黃宏陽　李婷婷　王漢武　李靜希

摘要：為預(yù)防及減輕隧道涌突水災(zāi)害造成的人員傷亡、設(shè)備損壞等安全事故影響，以G42滬蓉高速峽口隧道爆破開挖施工過程為背景，采用 ANSYS/LS-DYNA有限元軟件模擬峽口隧道內(nèi)有漏水點(diǎn)情況下鄰近施工橫洞爆破震動(dòng)響應(yīng)規(guī)律，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了模型的可靠性。結(jié)果表明：① 采用全斷面爆破掘進(jìn)方案對(duì)隧道機(jī)械+爆破施工法搶險(xiǎn)效率低問題的優(yōu)化具有良好效果；② 炮孔周圍巖石最大破碎范圍在工程允許范圍內(nèi)，類似規(guī)模的正常爆破施工不會(huì)對(duì)隧道安全性造成影響；③ 橫洞爆破對(duì)既有隧道巖石的水平徑向振動(dòng)速度占主導(dǎo)地位，可以用水平振速峰值表征結(jié)構(gòu)最大振動(dòng)特性；④ 優(yōu)化分析提出的全斷面爆破掘進(jìn)方案具有可行性，爆破施工對(duì)漏水點(diǎn)的安全振動(dòng)速度判斷依據(jù)為8.04 cm/s。

關(guān)鍵詞：隧道涌突水； ANSYS/LS-DYNA； 爆破； 動(dòng)力響應(yīng)

中圖法分類號(hào)：U45文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2024.04.015

文章編號(hào)：1006-0081（2024）04-0094-07

0 引 言

近年來，由于隧道涌突水災(zāi)害造成的人員傷亡、設(shè)備損壞、工期延誤等安全事故眾多［1］。隧道涌突水是一個(gè)多尺度多場(chǎng)相互作用的復(fù)雜系統(tǒng)，具有“強(qiáng)隱蔽性、強(qiáng)復(fù)雜性、強(qiáng)突發(fā)性、強(qiáng)破壞性”四大基本特征，已成為最嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害之一，如何防治隧道涌突水災(zāi)害是當(dāng)前面臨的一大難題［2-3］。鄒靜嫻等［4］從防、排、堵、截4個(gè)方面，闡述了對(duì)隧道施工時(shí)誘發(fā)涌水災(zāi)害的防治措施。虞錦峰［5］分析了隧道中滲水漏水的原因，再通過對(duì)隧道內(nèi)滲水漏水的形式和面積進(jìn)行一定歸納，以點(diǎn)線面3種不同形式針對(duì)性進(jìn)行治理。隧道漏水主要采用封堵或者疏排的處理方法，小規(guī)模的漏水可以采用封堵法，但大規(guī)模的漏水，封堵無法完成，只能采用在周邊挖掘泄水洞疏排的手段。

爆破開挖是中國隧道施工采用的主要方法之一，但爆破開挖過程會(huì)對(duì)既有結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利振動(dòng)，進(jìn)而可能影響既有結(jié)構(gòu)物的正常運(yùn)營(yíng)，甚至對(duì)既有結(jié)構(gòu)安全構(gòu)成威脅。爆破開挖過程中的擾動(dòng)會(huì)導(dǎo)致巖體內(nèi)形成一定范圍的損傷區(qū)，合理控制損傷區(qū)分布對(duì)工程的安全運(yùn)營(yíng)具有重要意義［6］。鉆爆法施工引起的爆破振動(dòng)對(duì)既有隧道圍巖和襯砌的損傷或破壞影響較大，應(yīng)合理控制振動(dòng)［7］。根據(jù)巖體性質(zhì)和裝藥參數(shù)，夏祥等［8］模擬了爆炸對(duì)巖體的損傷，并與實(shí)際聲波實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果顯示：隨著藥量增加，損傷范圍擴(kuò)大，增速逐漸減小。潘亞輝等［9］對(duì)淺埋隧洞爆破振動(dòng)進(jìn)行數(shù)值分析，發(fā)現(xiàn)適當(dāng)控制單響藥量和鉆深，可將爆破震動(dòng)控制在被保護(hù)物的震動(dòng)范圍內(nèi)，避免爆炸震動(dòng)對(duì)被保護(hù)物造成不利影響，有助于加快施工進(jìn)程。陳永建等［10］優(yōu)化了導(dǎo)流隧洞工程爆破設(shè)計(jì)，采用全斷面開挖，減少了 42.5% 的每米循環(huán)掘進(jìn)耗時(shí)，加快施工進(jìn)度的同時(shí)施工成本得到大幅度降低。

