济阳路济阳-三林线路旁通道土层冻结加固设计计算书

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1、天地科技股份有限公司设计计算书（共53页）工程项目名称：上海市轨道交通7号线工程专业项目名称：济阳-三林线路旁通道土层冻结加固图纸编号：SM7-B1·202-1/2-JGP-01-01～15设计/日期：校审/日期：审定/日期：目录第一部分冻结壁设计计算11设计依据12设计概况12.1设计内容12.2旁通道与隧道结构关系12.3旁通道结构特征22.4地面及地层条件23冻结壁承载力计算33.1冻结壁厚度确定33.2冻结壁结构力学计算33.3冻结壁有限元数值计算10第二部分隧道预应力钢支架计算421设计依据422计算机计算软件423计算内容423.1上

2、部均匀受力情况：433.2考虑不均匀受力情况47第三部分应急防护门计算501设计条件502水土压力计算503构件计算50第四部分初期支护计算531通道处支架GJ-1计算532喇叭口处支架GJ-2计算5482第一部分冻结壁设计计算1设计依据1、上海市轨道交通7号线工程－联络通道冻结工法设计（锦秋路站～上海大学站）岩土工程勘察报告（补堪）[项目编号03020-C-(06)84]第一分册,上海市城市建设设计研究院，二○○六年八月。2、上海市轨道交通7号线工程锦秋路站～上海大学站旁通道及泵站构造图（SM7-B1·202-1/2-JGY-06-03B1），

3、上海市政工程设计研究院。旁通道泵站结构详细尺寸以上海市政工程设计研究院图纸为准。2设计概况2.1设计内容受上海市城市建设设计研究院的委托，2006年10月天地科技股份有限公司对上海市轨道交通7号线工程锦秋路站～上海大学站旁通道工程地层冻结加固、施工支护、隧道支撑和防护门进行设计。根据7号线其它旁通道评审情况，在2008年01月按评审提出的共性意见，对本旁通道部分图纸进行修改（详见已发的B版施工图）。旁通道由与隧道钢管片相接的喇叭口、水平通道和泵站构成。地面为陈太路，设计采用水平冻结法加固地层，以确保施工安全和减轻对周围地面环境的影响。2.2旁通道

4、与隧道结构关系盾构隧道与新开挖旁通道（含冻结壁）以及集水井平面位置关系见图1：图1旁通道（含冻结壁）与隧道关系822.3旁通道结构特征旁通道由与上、下行线隧道相交的水平通道及通道中部的集水井组成见图2。按旁通道线路设计，旁通道位置上、下行盾构隧道中心线间距为13.200m,旁通道与上、下行隧道开口处隧道中心标高分别为-15.889m、-15.881m。水平通道为直墙圆弧拱结构，集水井为矩形结构，通道和集水井均采用两次衬砌，其中通道初衬（钢支架喷射混凝土）厚度为320mm（喇叭口为350mm），集水井初衬厚度为300mm；通道的开挖轮廓长约9.60

5、m，宽3.54m，高4.26m，局部（喇叭口处）高约4.66m，宽4.60m；集水井开挖轮廓长5.00m，宽3.92m，深3.3m。图2旁通道结构示意图2.4地面及地层条件旁通道上方地面为祁连山路，位于陈太路与祁连山路交汇处西60m。地势相对较平坦，地面标高约+4.40m，旁通道施工范围内地层分布为：④淤泥质粘土层，层厚8.10～8.50m、平均8.30m，层底标高-10.50～-11.16m、平均-10.90m。土质均匀，夹少量薄层砂，含云母、有机质，干强度高，韧性高，无摇振反应，光滑。湿度为饱和，流塑状态，压缩性高。⑤1-1粘土层，层厚1.7

6、0～3.30m、平均2.37m，层底标高-12.60～-14.33m、平均-13.26m。土质均匀，含云母和有机质，干强度高，韧性高，无摇振反应，光滑。湿度为饱和，软塑状态，压缩性高。⑥粉质粘土层，层厚4.00～5.20m、平均4.43m，层底标高-16.60～-19.53m、平均-17.70m82。土质均匀致密，含铁锰质锈斑及结核，无摇振反应，稍有光滑，韧性中等，干强度高。湿度为饱和，可塑状态，压缩性中等。⑦1砂质粉土层，层厚7.30～10.00m、平均8.63m，层底标高-25.20～-26.96m、平均-26.33m。含云母，夹薄层粘性土，

7、土质不均，干强度低，韧性低，摇振反应中等，无光泽反应。湿度为湿，密实度为密实，压缩性中等。由于上述部分地层容易压缩、在动力作用下易流变，开挖后天然土体本身难以自稳。其中旁通道下部与集水井全部（含冻结壁）位于承压含水的⑦1砂质粉土层中，施工时容易发生水土流失，考虑承压含水层影响，因此，在施工旁通道和集水井时必须对施工影响范围内的土体进行稳妥、可靠的加固处理，施工底部冻结孔时采取必要措施防止喷水涌砂。3冻结壁承载力计算3.1冻结壁厚度确定根据上海市《旁通道冻结法技术规程》要求，冻结壁的力学计算模型按均质线弹性体简化，其力学特性参数取设计冻结壁平均温度

8、下的冻土力学特性指标。设计选取-10℃冻土的弹性模量和泊松比分别为150MPa和0.3，由于集水井底部接近⑦1砂质粉土层，粘性土层冻土强