随着高速铁路建设的大规模发展,隧道工程越来越多。目前隧道工程的开挖仍以钻爆法为主,钻爆法施工产生的爆破地震效应会对周边环境造成影响,因此隧道爆破地震效应和控振技术一直是隧道建设领域中的重要研究课题。本文以穿越密集居民区的超大断面浅埋隧道——地宗隧道工程为依托,在查阅大量相关规范和文献的基础上,采用现场试验、理论分析、信号分析和数值模拟相结合的方法对穿越密集居民区超大断面浅埋隧道爆破振动规律及减振措施进行研究分析。本文的主要工作和研究成果为:(1)针对爆破振动在地层中的传播规律,在查阅爆破振动监测标准及大量文献基础上,设计了爆破振动监测方案并进行了现场监测。采用最小二乘法回归分析监测数据,建立了地宗隧道爆破振动衰减公式。基于MATLAB软件编写了功率谱分析、小波时间—能量分析和小波包能量分析等信号处理程序,分析了监测信号的频谱特征、时间—能量变化规律、频率—能量变化规律及微差爆破实际延时时间,确定了控制爆破振动的主要因素,形成了地宗隧道爆破振动在地层中的传播规律。(2)以地宗隧道周边一典型的西南山区多层毛石楼房为研究对象,对多层建筑物在爆破荷载作用下的振动响应规律进行研究,设计了多层建筑爆破振动监测方案并进行了现场监测。分析了建筑物振动响应的最大振速、主振频、持续时间、加速度随楼层的变化规律。基于MATLAB软件编写程序,应用小波包分析技术对各楼层振动信号的频谱特征、最大振速随频带的分布规律和能量随频带分布规律进行分析,形成了多层毛石建筑物对爆破振动的响应规律。(3)基于地宗隧道爆破振动衰减规律和多层毛石楼房的爆破振动响应规律,提出了中浅孔先行多级楔形掏槽技术、隔震孔减震技术和空外延时分区减震技术。结合规范确定了控振标准,采用振动衰减公式计算了最大单段炸药量,科学的设计了控爆方案,提出了超大断面浅埋隧道减震模型。采用MIDAS/GTS NX数值分析软件对减震模型进行模拟计算,结果表明该减震模型能够将振速控制在0.9cm/s以下。结合现场施工监测数据对该减震模型引起的振动进行分析,验证了爆破减震技术和减震模型的有效性。