随着城市化进程的加快,地下空间被越来越多的开发与利用,爆破开挖岩石地下空间的难度及对爆破开挖的要求也愈来愈高。本文以国储石油洞库顶部超大断面硬岩巷道为对象,进行复式楔形掏槽设计,从物理力学角度分析成腔机制,并对楔形掏槽进行数值仿真,通过现场试验检验复式楔形掏槽爆破及全断面爆破效果,同时对比数值模拟结果。主要研究内容与成果如下:(1)建立简化的中深孔楔形掏槽模型,通过物理力学分析,得出楔形掏槽炮孔的最佳倾斜角度(与自由面夹角),取值范围为65°~85°。(2)建立中深孔楔形掏槽数值计算模型,对掏槽爆破进行数值模拟分析,得出掏槽孔装药爆炸后应力波先以圆形波阵面向四周传播,随后相邻炮孔应力波相遇并发生叠加等复杂变化,应力波开始以柱状波阵面向四周传播;楔形掏槽爆破有效应力波对掏槽腔体持续作用时间约为1000us,峰值超过500MPa,能够将掏槽腔内绝大部分岩石充分破碎并抛掷,在掏槽处形成明显的槽腔,为后续爆破创造良好的自由面并提供岩石碎胀空间。(3)结合前期施工经验,根据地质情况、岩石特性、所用炸药及开挖断面,运用爆破理论设计了复式楔形掏槽爆破方案,现场试验结果较好得验证了数值模拟结果,复式楔形掏槽合理有效,槽腔体积大,炮孔利用率高,循环进尺大,抛渣块度适中,掏槽效果良好,可以解决超大断面掏槽难题。(4)在复式楔形掏槽基础上,设计了全断面一次光面爆破方案,超大断面硬岩巷道爆破中复式楔形掏槽合理有效,全断面炮孔布置及参数选取合理高效,炸药能量得到充分利用,并且对围岩损伤较小,炮孔利用率高,破碎均匀,大块很少,半孔率高,壁面平整,光面爆破效果显著,解决了之前的一系列难题,提高了质量,加快了进度,可为以后的超大断面地下工程提供参考与借鉴。复式楔形掏槽技术在超大断面硬岩巷道爆破开挖中合理有效,能够使超大断面硬岩巷道获得理想的爆破效果,加快施工进度,提高开挖质量,意义重大。