袁冉等［11］在交疊隧道爆破研究中得出，爆破動(dòng)力響應(yīng)中既有隧道襯砌的豎向振速最大，可以用豎向振速峰值表征結(jié)構(gòu)最大振動(dòng)特性。吳忠仕等［12］通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試與三維數(shù)值模擬的方法對(duì)既有襯砌在爆破荷載作用下的振速峰值和應(yīng)力進(jìn)行分析，保證了既有隧道的運(yùn)營(yíng)安全。李軍等［13］采用ANSYS/LS-DYNA非線性動(dòng)力分析軟件研究近距離隧道施工，提出了合理的爆破參數(shù)。Xia等［14］綜合研究了隧道爆破開挖對(duì)圍巖及相鄰既有隧道襯砌系統(tǒng)的影響，通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和數(shù)值模擬，分析了不同爆炸荷載作用下圍巖和襯砌系統(tǒng)的破壞情況。Zhou等［15］對(duì)爆破開挖穿越既有隧道造成圍巖損傷進(jìn)行探究，測(cè)算出防止爆破對(duì)相鄰設(shè)施損壞的間隔距離。Shin［15］研究團(tuán)隊(duì)采用數(shù)值方法對(duì)軟巖隧道進(jìn)行動(dòng)力建模，基于對(duì)爆炸位置、隧道深度和炸藥量等參數(shù)的研究，提出了設(shè)立爆炸保護(hù)區(qū)的指導(dǎo)方針。

以上研究均涉及爆破施工對(duì)鄰近或交叉既有隧道的影響，但針對(duì)既有隧道內(nèi)施工橫洞爆破掘進(jìn)的動(dòng)力響應(yīng)研究較少，尤其是當(dāng)既有隧道內(nèi)存在漏水點(diǎn)時(shí)，如何更快完成橫洞施工，且盡量減小爆破振動(dòng)對(duì)漏水點(diǎn)的不利影響問題的研究更少。研究此類問題對(duì)于保障隧道內(nèi)既有結(jié)構(gòu)的安全、確定爆破影響范圍具有重要意義。

1 工程概況

G42滬蓉高速公路宜巴段峽口隧道位于興山縣峽口鎮(zhèn)。自2020年4月進(jìn)入汛期以來，由于持續(xù)暴雨，峽口隧道蓉滬方向涌水，特別是進(jìn)入7月后水量較大，漏水點(diǎn)附近隧道二次襯砌結(jié)構(gòu)被沖走，形成長(zhǎng)13 m的裂隙。水以射流的形式從裂隙中涌出，形成的水柱高約20 m，涌水量12 000 m3/d?，F(xiàn)場(chǎng)漏水情況如圖1所示。

經(jīng)專題討論后，決定采用排水隧道方案解決涌水問題，具體為在峽口隧道旁挖掘一條長(zhǎng)約1 580 m的泄水洞。為了加快施工進(jìn)度，同時(shí)在峽口隧道布置2個(gè)施工橫洞，增加泄水洞施工工作面。

根據(jù)已有勘察成果及現(xiàn)場(chǎng)回彈試驗(yàn)結(jié)果，2號(hào)橫洞掌子面圍巖為灰?guī)r，完整性較好，結(jié)構(gòu)致密，具有單軸抗壓強(qiáng)度100 MPa以上的特點(diǎn)，可為施工提供較好支持，如圖2所示。

