随着地铁工程建设的不断发展,施工过程中遇到的问题也层出不穷。在东部沿海地区,盾构隧道施工断面内地下孤石和基岩是目前盾构施工过程中遇到的最大难题之一,目前处理孤石和基岩的方法都存在着明显的缺点。因此,利用钻机在地面直接钻孔、制作专门药包筒对复合地层中遇到孤石、基岩进行爆破破碎的方法,为盾构施工技术推上一个新的台阶。本文采用理论分析、数值模拟以及现场实测的方法,对盾构隧道隐蔽孤石和基岩的控制爆破技术进行了研究,研究成果将为实际工程提供理论和应用指导。论文取得如下主要成果:(1)对于孤石和基岩,随着装药量的增加,地表质点峰值振动速度增大,且岩石破碎块度的最大值和平均值都随着装药量的增加而减小。(2)炮孔间排距和装药量相同时,采用间隔装药时孤石的破碎效果较好。(3)间排距为0.9m时,孤石破碎的最大块度较大,其中,当连续装药长度为1.4m时,孤石破碎的最大块度值最大;间排距为1.1m时孤石破碎的最大块度较小,当间隔装药长度为1.7m时,孤石破碎块度的最大值为18.065cm。(4)当药柱间的起爆时差为4ms,炮孔排距为0.85m时,基岩破碎块度的最大值和平均值均最小;当药柱同时起爆,炮孔排距为0.95m时,基岩破碎块度的最大值和平均值均最大;当斜坡角度超过70°时,斜坡处岩石的最大破碎块度会大于30cm,此时需要在斜坡处增加药柱。(5)孤石爆破测试点的峰值振速分别为2.2854cm/s和2.1010cm/s,小于实测数据,符合爆破安全规程的要求;孤石爆破破碎效果现场取样和数值分析的结果较为接近;基岩爆破测试点的峰值振速分别为2.5216cm/s和2.5216cm/s,略小于实测数据;基岩爆破破碎效果现场取样和数值分析的结果较为接近。(6)微差爆破的采用、临弱面的存在、人造临空面的设置,都有利于爆破施工中岩石的破碎和地面振动的减小。