随着我国地下交通网络的不断扩张,目前尚属少见的隧道钻爆法施工下穿管线的工程情况不断涌现。在隧道爆破施工过程中,常常遇到爆破振动对管道的影响问题,若不能将爆破振动控制在管道允许的安全振动范围内,有可能会引发天然气管道爆炸、自来水管道爆裂以及油管泄露等安全事故。本文以贵阳市轨道交通地铁二号线为工程背景,在调研地铁沿线埋地管道类型、地质条件等基础上,采用ABAQUS有限元软件,建立隧道、岩土体及管道三者相互作用的三维数值模型,重点分析隧道在爆破过程中临近埋地管道及上方地表测点的动力响应特征,以此研究爆破施工对埋地管线安全运行的影响。主要研究内容及结论如下:(1)简述爆破地震波的产生机理、类型、传播基本特征及传播衰减理论。(2)在ABAQUS有限元平台上建立爆破作用下隧道-岩土体-管道三者相互作用的三维动力响应模型,该模型综合考虑了等效爆破荷载的计算及施加、粘弹性人工边界的设置、管-土相互接触设置、各材料动力参数的选取等。在此基础上,通过数值仿真,分析了管道不同位置质点的振动规律,结果表明:爆源正上方位置处的管道质点在竖直方向的峰值振速强度最大,随后向两侧逐渐减小;以爆源正上方管道质点位置为起点,其沿管道轴向距离的增大,管道质点在轴向的峰值振动速度整体呈先增大后减小的变化趋势。(3)以岩层-红黏土层模型为例,选取爆源正上方位置处的管道及管周土体质点,对两者不同方向的振动速度、位移变化进行研究分析。研究表明:管道、管周土体在不同方向的振速及位移变化曲线趋势基本相一致,两者的峰值振速均出现在管道竖直向的顶部位置,且管道的峰值振速大约是管周土体的1.25倍;两者的位移变化量差距很小,管道和土层脱离不明显。(4)通过改变岩层材料和装药直径大小,采用数值模拟方法研究了爆破荷载作用下管道及其上方地表测点的振动响应规律。研究表明:岩层材料会直接影响地表测点振速与管道振速的比值。红黏土层下,地表测点与管道测点的峰值振速近呈2倍关系;沥青和混凝土层下的地表测点与管道之间的峰值振速之比分别为1.42、1.21倍;管道-地表测点振速均会随着装药直径的增大而增大。