泄水洞及施工支洞環(huán)境條件較為簡(jiǎn)單，泄水洞與峽口隧道主線斜交，施工支洞與峽口隧道主線垂直，距漏水點(diǎn)28 m，見圖3。

施工橫洞與主線隧道相連，亟需評(píng)估橫洞爆破掘進(jìn)對(duì)主線隧道二次襯砌結(jié)構(gòu)及漏水點(diǎn)圍巖可能產(chǎn)生的影響，主要包括2個(gè)方面問題：① 2號(hào)施工橫洞位于漏水點(diǎn)28 m處，在2號(hào)橫洞爆破掘進(jìn)過程中產(chǎn)生的應(yīng)力波傳播可能對(duì)漏水點(diǎn)處圍巖的整體穩(wěn)定性造成影響；② 合理控制爆破參數(shù)，選擇合適的爆破掘進(jìn)方案，并加強(qiáng)對(duì)漏水點(diǎn)周圍圍巖爆破振動(dòng)的監(jiān)測(cè)，對(duì)于保障施工安全具有重要意義。

2 方案優(yōu)化

2.1 施工方案

2號(hào)橫洞總掘進(jìn)長(zhǎng)度約35 m，根據(jù)上述周邊環(huán)境及施工特點(diǎn)，為了確保安全和進(jìn)度，橫洞掘進(jìn)總體方案計(jì)劃為：① 機(jī)械+爆破掘進(jìn)技術(shù)方案；② 全斷面爆破掘進(jìn)技術(shù)方案。

機(jī)械+爆破掘進(jìn)技術(shù)方案為支洞進(jìn)口0～5 m范圍，以確保支洞爆破掘進(jìn)爆炸應(yīng)力波傳播不會(huì)對(duì)隧道二次襯砌及漏水點(diǎn)圍巖產(chǎn)生破壞性影響。周邊眼采用水磨鉆施工，鉆孔孔深 70 cm，孔徑 16 cm，共需鉆孔138孔；中間3排劈裂孔采用管棚機(jī)施工，管棚機(jī)鉆孔孔深2.1 m，孔徑13 cm，共需鉆孔140孔，最后采用機(jī)械方法破碎（圖4）。

在支洞進(jìn)口0～5 m范圍采用爆破開挖施工。炮孔布置與常規(guī)隧道全斷面掘進(jìn)類似，與普通爆破差別在于裝藥量和起爆網(wǎng)路上有較大改變，炸藥單耗比松動(dòng)爆破要小，本次工程初步采用K=0.3 kg/m3，K為單位炸藥耗量；起爆網(wǎng)路上，周邊孔與掏槽孔一次同時(shí)起爆，炮孔布置及爆破參數(shù)見圖5、表1；爆破完后采用機(jī)械破碎，見圖6。

由于機(jī)械施工進(jìn)尺小，掘進(jìn)效率低，為提高施工效率，盡快解決巖溶突水地質(zhì)災(zāi)害，確保洞內(nèi)行車安全，提出全斷面爆破掘進(jìn)方案。全斷面爆破掘進(jìn)方案炮孔布置位置與機(jī)械+炮孔掘進(jìn)方案炮孔布置位置相同，見圖5。

全斷面爆破掘進(jìn)施工方案在單孔藥量和最大起爆藥量最大值上均大于機(jī)械+爆破掘進(jìn)方案中爆破部分的藥量。主要原因是由于全斷面爆破掘進(jìn)方案采用了與機(jī)械+爆破掘進(jìn)相同的炮孔布置，但增加每個(gè)炮孔的爆破藥量。炮孔參數(shù)及起爆網(wǎng)路見表2。

對(duì)于掏槽孔、擴(kuò)槽孔、輔助孔、底板孔采用連續(xù)裝藥形式，將計(jì)算好的32 mm藥卷逐節(jié)裝入炮孔內(nèi)，毫秒雷管引爆。對(duì)于周邊孔采用間隔裝藥形式，采用膠帶捆綁藥串至竹片上，用導(dǎo)爆索引爆。

