軌道交通環(huán)境影響及措施有效性分析

李昕

[摘要]：通過監(jiān)測軌道交通實際產生的環(huán)境影響，對該規(guī)劃實施后的環(huán)境影響進行分析，并對環(huán)境保護措施的有效性進行評估，及時提出提高規(guī)劃的環(huán)境效益所需采取的改進措施。

[關鍵詞]：軌道交通； 噪聲振動；環(huán)境影響；環(huán)保措施

Abstract： The analysis of environmental impact from the plan implementation， by monitoring the actual environmental impact from rail transportation， and evaluate the effectiveness of the environmental protection measures， proposing the measures needed to improve the environmental benefits of the plan.

Key word：Rail transportation； acoustic noise vibration； environmental impact； environment protection measurement.

1、概述

城市軌道交通是分流人口出行的一種方式對于緩解地面交通壓力具有重要的作用，軌道交通作為我國道路交通建設的重要組成部分發(fā)揮自身的價值并推動了社會的發(fā)展和進步。

全國各主要城市均有軌道交通項目在運營，調查各軌道交通項目工程內容實施情況及環(huán)保措施落實情況，通過監(jiān)測軌道交通所產生的環(huán)境影響，對該規(guī)劃實施后的環(huán)境影響進行分析，并對環(huán)境保護措施的有效性進行評估，及時提出提高規(guī)劃的環(huán)境效益所需采取的改進措施。從而協(xié)調經濟增長、社會進步與環(huán)境保護的關系，達到經濟效益、社會效益和環(huán)境效益相統(tǒng)一的目的。

本論文通過對深圳地鐵的監(jiān)測明確軌道交通項目最為突出的噪聲振動的環(huán)境影響及減振降噪效果。對于尚未實施軌道交通項目，在規(guī)劃實施階段做好環(huán)境保護工作，其社會效益、經濟效益、環(huán)境效益都能得到有效保證。

2、聲環(huán)境

2.1聲環(huán)境影響分析

回顧深圳市既有軌道交通噪聲，分析軌道交通污染特征，進行軌道交通噪聲預測，并確定軌道交通噪聲影響的范圍和程度。

2.1.1環(huán)境噪聲

1、 主要噪聲源分析

規(guī)劃軌道交通各項目列車速度目標值范圍為60-120km/h，噪聲源主要由輪軌噪聲、弓網噪聲、結構物噪聲組成。根據(jù)監(jiān)測結果，深圳地鐵5號線列車運行60-70km/h，經過軌面以上1.53m的遮擋后，距離軌面1.5m高，距外軌中心線7.5m處的噪聲值為81.31dBA；深圳地鐵4號線列車運行60-70km/h，經過軌面以上1.1m的遮擋后，距離軌面1.5m高，距外軌中心線7.5m處的噪聲值為76.84dBA。由于4號線監(jiān)測路段有軌道減振措施，因此實際噪聲值與5號線相差不大，如不考慮遮板的遮擋效應，4號線與5號線在列車運行60km/h時的噪聲源強應為86.3-88.2dBA。

規(guī)劃環(huán)評中列車以60km/h速度運行時地面線取值87.0 dBA，高架線取值90.0dBA綜上所述，本次實測源強略低于與項目環(huán)評和規(guī)劃環(huán)評取值。

2、 噪聲影響預測模式

模式計算法是建立在聲波傳播規(guī)律基礎之上，預測值為預測時段內的等效連續(xù)A聲級。預測計算中，主要考慮列車運行噪聲源。列車運行噪聲源視為有限長運動線聲源。地上線路某預測點的等效連續(xù)A聲級可按下式計算：

3、 噪聲影響分析

深圳地區(qū)道路交通系統(tǒng)發(fā)達，監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示并行既有城市道路段落環(huán)境背景噪聲大多在60-70 dBA，參考美國的噪聲評價標準體系，新建項目引起的噪聲增加值控制在1dBA以內，而軌道交通高架線路如設置全封閉式聲屏障，預測純軌道交通噪聲可達到16dB以上的降噪效果，距離線路外軌30m處的軌道交通噪聲貢獻值可控制在55dBA以內，可實現(xiàn)項目建設后引起噪聲增量不大于1 dBA的控制目標。

2.1.2風停、冷卻塔

風亭、冷卻塔噪聲是地下線路最明顯的噪聲源，根據(jù)既有的地鐵環(huán)控系統(tǒng)的噪聲類比調查和監(jiān)測結果，風亭、冷卻塔的噪聲影響范圍4類區(qū)、2類區(qū)、1類區(qū)的達標距離分別為26m、48m和86m。

