地鐵冷卻塔消聲處理項目在實施過程中的若干問題研究

吳晶

摘要：冷卻塔噪聲會影響到周邊建筑內人們的工作和生活，近年來，環(huán)評單位要求地鐵沿線冷卻塔要進行消聲處理。本文針對冷卻塔消聲處理項目，在實施的各階段，需要注意的不同問題進行探討和研究。

關鍵詞：冷卻塔噪聲、敏感點、隔聲罩、消聲裝置實施

前言

隨著國家發(fā)展，居民生活水平不斷提高，人們對環(huán)境的追求也越來越高。在2010年以前修建的地鐵項目中，環(huán)評單位一般只關注冷卻塔的塔體噪聲，對其風口噪聲關注不夠。近年來環(huán)評單位更加關注冷卻塔的風口噪聲，認為風口噪聲對環(huán)境的影響更大，環(huán)評單位預測冷卻塔噪聲對敏感點目標造成的影響，給出冷卻塔的消聲處理意見。

冷卻塔消聲處理在整個地鐵項目中，僅是一個很小的部分項目，并未引起重視，消聲裝置在實施過程中也存在諸多問題。筆者認為該項目雖小卻不容忽視，因為它一是關系到周邊居民的生活質量，二是其體積大、重量大、關系到地面建筑的安全及美觀，更重要的是它關系到整條地鐵線路是否能最終通過環(huán)評驗收。

一、 噪聲評估依據(jù)

環(huán)評單位預測冷卻塔噪聲對敏感點目標造成的影響，并與環(huán)境保護部發(fā)布的《聲環(huán)境質量標準》GB3096-2008進行對比分析，根據(jù)超標程度的不同，提出不同程度的消聲降噪措施。噪聲影響預測采用模式計算的方法預測各敏感點處的環(huán)境噪聲等效連續(xù)A聲級。

《聲環(huán)境質量標準》GB3096-2008和《地鐵設計規(guī)范》GB50157-2013規(guī)定地上冷卻塔與敏感建筑之間的噪聲防護距離應符合下表規(guī)定。當防護距離不能滿足要求時，應在常規(guī)消聲、降噪設計的基礎上強化噪聲防護措施。

注：*在有條件的新區(qū)，宜不小于15m。

目前常用的消聲方案主要三種有：采用超低噪聲冷卻塔、安裝隔音罩和導向消聲器。根據(jù)不同環(huán)境噪聲敏感點，有不同的消聲方案加以應對。

在地鐵建設中，各站冷卻塔的選址本就很困難，有些站點的冷卻塔無法避免會設置在人流密集、住宅林立地區(qū)。以南京地鐵三號線為例，線路全長44.9公里，貫穿南京城南北，途徑主城各大區(qū)，其中地下站28座，高架站1座，沿線經(jīng)過多處居民區(qū)。2014年5月的《南京地鐵三號線工程調整補充環(huán)境影響報告書》的結論是該線路上有9個站點的敏感點目標處噪聲超標。三號線已經(jīng)采用了超低噪聲冷卻塔，所以要求其中5個站點安裝隔音罩，4個站點安裝導向消聲器。

二、 冷卻塔消聲裝置實施的前期階段

冷卻塔消聲處理看似簡單，實則具有其很強的專業(yè)性。只有具有環(huán)境工程設計（物理污染防治工程）專項資質的單位，才有噪聲治理的設計能力。消聲方案要針對噪聲頻譜、敏感點距離、方向等因素要考慮不同的消聲裝置，而不管消聲裝置是何種形式，又要在滿足消聲效果的前提下，盡量減小空氣阻力，而消聲效果和空氣阻力是一對矛盾體，二者都受消聲片的形式、片距、片厚以及長度等因素的影響。