2.2 爆破振動(dòng)影響校核

根據(jù)有關(guān)資料，耦合裝藥炮孔在單自由面下，對(duì)周邊圍巖最大破裂影響范圍為8～100倍炮孔半徑。中心掏槽孔破裂范圍為0.16～2.00 m，2號(hào)橫洞寬度6 m，半幅寬3 m，因此中心掏槽孔爆破其圍巖破裂影響不到橫道外緣。本研究在數(shù)值模擬分析中考慮了距離二次襯砌結(jié)構(gòu)較近的擴(kuò)槽孔和輔助孔振動(dòng)，較為全面評(píng)估其對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)的潛在影響。結(jié)果表明：這些擴(kuò)槽孔和輔助孔的爆破振動(dòng)在距離襯砌較近的情況下確實(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定影響。然而，通過采用掌子面分次中心掏槽孔爆破策略，有效減弱了對(duì)周圍二次襯砌結(jié)構(gòu)的破壞性影響。此外，隧道二次襯砌的混凝土結(jié)構(gòu)與圍巖之間的施工縫進(jìn)一步提高了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。由此可認(rèn)為雖然距離襯砌較近的擴(kuò)槽孔和輔助孔存在一定的振動(dòng)影響，但整體上掌子面分次中心掏槽孔爆破對(duì)周圍二次襯砌結(jié)構(gòu)的破壞性影響相對(duì)較小。本工程爆破屬于高速公路隧道周邊爆破，爆破振動(dòng)對(duì)周圍圍巖的控制標(biāo)準(zhǔn)參照GB 6722-2014《爆破安全規(guī)程》中交通隧道結(jié)構(gòu)考慮，按保守取值安全允許振動(dòng)振速為［V］=12 cm/s。

根據(jù)GB 6722-2014《爆破安全規(guī)程》，爆破引起地面振動(dòng)大小及振動(dòng)傳播衰減規(guī)律可以用式（1）來計(jì)算：

式中：v為安全允許的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度，cm/s;K為與巖石、爆破方法等因素有關(guān)的系數(shù)；α為與地質(zhì)條件有關(guān)的地震波衰減系數(shù)；Q為爆破起爆藥量，kg；R為測(cè)點(diǎn)與爆心的直線距離，m。α值可以通過查表3、工程類比及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)來獲取。

本工程圍巖屬于堅(jiān)硬巖石，K=80，α=1.5，R=31 m，Qmax=4.8 kg，代入式（1）得：v=1.02 cm/s<［V］=12 cm/s，安全。說明中心掏槽孔爆破時(shí)，只要控制單響最大藥量在4.8 kg以內(nèi)，不會(huì)對(duì)漏水處巖石產(chǎn)生破裂影響。經(jīng)計(jì)算與校核，在做好煙塵控制、飛石防護(hù)、交通管制等爆破安全防護(hù)措施條件下，為提高施工效率，盡快解決巖溶突水地質(zhì)災(zāi)害，確保洞內(nèi)行車安全，采用全斷面爆破掘進(jìn)方案較為符合實(shí)際工程要求，故優(yōu)先采用全斷面爆破掘進(jìn)方案。對(duì)于距離漏水點(diǎn)距離更近的泄水洞采用機(jī)械掘進(jìn)方案，以減少振動(dòng)和震動(dòng)對(duì)周圍巖體的影響，維持巖體的穩(wěn)定性。

3 數(shù)值模擬方案確定

3.1 計(jì)算模型及邊界條件

采用LS-DYNA數(shù)值模擬方法進(jìn)行爆破動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算分析。模型采用 Soild164實(shí)體單元，2號(hào)橫洞掌子面為灰?guī)r，洞高4.7 m，寬6 m，中心線距離漏水點(diǎn)橫向距離28 m，以2號(hào)橫洞中心線為對(duì)稱軸

構(gòu)建半模型，模型整體尺寸為1.4 m×28 m×5 m。炮孔直徑40 mm，炮孔深度1.4 m，炸藥直徑40 mm，裝藥長(zhǎng)度1.4 m。炸藥、空氣采用ALE網(wǎng)格劃分，對(duì)巖石采用Lagrange網(wǎng)格劃分，避免爆炸引起的網(wǎng)格嚴(yán)重畸變，實(shí)現(xiàn)流固耦合動(dòng)態(tài)分析。計(jì)算采用cm-g-us單位制，對(duì)空氣和巖石施加無反射邊界條件，計(jì)算模型如圖7所示。

