本文采用理论分析和数值模拟相结合的方法,对岩石隧道光面爆破炮孔布置的优化设计进行了研究。在综合考虑隧道爆破各参数的基础上,运用突变理论建立了光面爆破质量评价模型、炮孔布置成本评价模型和围岩安全评价模型以及隧道光面爆破炮孔布置的综合评价模型,对隧道爆破炮孔布置方案进行定量化的评价分析。基于炮孔布置综合评价模型,通过构建BP神经网络建立了光面爆破参数与光面爆破质量评价指标之间的联系。基于隧道爆破设计理论和经验方法,建立了隧道全断面自动化炮孔布置算法,包括螺旋掏槽布置算法、楔形掏槽布置算法、辅助孔布置算法、周边孔布置算法、内圈孔布置算法和崩落孔布置算法,并在半圆拱形、圆形、椭圆形和矩形这四种形状的隧道断面上进行了自动化炮孔布置,验证了隧道全断面自动化炮孔布置算法和程序的可行性。在隧道爆破围岩振动和损伤的数值模拟研究中,采用四维离散弹簧模型方法,通过构建基于原位试验的地下硐室爆炸数值模型,将不同爆炸荷载加载形式和不同阻尼条件下的数值模拟结果与现场试验数据进行对比分析,得到分析粘弹性介质中地下爆炸问题的最优爆炸荷载加载形式和阻尼模型。在此基础上,构建了隧道爆破围岩振动数值模型和周边孔爆破围岩损伤数值模型,研究分析了不同炮孔布置设计条件下的围岩振动和损伤情况。最后以隧道爆破炮孔布置程序设计的炮孔布置方案为例,结合构建的BP神经网络和围岩振动和损伤数值模型,使用炮孔布置综合评价模型对炮孔布置方案进行评价分析和优化选择。