中国是世界上隧道运营里程最长的国家，也是隧道在建里程最长的国家。由于地形条件对交通线路规划的限制，以及交通发展带来的复线建设需求，新建隧道邻近既有运营隧道的情况成为不可回避的工程问题。

    邻近既有线隧道的爆破开挖是目前隧道建设领域的热点问题。新建隧道邻近既有隧道包括三种类型：下穿既有隧道、邻近既有隧道、上跨既有隧道。该类工程包含了两个互为制约的工程难题，一是如何保证新建隧道爆破控制下的开挖效率；二是如何将邻近爆破对既有隧道结构损伤控制在规范许可的范围，保证既有隧道低响应下的正常运营。解决这两个工程难题，需要三个方面的理论支持和技术创新，一是隧道开挖的爆破控制技术，二是节理岩体中的波传播规律，三是既有隧道的动力响应评价与加固处置技术。 

    自2009年起，课题组在国家自然科学基金、教育部归留学国人员基金、陕西省科技统筹创新项目和中铁电气化局委托项目的支持下，针对邻近既有线隧道的爆破开挖问题，开展了以下三个方面的研究工作：

    (1) 建立了单节理的非线性位移不连续模型，提出了时域分析的求解方法，避免了复杂的数学运算，通过迭代计算即可求出透射波和反射波的数值解。系统研究了应力波入射角度、节理变形非线性、节理张开宽度、节理剪切滑移等因素对波传播的影响规律和能量传递规律，为爆破振动控制和既有隧道结构的动力响应评价提供了必要的理论支撑。

    (2) 针对翠华山隧道下穿既有小峪隧道工程，开展了爆破药量控制、不耦合装药与微差爆破相结合的综合爆破控制技术研究，给出了下穿工程中药量、不耦合系数与微差时间的优化参数。基于临空面对弱化爆破振动的优化分析，提出了小炮掏槽先行、主炮开挖跟进的施工方案。为翠华山隧道下穿工程的施工效率和安全，提供了技术保障。

    (3)开展了既有小峪隧道和小瓢沟1号隧道的动力响应研究，获得了小峪隧道和小瓢沟1号隧道的动力响应规律，提出了衬砌背后钻孔注浆处理病害、自进式锚杆全断面加固与便梁分段加固相结合的既有隧道加固方案，为既有线隧道的结构安全和正常运营，提供了技术保障。

    项目组共发表学术论文20余篇，其中SCI收录2篇，EI收录4篇，授权发明专利3项，实用新型专利7项，出版了《隧道工艺力学》专著1部。研究成果在西康二线翠华山隧道、小瓢沟隧道、新两河关隧道、新铜羊沟隧道、新小河隧道、镇安隧道等工程的爆破开挖中得到了成功应用，为在建隧道的爆破开挖、邻近既有隧道的加固和运营安全提供了重要的理论支持和技术保障，创造直接经济效益约7738万元。经中国公路学会专家评议，认为项目研究成果总体达到国际先进水平，其中隧道工艺力学理论研究达到国际领先水平。

通过本项目研究，培养了一批隧道技术人才，包括博士3人，硕士21人。