數(shù)值模擬分析模型的構(gòu)建以爆炸應(yīng)力波對(duì)隧道二次襯砌及漏水點(diǎn)圍巖產(chǎn)生破壞性影響可能性最大的全斷面爆破掘進(jìn)方案為基礎(chǔ)，將布置參數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)化以方便建模和計(jì)算。實(shí)際工程中，圍巖具有節(jié)理裂隙，各種材料的阻尼值大小不相同，不是理想化的均值材料；掏槽孔、擴(kuò)槽孔、輔助孔、底板孔采用連續(xù)裝藥形式，周邊孔采用間隔裝藥形式；爆破掘進(jìn)方案采用微差起爆，兩個(gè)微差分段之前間隔25 ms。在數(shù)值模擬分析方案中，不考慮圍巖中的節(jié)理裂隙、斷層破碎帶及圍巖損傷的影響，將隧道周邊圍巖視為同種均勻巖質(zhì)體；所有炮孔均采用連續(xù)裝藥形式；各個(gè)種類炮孔同時(shí)起爆，起爆點(diǎn)位于炸藥中心，起爆方式為中心瞬時(shí)起爆，在距離2號(hào)橫洞中心線頂部28 m 漏水點(diǎn)處設(shè)置測(cè)點(diǎn)，旨在探究在產(chǎn)生影響比實(shí)際爆破更大的工況下，2號(hào)橫洞能否安全爆破掘進(jìn)，以及2號(hào)橫洞周圍巖石的破碎范圍及漏水點(diǎn)處巖石的振動(dòng)響應(yīng)。

3.2 本構(gòu)模型及計(jì)算參數(shù)

本次模擬的模型參數(shù)主要有炸藥、堅(jiān)硬灰?guī)r以及空氣?？諝膺x擇MAT_NULL空材料模型和EOS_LINEAR_POLYNOMIAL狀態(tài)方程來模擬，狀態(tài)方程如下：

式中：P0為計(jì)算壓力，Pa；μ為黏度系數(shù)，μ=1v-1，v為相對(duì)體積;ρ0為氣體的初始密度，kg/m3；E為單位體積初始內(nèi)

4 爆破過程動(dòng)力響應(yīng)分析

4.1 橫洞爆破沖擊波特征

橫洞爆破沖擊波壓力傳播特征如圖8所示。從圖8中可以看出，爆炸后沖擊波陣面呈球狀，以爆心為起點(diǎn)向四周擴(kuò)散，由于不同炮孔的沖擊波相互影響，爆炸后1 ms之后波陣面形狀由球形變?yōu)椴灰?guī)則形，沖擊波首先到達(dá)2號(hào)橫洞拱頂，隨后沿著橫洞斷面橫向傳播并逐漸衰減。

4.2 巖石破碎效果分析

由圖9可以看出，全斷面爆破掘進(jìn)方案數(shù)值模擬的爆破效果較好，2號(hào)橫洞寬6 m，數(shù)值模擬結(jié)果中巖石最大破碎距離為6.1 m，爆破產(chǎn)生的裂縫沒有延伸至隧道二次襯砌范圍內(nèi)，不會(huì)對(duì)隧道二次襯砌以及圍巖造成破壞性影響。

4.3 爆破動(dòng)力響應(yīng)分析

2號(hào)橫洞中心線至漏水點(diǎn)直線距離28 m，在漏水點(diǎn)處設(shè)置測(cè)點(diǎn)，采集爆破開始0.03 s內(nèi)X，Y，Z方向振速速度，3個(gè)方向振速峰值分別為7.80，3.00，2.80 cm/s，合成速度峰值8.04 cm/s。振速時(shí)程曲線如圖10所示。

由圖10可知，3個(gè)方向振動(dòng)速度中，X方向的振動(dòng)速度較大。這是因?yàn)橹鎽?yīng)力波在模型邊緣位置受到應(yīng)力波垂直入射作用，從而水平振動(dòng)強(qiáng)度最大，水平徑向振動(dòng)速度占主導(dǎo)位置。

三維有限元模擬結(jié)果表明，漏水點(diǎn)的安全振速判據(jù)為8.04 cm/s，符合按爆破規(guī)范保守安全取值允許振動(dòng)振速 ［V］=12 cm/s的要求。為保證2號(hào)橫洞爆破掘進(jìn)作用下既有隧道的安全運(yùn)營(yíng)，單孔最大允許裝藥量應(yīng)該控制在1.935 kg以內(nèi)。

