我国岩质隧道工程建设目前仍多采用钻爆法施工,传统的钻爆法施工控制不当,容易引发围岩失稳、超欠挖严重、振动危害和环境污染等工程和社会问题。为减少爆破活动对隧道施工环境的影响,降低爆破过程中产生的粉尘浓度,同时增强对于开挖区的爆破作用,提高爆破效率,聚能水压定向爆破技术渐渐地备受广大工程师青睐。本文依托模型实验、数值模拟以及金井隧道现场工程实验相结合的方法,分析椭圆双极线性聚能水压定向爆破作用机理及损伤演化过程,并对聚能水压爆破空间位置以及各向不耦合系数进行优化,最后对工程环境进行控制分析。主要研究成果及结论如下:（1）通过模型实验和数值模拟对椭圆双极线性聚能爆破结构下岩石动力响应进行分析,证明椭圆双极线性聚能定向爆破作用下,聚能方向应力波的传播速度和峰值都高于非聚能方向,炮孔附近的裂纹扩展呈现定向发展的特性,该爆破结构在增强聚能方向裂纹拓展的同时能够抑制其他方向裂纹的发展。（2）在炮孔中加入水袋,形成炮泥-水袋-炸药装药填充结构,加入水介质后的聚能水压定向爆破技术对比聚能定向爆破技术,聚能水压定向爆破结构下岩石附近的损伤裂纹发展程度得到加深,爆源近区聚能爆破的作用效应得到增强,提高了爆破作用中炸药能量的利用率;对比两种爆破结构下爆源远区应力时程曲线,采用聚能水压定向爆破技术能够进一步降低爆源远区的应力波扰动,从而保障施工安全。（3）通过数值模拟对聚能水压定向爆破空间位置进行分析,当采用两端水压爆破结构时取得最优的爆破效果;在此基础上对聚能水压定向爆破结构不耦合系数进行研究,采用径向不耦合系数为2.56和轴向不耦合系数为2.50爆破结构时,能够最大程度实现聚能定向爆破效应。采用经验函数法对不同径向不耦合系数下,聚能水压定向爆破结构爆破后的碎石块度进行分析,径向不耦合系数为2.56时,得到的爆破块度最为均匀。最后依据爆破块度分布变化,对隧道洞内施工环境及安全控制进行分析。