜合來(lái)看，襯砌的拉應(yīng)力的最大值出現(xiàn)在隧道拱頂處，為0.67 MPa，小于襯砌抗拉強(qiáng)度2.33 MPa；襯砌的剪應(yīng)力的最大值出現(xiàn)在隧道拱腳處，為0.38 MPa，小于襯砌抗剪強(qiáng)度3.78 MPa，在此次爆破施工中，隧道二襯處于安全狀態(tài)。

4 隧道二襯爆破振動(dòng)安全判據(jù)及閾值

4.1 應(yīng)力-振速安全判據(jù)

根據(jù)彈性動(dòng)力學(xué)可知，介質(zhì)受到激勵(lì)產(chǎn)生振動(dòng)，并以應(yīng)力波的形式在介質(zhì)中傳播，而應(yīng)力波在傳播過(guò)程中始終符合波前動(dòng)量守恒[18]。取在時(shí)間dt內(nèi)波陣面dA擾動(dòng)的微小質(zhì)量dM。

dM=ρdA·cdt

(6)

式中：ρ為介質(zhì)密度；c為波速。當(dāng)介質(zhì)dM以速度v振動(dòng)時(shí)，此時(shí)動(dòng)量為

vdM=vρdA·cdt

根據(jù)動(dòng)量守恒有沖量

Fdt=σdAdt

與動(dòng)量相等，化簡(jiǎn)后即

σ=ρcv

從式中可以看出振速越大應(yīng)力也越大，基于上述對(duì)振速分布及應(yīng)力分布的分析可以得到一致的結(jié)論，可推斷應(yīng)力與振速存在線性相關(guān)。

通過(guò)上節(jié)分析，拱頂處拉應(yīng)力最大，拱腳處剪應(yīng)力最大，分別?、跫?jí)圍巖段與破碎帶段相應(yīng)位置振速進(jìn)行線性擬合(見(jiàn)圖13)。

Ⅴ級(jí)圍巖段：

σ=0.148 1PPV+0.084 9

(7)

τ=0.080 4PPV-0.249 9

(8)

破碎帶段：

σ=0.188 2PPV+0.063 8

(9)

τ=0.086 8PPV-0.086 5

(10)

圖13 不同斷層應(yīng)力與峰值振速的統(tǒng)計(jì)關(guān)系Fig.13 Statistical relationship between different fault stress and PPV

分別將Ⅴ級(jí)圍巖與破碎帶處的應(yīng)力進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)圍巖和破碎帶的應(yīng)力分布不同，各部位應(yīng)力與相應(yīng)位置振速關(guān)系存在較大差異。整體表現(xiàn)為破碎帶處應(yīng)力隨振速變化趨勢(shì)較大，而Ⅴ級(jí)圍巖處應(yīng)力隨振速變化趨勢(shì)較小。

為了計(jì)算隧道襯砌的安全振動(dòng)速度，令σ=[σ]，τ=[τ]，[σ]為襯砌動(dòng)態(tài)極限抗拉強(qiáng)度，大小為2.23 MPa，[τ]為襯砌動(dòng)態(tài)極限抗剪強(qiáng)度，大小為3.78 MPa，帶入式中可計(jì)算得到不同斷面振速閾值(見(jiàn)表4)。

表4 不同斷面振速閾值

根據(jù)表中振速閾值可知，襯砌更容易受拉破壞，隧道振速安全閾值由破碎帶處襯砌拉應(yīng)力控制，閾值達(dá)11.88 cm/s。結(jié)合中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《爆破安全規(guī)程》[19]的規(guī)定：28 d新澆混凝土爆破振動(dòng)安全允許標(biāo)準(zhǔn)為10～12 cm/s，基于擬合的破碎帶處襯砌振速安全控制標(biāo)準(zhǔn)式：

(11)

式中：vk為規(guī)范中爆破振動(dòng)安全允許值，本文取vk=10 cm/s。

選取最小值10 cm/s，作為龍南隧道爆破振速安全控制標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 安全裝藥量控制

圖14 最大裝藥量控制曲線Fig.14 Maximum charge control curve

5 結(jié)論

1)Ⅴ級(jí)圍巖段和破碎帶段襯砌峰值振速均位于拱頂和拱底處，而在過(guò)渡段則位于拱腳和拱底處。襯砌的拉應(yīng)力最大值出現(xiàn)在Ⅴ級(jí)圍巖拱腰處，為0.67 MPa；剪應(yīng)力的最大值出現(xiàn)在Ⅴ級(jí)圍巖拱頂處，為0.38 MPa，此次爆破施工二襯處于安全狀態(tài)。

2)由薩道夫斯基公式的擬合結(jié)果可得無(wú)論在Ⅴ級(jí)圍巖段還是破碎帶段，振速均在拱腳處衰減最快，其中破碎帶段更為顯著，衰減系數(shù)為1.25。特別地，爆破應(yīng)力波在Ⅴ級(jí)圍巖-破碎帶界面發(fā)生透反射，導(dǎo)致界面前峰值振速增大。對(duì)比隧道各部位振速衰減系數(shù)，普遍表現(xiàn)出破碎帶段振速衰減明顯快于Ⅴ級(jí)圍巖段。

3)基于極限強(qiáng)度準(zhǔn)則建立二襯爆破振動(dòng)安全判據(jù)。破碎帶處由抗拉強(qiáng)度計(jì)算出的振速閾值有最小值。確定該處襯砌安全振速閾值為11.88 cm/s。結(jié)合《爆破安全規(guī)程》考慮，可得斷層帶影響下隧道二襯結(jié)構(gòu)爆破振速閾值為10 cm/s，單段最大藥量應(yīng)控制在23.89 kg以內(nèi)。