王宏祥

(中铁十八局集团有限公司，天津 300222)

在既有铁路隧道附近进行爆破作业，进行复线隧道或边坡开挖施工，对既有铁路的运营形成一定的安全隐患。国内许多专家和学者对既有铁路隧道附近的施工做了大量的分析和研究［1-7］。

本文以某铁路隧道旁的山体开挖为研究对象(开挖宽度为30.0 m，开挖的最大高度12.7 m，水平最近距离约40.0～48.0 m)，按照浅孔爆破进行开挖，研究爆破开挖振动效应对铁路隧道的安全运营所产生的影响。

1 岩土特性及计算模型

岩土材料的本构关系呈非线性，其计算非常复杂。大量实践表明，基于弹塑性理论的有限元分析，其结果足以满足工程需要。

岩体塑性屈服准则选用莫尔(O．Mohr)—库仑(C．Coulomb)准则，即

式中，σ1表示最大主应力，σ3表示最小主应力，c表示黏聚力。

目前，在岩土工程领域内，采用通用的商业有限元程序(如 ANSYS、ABAQUS)，可以很好地进行岩土工程的分析。

选取最不利断面进行有限元计算，用以分析坡体开挖对已建隧道的影响。根据有限元分析要求，模型左边界与隧道距离约取为2倍洞径，隧道右边界距离边坡开挖点为40 m，整个开挖体长度为30 m，具体见图1。

图1 计算模型几何尺寸示意(单位:m)

根据所提供的地质资料，山体岩石为钾长花岗岩，块状构造，弱风化，岩体较完整，为Ⅱ类和Ⅲ类围岩，隧道混凝土衬砌为C35混凝土。围岩与隧道结构的计算参数如表1所示。

表1 混凝土及岩体材料计算参数

计算荷载考虑重力荷载和地应力的作用，并考虑隧道的施工过程引起的地应力重分布。……