4.4 可靠性驗(yàn)證

爆破施工現(xiàn)場(chǎng)用1號(hào)橫洞全斷面爆破掘進(jìn)振動(dòng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來預(yù)測(cè)2號(hào)橫洞全斷面爆破對(duì)于28 m處振動(dòng)的影響。將監(jiān)測(cè)儀器布置在1號(hào)橫洞往2號(hào)橫洞方向28 m處進(jìn)行爆破監(jiān)測(cè)，采集水平方向和豎直方向的振動(dòng)數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)到水平向震動(dòng)速度峰值為4.26 cm/s，豎直向震動(dòng)速度峰值為3.89 cm/s。數(shù)值模擬所得結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果有一定誤差，分析認(rèn)為本次數(shù)值模擬計(jì)算未考慮巖體的結(jié)構(gòu)面和斷層對(duì)巖體應(yīng)力波的傳播影響，爆破是一個(gè)不斷重復(fù)的過程，每次爆破都會(huì)造成巖體物理力學(xué)性質(zhì)劣化，此外數(shù)值模擬過程中各炮孔是同時(shí)起爆，所以得到的爆破震動(dòng)影響比實(shí)際情況大，實(shí)際工程結(jié)果偏于安全，可以考慮采用更大的裝藥量。

5 結(jié) 論

本文以G42滬蓉高速峽口隧道為研究背景，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)爆破振動(dòng)數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬方案，提出峽口隧道2號(hào)橫洞掘進(jìn)方案并優(yōu)化，對(duì)2號(hào)橫洞全斷面爆破掘進(jìn)技術(shù)方案爆破振動(dòng)響應(yīng)規(guī)律進(jìn)行分析，得到的主要結(jié)論如下。

（1） 針對(duì)隧道機(jī)械+爆破施工法搶險(xiǎn)效率低問題，采用全斷面爆破掘進(jìn)方案對(duì)實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化，具有良好的效果。

（2） 全斷面爆破掘進(jìn)數(shù)值模擬結(jié)果表明：橫洞破碎橫向最大距離約為6 m，不會(huì)對(duì)隧道二次襯砌以及圍巖造成破壞性影響。通過對(duì)塑形變形云圖的分析得出炮孔周圍巖石最大破碎范圍在工程允許范圍內(nèi)，類似規(guī)模的正常爆破施工不會(huì)對(duì)隧道安全性造成影響。

（3） 橫洞爆破對(duì)既有隧道巖石的水平徑向振動(dòng)速度占主導(dǎo)位置，可以用水平振速峰值表征結(jié)構(gòu)最大振動(dòng)特性。既有隧道爆破施工對(duì)漏水點(diǎn)的安全振動(dòng)速度判斷依據(jù)為8.04 cm/s，單孔最大允許裝藥量應(yīng)該控制在1.935 kg以內(nèi)。

（4） 橫洞爆破掘進(jìn)數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果具有可靠性，優(yōu)化分析提出的全斷面爆破掘進(jìn)方案具有可行性，通過工程實(shí)踐得到驗(yàn)證，可為工程施工中同類型隧洞爆破施工提供參考。

參考文獻(xiàn)：

［1］王遇國.巖溶隧道突水災(zāi)害與防治研究［D］.北京：中國鐵道科學(xué)研究院，2010.

［2］李術(shù)才，王康，李利平，等.巖溶隧道突水災(zāi)害形成機(jī)理及發(fā)展趨勢(shì)［J］.力學(xué)學(xué)報(bào)，2017，49（1）：22-30.

［3］李術(shù)才，石少帥，李利平，等.三峽庫區(qū)典型巖溶隧道突涌水災(zāi)害防治與應(yīng)用［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2014，33（9）：1887-1896.

［4］鄒靜嫻，許模，楊艷娜.隧道施工涌突水處理方法綜述［J］.地下水，2010，32（2）：162-163.

［5］虞錦峰.隧道滲水漏水的原因及針對(duì)性治理對(duì)策［J］.江西建材，2015（20）：173.

［6］胡英國，盧文波，金旭浩，等.巖石高邊坡開挖爆破動(dòng)力損傷的數(shù)值仿真［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2012，31（11）：2204-2213.

