号线龙华~云锦PPT课件

1、上海轨道交通11号线北段工程 （龙华站云锦路站） 联络通道冻结法设计,中 煤 科 工 集 团 南 京 设 计 研 究 院 China Coal Technology & Engineering Group corp Nanjing Design & Reserarch Insititute,2,http:/,工程概况,3,http:/,一、工程概况,旁通道处上、下行线盾构隧道里程为SDK38+450.000(XDK38+462.925),中心距为15.671m，上行线隧道中心标高-14.559m，下行线隧道中心标高-14.496m，地面标高约为+4.84m ，位于云锦路西侧绿地下方。 旁通道由

2、与隧道钢管片相连的喇叭口和水平通道组成 ，采用水平冻结法加固地层，矿山暗挖法施工。 联络通道水平通道为直墙圆弧拱结构，通道采用两次衬砌，初次衬砌（钢支架喷射混凝土）厚度为200mm，通道的开挖轮廓高约为3.943m，宽约为3.300m（喇叭口处高约4.243m，宽约为3.900m）；开挖区标高范围为-12.896m-16.836m,4,一、工程概况,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,5,一、工程概况,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,6,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,一、工程概况,旁通道位置地层特征表,联络通道所在范围为灰色淤泥质粘土、 1a灰色砂质粉土,7,中煤科

3、工集团南京设计研究院,http:/,工程概况,8,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,二、冻土帷幕,1、冻土帷幕参数确定 根据联络通道埋置深度和旁通道位置土层性质，确定冻土帷幕厚度为：通道位置厚度1.9m，喇叭口位置厚度1.6m。 设计冻土帷幕平均温度10，设计取-10冻土的弹性模量和泊松比分别为90MPa和0.25，冻土强度指标为：抗压3.6MPa，抗折2.0MPa，抗剪1.5MPa。 静止侧压力系数，按0.7计算；土的平均重度取18.5kN/m3,9,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,二、冻土帷幕,10,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,二、冻土帷幕,2、冻结孔布置：

4、 冻结管采用89X8无缝钢管，共设冻结孔49个，其中冻结站对侧隧道布置7个。 设透孔4个，用于给冻结站对侧冻结管和冷冻排管供冷。冻结站对侧管片设5排冷冻排管，以保障冻土和管片交界面冻土温度和厚度。 冻结孔终孔间距：1.3m,11,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,二、冻土帷幕,12,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,二、冻土帷幕,13,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,二、冻土帷幕,3、主要冻结技术参数,14,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,二、冻土帷幕,4、冻土强度验算有限元方法 喇叭口和水平通道冻土帷幕力学分析采用均质线弹性三维模型，其力学特性参数取冻土帷

5、幕平均温度下的冻土力学特性值。根据旁通道对称性，取结构的1/4作为计算模型,15,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,二、冻土帷幕,喇叭口1分布,喇叭口3分布,喇叭口位移分布,16,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,二、冻土帷幕,正常段1分布,正常段3分布,正常段位移分布,17,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,二、冻土帷幕,计算结果,18,二、冻土帷幕,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,5、冻土强度验算结构力学方法 模型简化,19,二、冻土帷幕,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,喇叭口计算结果,20,二、冻土帷幕,中煤科工集团南京设计研究院,http:/

6、,通道计算结果,21,二、冻土帷幕,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,计算结果汇总,22,二、冻土帷幕,小结： 综合有限元计算和经典结构力学计算两种计算方法可知：冻土应力峰值均小于冻土强度指标；喇叭口位置应力峰值安全系数偏小，相对较薄弱；节点最大位移扣除杆件压缩后均能满足相关规程要求。因此，设计采用厚冻结壁厚度1.9m（喇叭口1.6m），平均温度-10能够满足施工要求,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,23,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,工程概况,24,三、临时支护结构,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,25,三、临时支护结构,1、旁通道内临时支架计算,计算

7、采用北京中科院PKPM软件，按钢结构计算； 正常段支撑间距取0.60m ，喇叭口处支架计算单元间距为0.50m； 荷载根据旁通道冻结法技术规程规定，取水土压力的25,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,26,三、临时支护结构,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,正常段,27,三、临时支护结构,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,喇叭口,28,三、临时支护结构,木背板受弯构件的抗弯验算，采用东北落叶松，强度等级TC17，抗弯强度17MPa。取宽1m木背板验算，隧道内支撑间距600mm，型钢支撑间净间距,按支架承担25水土压力计算，木背板上最大弯矩,木背板内最大压（拉）应力,中煤

8、科工集团南京设计研究院,http:/,3、木背板计算,29,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,工程概况,30,四、应急防护门,1、应急防护门形式,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,31,四、应急防护门,门顶处,门底处,则,设计荷载,式中： q计算水土压力，MPa； qt设计水土压力，MPa； k 冲击动力系数，1.3,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,32,四、应急防护门,b）门上连接螺栓强度的验算,n=2057.020/97.92=21个，取44个，满足要求,c) 门框的对接焊缝强度计算,选用,大六角头8.8级高强螺栓，每个螺栓能承受的拉力为97.92kN,则需要螺栓

9、个数,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,a）门的强度验算,33,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,工程概况,34,五、预应力支架,1、预应力支架形式 在上、下行线隧道旁通道口两侧各架2榀预应力隧道支架，各榀钢支架间距2.40m，在旁通道两侧沿隧道方向对称布置。 每榀支架有8个支点，有6个OLD50螺旋千斤顶提供预应力，施加预应力最大为500KN,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,35,五、预应力支架,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,36,五、预应力支架,2、预应力支架计算,结构计算简图,荷载图,应力比图,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,37,五、预应

10、力支架,位移图,偏载下荷载图,偏载下应力比图,偏载下位移图,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,38,五、预应力支架,由pkpm位移计算可见，在最大荷载（每个节点受500kN）作用下，最大位移为1.9mm，可以满足变形要求。 通过计算，支架结构在正常荷载工况和偏载条件下均能满足要求,中煤科工集团南京设计研究院,http:/,39,http:/,工程概况,40,http:/,六、结论,通过有限元方法和结构力学计算，设计采用冻结帷幕厚度1.9m（喇叭口1.6m），平均温度-10能够满足施工要求。 临时支护结构和应急防护门能达到设计强度要求。 通过计算，隧道预应力支架在正常荷载工况和偏载条件下均能满足要求,41,http:/,需要说明的几个问题,中煤国际工