所以筆者認為，在冷卻塔消聲裝置實施的前期階段，應做好充分的市場調研工作，并考慮項目實施方案。

1、市場調研

筆者調研了國內眾多做噪聲治理的企業(yè)，大體分為兩類：一類是為設備做消聲配套產(chǎn)品，他們生產(chǎn)的消聲器主要是為其風機產(chǎn)品做配套消聲。另一類則是專門從事環(huán)境噪聲治理的企業(yè)，這部分企業(yè)針對具體環(huán)境的消聲設計及現(xiàn)場施工能力較前者要強一些。

2、項目實施方案

由于噪聲治理需要具有專項設計資質，通常的設計院不一定具備能力，所以工程上可以采用設計施工總承包的發(fā)標方式。發(fā)標范圍包括冷卻塔消聲裝置的設計、制造、安裝及配合環(huán)保驗收等服務。由各投標人給出設計及施工方案，并對其方案的消聲效果負責。地鐵項目的總體設計院根據(jù)各站點的具體情況，對消聲裝置的位置、檢修通道、結構承重、外觀等方面進行復核。

以南京地鐵三號線為例，通過公開招標，該項目最終中標單位具有環(huán)境工程（物理污染防治工程）專項乙級設計資質、環(huán)保工程專業(yè)承包二級資質以及建筑施工的安全生產(chǎn)許可證。該公司根據(jù)現(xiàn)場測量的各站冷卻塔噪聲頻譜圖、敏感點距離、方向、環(huán)評報告、國標規(guī)定噪聲值，計算出降噪量。根據(jù)各站點的降噪量，給出具體方案，圖1為方案剖面示意圖。

圖1 噪聲控制措施剖面示意圖

設計方案要點主要有：

（1） 環(huán)評要求設置隔聲罩的站點：在塔體四周設置消聲隔聲罩，對應冷卻塔進風口設置消聲百葉以消除淋水噪聲，消聲量不小于15dB（A）；出風口加裝導向消聲器以消除風口噪聲，消聲量不小于10dB（A），導流方向背離敏感點；

（2） 環(huán)評要求加裝導向消聲器的站點：導向消聲器降噪量滿足該站點所需降噪量的僅加裝導向消聲器；導向消聲器的降噪量不滿足該站點所需降噪量的，在敏感點側再加裝消聲屏障。

（3） 隔聲罩、導向消聲器、聲屏障均設置獨立基礎及鋼結構。

3、設計校核

總體院對各站點方案進行校核，以具有一定特殊性的A站點為例，該站點冷卻塔位置特殊，在一座鋼結構建筑頂部，隔聲罩的初步方案如圖2：

圖2 初步方案

總體設計院會同工點設計院，對初步方案進行鋼結構建筑的承重校核，該站點鋼結構建筑物的①軸外側為懸挑結構，懸挑結構上方禁止有重物，而該組塔的隔聲罩重達12噸左右。由于設計冷卻塔基礎時并未考慮隔聲罩，冷卻塔基礎最左端已設計在①軸上，這就導致隔聲罩在該側的進風百葉沒有位置安裝，而敏感點恰恰是位于該側的一棟社區(qū)衛(wèi)生院，也就是說①軸這側必須安裝消聲百葉。

最終，各方工程師經(jīng)過校核，方案調整為：將冷卻塔基礎右移50公分，該側隔聲罩基礎位于①軸上，這樣保證了冷卻塔基礎和隔聲罩基礎的重量均分擔在鋼結構的主梁及柱子上，保證整個建筑物安全。最終方案見圖3：

圖3 最終方案

三、 冷卻塔消聲裝置的施工階段

各車站的冷卻塔安裝時間一般在工程后期，而消聲裝置又必須在冷卻塔安裝完成之后才能施工，一方面由于工序時間過于靠后，另一方面由于施工圖設計階段一般沒有考慮設置冷卻塔的消聲裝置，這兩點使得該項目的施工困難重重。