［7］林超.爆破開挖對(duì)下穿既有隧洞動(dòng)力響應(yīng)的數(shù)值評(píng)估［J/OL］.武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)（交通科學(xué)與工程版）：1-10［2023-08-09］.http：∥kns.cnki.net/kcms/detail/42.1824.U.20230705.1313.021.html

［8］夏祥，李俊如，李海波，等.廣東嶺澳核電站爆破開挖巖體損傷特征研究［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2007（12）：2510-2516.

［9］潘亞輝，饒?chǎng)瑮铎o蕓，等.鄂北地區(qū)水資源配置工程淺埋隧洞爆破振動(dòng)和地面沉降數(shù)值分析及影響評(píng)價(jià)［J］.水利水電快報(bào)，2020，41（11）：72-77.

［10］陳永建，唐存建，朱建成.軟弱圍巖特大斷面洞室爆破開挖優(yōu)化設(shè)計(jì) ——以巴基斯坦莫赫曼德水電站為例［J］.水利水電快報(bào)，2022，43（7）：66-71.

［11］袁冉，李俊暉，楚澤元，等.小凈距交疊隧道掏槽爆破動(dòng)力響應(yīng)研究［J］.現(xiàn)代隧道技術(shù)，2023，60（3）：146-155.

［12］吳忠仕，陳培帥，王偉，等.擴(kuò)建隧道爆破對(duì)既有襯砌的影響及安全判據(jù)［J］.水利水電技術(shù)，2020，51（5）：77-85.

［13］李軍，呂婧，劉瑞.新建隧道施工對(duì)近距離既有隧道的影響及安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估［J］.公路與汽運(yùn)，2017（5）：5.

［14］XIA X，LI H B，LI J C，et al.A case study on rock damage prediction and control method for underground tunnels subjected to adjacent excavation blasting［J］.Tunnelling and Underground Space Technology Incorporating Trenchless Technology Research，2013，35（APR）：1-7.

［15］ZHOU Y，JENSSEN A.Internal separation distances for underground explosives storage in hard rock［J］.Tunnelling and Underground Space Technology Incorporating Trenchless Technology Research，2009，24（2）：119-125.

（編輯：張 爽）

Study on effect of blasting vibration on stability of tunnel leakage points in cross-hole blasting

HUANG Hongyang1，LI Tingting2，WANG Hanwu1，LI Jingxi3

（1.Key Laboratory of Ceotechnical Mechanics and Engineering of the Ministry of Water Resources，Changjiang River Scientific Research Institute，Wuhan 430010，China;

2.River Research Department，Changjiang River Scientific Research Institute，Wuhan 430010，China； 3.Network and Information Center，Changjiang Water Resources Commission，Wuhan 430010，China）

Abstract： Taking G42 Hu-Chengdu high-speed Xiakou Tunnel blasting excavation as the example，ANSYS/LS-DYNA finite element software was used to simulate the blasting vibration response law of adjacent construction transverse tunnel under the condition of water leakage point in Xiakou Tunnel，and the reliability of the model was verified according to the field measured data.The results showed that the full face blasting tunneling scheme had a good effect on the optimization of the low rescue efficiency of tunnel machinery and blasting construction method，the maximum rock crushing range around the gun hole was within the allowable range of the project，and normal blasting construction of similar scale would not affect the safety of the tunnel.The horizontal radial vibration velocity of the existing tunnel rock was dominated by the transverse tunnel blasting，and the maximum vibration characteristics of the structure can be characterized by the peak value of the horizontal vibration velocity.The full-section blasting tunneling scheme proposed by the optimization analysis was feasible，and the judgment basis for the safe vibration velocity of the water leakage point in blasting construction was 8.04cm/s.

Key words： tunnel water burst； ANSYS/LS-DYNA； explosion； dynamic response

收稿日期：2023-11-20

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（51979009）

作者簡(jiǎn)介：黃宏陽，男，碩士研究生，研究方向?yàn)榈鼗幚砗瓦吰录庸碳夹g(shù)。E-mail：273746@whut.edu.cn

通信作者：王漢武，男，碩士，工程師，主要從事巖土原位測(cè)試技術(shù)研究及設(shè)備研發(fā)工作。E-mail：273270976@qq.com