京沈高铁朝凌客专TJ-3标段翠岩隧道采用爆破开挖的方式下穿明长城遗址段,随着施工掌子面不断向前推进,爆破振动对前方山体顶部明长城遗址的影响显得不容忽视;因此本文针对隧道爆破掘进下穿明长城遗址的安全限界及优化爆破设计方案展开研究。首先,结合工程概况,查阅大量相关文献并对工程地质等条件进行现场调研,获取工程所在地区的地质条件、自然地理环境及现行爆破方案等基础资料,确定明长城遗址与隧道走向交叉点位置;通过对爆破振动效应的理论研究,阐述爆破振动波的产生、传播方式、传播特点及各个国家对爆破振动是否对建(构)筑物产生影响所制定的安全判据,依据现场实际情况和本文研究的内容,确定爆破施工作业是否对明长城遗址产生影响的安全判据。其次,根据现场监测试验采集的爆破振动信号,应用Matlab软件编写HHT程序对振动信号进行处理与分析,从能量的角度分析爆破振动强度的传播衰减规律;并参照确定的安全判据,判定现行爆破施工方案是否会对明长城遗址产生影响。然后,基于量纲分析法建立考虑多影响因素的隧道爆破振速峰值预测模型,通过非线性回归分析获取相关参数,并与传统萨道夫斯基经验预测公式进行对比分析,结果显示新建模型较传统萨氏公式对振速的预测更为准确;据此参照安全判据标准,确定保护明长城遗址的安全允许振速峰值为0.2cm/s,利用新建公式估算得出采用现行爆破方案进行施工的保护明长城遗址安全限界阈值为192m。同时以减小爆破振动强度为原则对下穿明长城遗址段隧道爆破掘进施工方案进行优化设计,以确保爆破施工作业不对明长城遗址造成影响。最后,采用数值模拟和现场试验相结合的方法对优化方案是否可应用于现场施工作出可行性评价,对比分析得出采用优化方案进行现场施工不会对明长城遗址产生影响,能够满足各方面要求,以理论联系实际的方式证明了下穿明长城遗址段爆破掘进优化设计方案应用于现场施工的可行性。该论文有图40幅,表36个,参考文献66篇。