间距较小的多条隧洞爆破开挖,炸药爆炸产生的爆破地震波可能危及邻近隧洞的围岩和喷混凝土结构的安全和稳定,从而直接威胁现场工作人员的安全生产。本文以某隧洞群工程为背景,运用三维有限元数值模拟,对紧邻平行隧洞群及空间交叉隧洞爆破施工影响进行数值分析。首先讨论了平行布置隧道群有无喷混凝土及不同围岩类别喷混凝土情况下,围岩和喷混凝土结构的动力响应规律;其次建立不同垂直间距、不同围岩类别空间交叉隧洞,分析新建隧洞爆破对既有交通隧道喷混凝土振速和主应力的分布规律及影响,并确定安全间距。从而为现场施工爆破方案的设计和优化以及相似工程施工提供参考依据。本文的主要研究工作及结论如下:1.通过对国内外岩体爆破机理、爆破波传播理论、爆破振动数值模拟研究现状进行分析,然后对岩体爆破机理及破坏形式、爆破应力波的分类、衰减规律和爆破振动安全标准进行了详尽的梳理和分析。并根据动力有限元研究方法的对比,确定了的爆破荷载模型。2.利用有限元数值模拟研究紧邻平行隧洞群有无喷混凝土、不同围岩类别围岩及喷混凝土结构在爆破施工时的振动响应规律。结果表明相邻隧洞、单间隔隧洞和多间隔隧洞同步及滞后1~3倍洞跨时,隧洞中部受到爆破振动影响最大;通过对无喷混凝土、不同围岩类别的不同方案下隧洞喷混凝土振速、主应力衰减规律对比,得出了在无喷混凝土情况下,III类围岩相邻隧洞后开挖隧洞应滞后先开挖隧洞1倍洞跨爆破,其他方案均满足要求。在喷混凝土情况下,III、IV类围岩相邻隧洞后开挖隧洞应分别滞后2倍、3倍洞跨爆破;单间隔隧洞爆破时,III类围岩喷混凝土均满足要求,IV类围岩喷混凝土后开挖洞应滞后1倍洞跨;当多间隔隧洞同步及滞后1~3倍洞跨施工时,对喷混凝土影响很小。3.通过数值模拟改变两隧洞之间的垂直间距大小,分析III、IV类围岩既有交通隧道喷混凝土结构受下部新建4#隧洞开挖爆破动力响应,得出了爆破振动对既有交通隧洞喷混凝土拱底及墙脚影响最大;交叉断面两侧各断面的振速和主应力大致关于交叉断面对称分布;当间距小于1.5D,振动速度随间距的变化比较大,反之,则较小;当隧洞间距大于2.5D洞距,为最优安全间距,爆破施工时既有交通隧道喷混凝土不会发生破坏。