1、工序銜接緊張

同樣以A站為例，設計院校核初步設計方案時，離鋼結構頂板及冷卻塔基礎澆筑僅有8天時間。一方面要調整冷卻塔基礎位置，就得趕在冷卻塔基礎澆筑前完成方案調整，另一方面考慮到若是在頂板澆筑完成后再做隔聲罩基礎的施工，必然會對頂板的防水層造成破壞，所以要求設計院加快對該站的設計方案進行校核調整，同時與鋼結構建筑的施工方多次接洽，商量頂板的澆筑時間以及澆筑方案。最終成功地將隔聲罩基礎的鋼筋籠與頂板的鋼筋籠一體綁扎，實現(xiàn)將冷卻塔基礎移位，且將隔聲罩的基礎與頂板一體澆筑的目標。該站點若未能抓住這8天時間，冷卻塔基礎一旦澆筑將無法右移50公分，①軸側也就無法暗裝消聲百葉，那么該站的消聲效果也將會大打折扣。

2、檢修空間受限

為了方便冷卻塔的運營維護，消聲裝置施工時應預留充分的檢修空間，一般按照去除冷卻塔進出水總管所占空間外，保留不少于1米的檢修空間為宜。某站點冷卻塔接近道路紅線，施工設計階段沒有預留消聲裝置的位置，該站點隔聲罩緊貼道路紅線，外側就是人行道，安裝后冷卻塔的檢修空間狹小。

3、地下管線影響基礎開挖

消聲裝置體積大、重量大，需要在塔四周開挖若干基坑。地下管線復雜，為了不破壞管線，只能人工開挖。開挖過程中，部分站點遇到很多地下管線甚至高壓電纜溝，有些情況可以對管線采取保護措施，使其不損壞不受力，但有些情況只能調整基坑位置甚至改變設計方案。

4、圍欄位置尷尬

冷卻塔四周一般會設置一圈圍欄，圍欄的大小會受到現(xiàn)場用地條件的影響，用地緊張的站點，圍欄離冷卻塔較近，安裝隔聲罩時不得不將其拆除。部分站點要設置單側的消聲屏障，而消聲屏障恰恰與圍欄交叉，若將圍欄全部拆除則冷卻塔失去保護，于運營管理維護不利，不得不調整消聲屏障的方案。

5、冷卻塔頂部管道

冷卻塔水管安裝時，部分頂部管道跨越風筒，導致水管與出風口消聲器沖突。冷卻塔的水管安裝可進一步優(yōu)化，垂直管從塔體端頭引至頂部，從風筒兩側通過，這樣在安裝出風口消聲器時不會引起管道沖突。

四、 結論

從該項目實例中，我們不難發(fā)現(xiàn)，雖然最終解決了消聲裝置安裝的問題，但在工程的進度、工作的反復等問題上，如果提前考慮了消聲裝置的問題，可以避免很多后續(xù)不必要的麻煩，盡可能地節(jié)約人力、物力和財力，做到效能最大化。因此，在冷卻塔的消聲處理問題上，筆者認為在今后的地鐵建設過程中，應重點注意以下幾點問題：

1、消聲裝置的實施應選擇具有噪聲治理方面專項設計資質的公司進行。

2、設計院在設計初期應綜合考慮冷卻塔周邊建筑情況，對有敏感點建筑的冷卻塔重點關注，對很有可能需要做消聲處理的冷卻塔做到心中有預案。

3、對確定需要做消聲處理的冷卻塔，設計院應充分考慮消聲裝置的位置，對基礎做包容性設計，滿足不同廠家消聲裝置安裝的必要條件。

4、做四小件景觀設計時應將消聲裝置、冷卻塔圍欄綜合考慮，以使效果更佳美觀。

5、安裝單位在制作冷卻塔基礎時，將消聲裝置基礎一并制作完成，避免后期開挖。

參考文獻：

1、聲環(huán)境質量標準[S]，GB3096-2008.

2、地鐵設計規(guī)范[S]，GB50157-2013，北京，中國建筑工業(yè)出版社，2013.

3、馬大?，噪聲與振動控制工程手冊[M]，北京，機械工業(yè)出版社，2002.