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粉煤灰综合利用杂志
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矿山法铁路隧道装配式仰拱对拱墙二衬结构安全性影响
The Influence of Prefabricated Invert on the Safety of the Secondary Lining Structure in Railway Tunnels Constructed by the Mining Method
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刘梓萱1,2 , 高新强1,2 , 赵晓勇3 , 郭显所4 , 孔    超5 , 王晨星1,2

 

(1. 石家庄铁道大学 省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室 , 石家庄   050043;

2. 石家庄铁道大学 土木工程学院 , 石家庄   050043; 3. 中铁第一勘察设计院集团有限公司 , 西安    710043; 4. 中铁二十二局集团第一工程有限公司 , 哈尔滨    150001;

5. 西南科技大学 土木工程与建筑学院 , 绵阳   621010)

摘  要: 为研究矿山法铁路隧道装配式仰拱对拱墙二衬结构安全性影响 , 基于现场试验测得拱墙二衬的内、外侧钢筋应力与混凝土应力 , 通过分析拱墙二衬的安全系数和 e0 ≥0. 55h0 处的裂缝宽度 , 评价装配式仰拱对拱墙二衬的安全性影响规律 。试验结果表明 : 采用装配式仰拱施工的拱墙二衬结构安全系数为 2. 46 ~ 12. 38, 最大裂缝宽度为 0. 07 mm; 安全系数随着弯矩的增大而减小 ; 隧道左右两侧拱墙二衬安全系数并不对称 , 除墙脚外 ,覆土厚度大的右侧安全系数普遍大于覆土厚度小的左侧 ; 左侧安全系数从边墙→墙脚→拱顶→拱腰逐渐减小 ,右侧安全系数从拱腰→边墙→拱顶→墙脚逐渐减小 。总体来看 , 采用装配式仰拱对拱墙二衬安全性影响较小 ,安全系数与最大裂缝宽度均能符合规范要求。

关键词: 矿山法隧道 ; 装配式仰拱 ; 拱墙二衬 ; 安全系数 ; 裂缝宽度

中图分类号: U25      文献标志码: A      文章编号: 1005-8249 (2026) 05-0147-07

DOI:10. 19860/j. cnki. issn1005-8249. 2026. 05. 022

 


LIU Zixuan1,2 , GAO Xinqiang1,2 , ZHAO Xiaoyong3 , GUO Xiansuo4 , KONG Chao5 , WANG Chenxing1,2

(1. State Key Laboratory of Mechanical Behavior and System Safety of Traffic Engineering Structures,

Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang 050043, China;

2. School of Civil Engineering, Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang 050043, China;

3. China Railway First Survey and Design Institute Group Co. , Ltd. , Xi ’an 710043, China;

4. China Railway 22nd Bureau Group First Engineering Co. , Ltd. , Harbin 150001, China;

5. School of Civil Engineering and Architecture, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, China)


Abstract : To investigate the influence of prefabricated invert on the safety of the secondary lining structure in railway tunnels constructed by the mining method, based on the field test measurements of the internal and external steel reinforcement stresses and concrete stresses of the arch wall secondary lining. The safety factor of the secondary lining and the crack width at locations where e0 ≥0. 55h0 were analyzed to evaluate the influence of the prefabricated invert on the safety of the secondary lining.  The results show that : the safety factors of the secondary lining structure constructed with prefabricated invert segments ranges from 2. 46 to 12. 38 and maximum crack width of 0. 07 mm. The safety factor decreasing as the bending moment increases. The safety factors of the secondary lining on the left and right sides of the tunnel are asymmetrical; except for the wall foot, the safety factor on the right side, where the soil cover is thicker, is generally higher than on the left side, where the soil cover is thinner.  On the left side, the safety factor gradually decreases from sidewall → wall foot → the crown → arch waist, while on the right side, it decreases from the arch waist → sidewall → crown → wall foot. The influence of prefabricated inverted arches on the safety of the arch wall secondary lining is minimal, both the safety factor and maximum crack width meet the code requirements.

Key words: mining method tunnel; prefabricated inverted; secondary lining; safety factor; crack width

   项目来源 : 中铁二十二局集团有限公司哈尔滨分公司科技项目 (CR2201-TL-TL01-ZX-2023-027) ; 河北省省级科技计划资助(225676162GH)。

作者简介 : 刘梓萱 (1998—) , 男, 硕士研究生, 研究方向 : 隧道结构力学特征。

通信作者 : 高新强 (1970—) , 男, 博士研究生, 教授, 博士生导师, 研究方向 : 隧道围岩稳定机理。

收稿日期 : 2025-03-13