2..2聲環(huán)境影響措施有效性評價

2.2.1環(huán)境噪聲

1、水平衰減斷面

根據(jù)深圳地鐵4號線環(huán)保驗收調查報告的監(jiān)測結果環(huán)境噪聲值超標的敏感點，其背景噪聲也都超標，4號線續(xù)建工程沿線聲環(huán)境狀況較復雜，超標敏感點本身背景值超標現(xiàn)象嚴重，主要是受到沿線交通噪聲和生活噪聲同時影響。從背景值監(jiān)測結果可知，背景值均超過聲環(huán)境功能區(qū)標準值，占監(jiān)測值超標點位總數(shù)的100%，超標量0.7～10.2 dBA。

對于超標的敏感點，本工程引起的噪聲級增量均值，均不大于0.5dBA，為0.2～0.5dBA。

2、垂直衰減斷面

通過3處高層敏感點分析噪聲垂直衰減情況，通過監(jiān)測可以看出，晝間低于軌面樓層的噪聲值普遍較高；高于軌面樓層的噪聲值變化趨勢較為復雜，無明顯規(guī)律可尋，但8層一般是高于軌面樓層中噪聲值最低的。夜間低于軌面樓層的噪聲值普遍較低；高于軌面樓層的噪聲值隨著樓層升高，呈現(xiàn)出先降低再升高的趨勢，低點仍在8層。

總體來看，監(jiān)測結果超標原因在于背景噪聲超標，本工程增量小于1 dBA，說明通過采取0.6m～4.2m直立式聲屏障、0.7m～1.0m干涉式聲屏障、彈性支承塊、車站外側安裝消聲百葉等措施，本工程對周邊敏感點的影響較小，工程運營基本未導致聲環(huán)境質量惡化。

2.2.2風亭、冷卻塔噪聲措施有效性

2012年深圳市環(huán)境科學研究科學技術中心委托相關單位對深圳市1、2、3、4、5號線的風亭、冷卻塔進行了監(jiān)測。從監(jiān)測結果可知，由于深圳市本經噪聲較高的原因，綜合考慮為滿足《聲環(huán)境質量標準》（GB3096-2008）4a類標準要求風亭、冷卻塔的控制距離為15m。

根據(jù)監(jiān)測結果可知風亭風機均設于風井內，排風亭設置3m長片式消聲器和消聲百葉，活塞風亭風機前后各設2m長消聲器，并且設備選型中盡可能選用低噪聲風機，合理布置冷卻塔的位置后地鐵風亭、冷卻塔的噪聲增量小于1 dBA。

3 、振動環(huán)境

3.1振動環(huán)境影響分析

3.1.1振動源分析

軌道交通振動主要是在列車運行過程中輪軌相互作用，激勵產生機械振動，經過空氣及大地介質傳播，其中通過道床、路基傳播到大地中的部分以環(huán)境振動的形式表現(xiàn)出來，成為影響軌道交通沿線環(huán)境質量的重要因素之一。振動源強主要與軌道結構、列車運行速度、軸重、地質條件等因素有關；而列車振動擴散衰減規(guī)律則受地質、地形、地貌等條件的影響，并隨著距離的增加振動逐漸衰減。

根據(jù)監(jiān)測結果，1號線隧道監(jiān)測的VLZ max即91.7dB。

3.1.2振動影響預測模式

采用模式法進行預測。

振動預測模式：

本次環(huán)境振動影響預測，采用“指導意見”中推薦的鐵路環(huán)境振動VLz預測計算式，如下：

3.1.3影響分析

①隨著速度增高振動影響范圍不斷變大，其達標距離越遠，但影響范圍在40m以內

②軌道交通線路的振動影響程度地下、地面、高架區(qū)間呈現(xiàn)依次遞減，達到GB10070-88《城市區(qū)域環(huán)境振動標準》中“交通干線兩側”和“混合區(qū)、商業(yè)中心區(qū)”標準。高架、地面、地下區(qū)間的達標距離為<10m，17m，；達到GB10070-88《城市區(qū)域環(huán)境振動標準》中“居民、文教區(qū)”標準，高架、地面、地下區(qū)間的達標距離為13m，37m，34m。

③地鐵振動不僅與隧道埋深相關，還與建筑物類型相關，埋深越大，振動影響越小；基礎良好的中、高層建筑（Ⅰ類）對振動有明顯的衰減作用，而基礎質量差的老舊低層或簡易建筑（Ⅲ類），對振動略有放大作用，基礎質量一般的中層或結構較好的低層建筑（Ⅱ類）

3.2振動影響措施有效性評價

根據(jù)廣州市環(huán)境中心監(jiān)測站的監(jiān)測及深圳軌道交通4號線續(xù)建工程已經完成環(huán)保驗收調查報告

根據(jù)監(jiān)測結果，工程所帶來的振動影響并不明顯，各振動敏感點的VLZ10 、VLZ max均符合《城市區(qū)域環(huán)境振動》（GB10070-88）中相應的“交通干線道路兩側”（晝/夜低于75/72dB）、“混合區(qū)、商業(yè)中心區(qū)” （晝/夜低于75/72dB）和“居民、文教區(qū)”（晝/夜低于70/67dB）標準。

1.軌道減振器和Lord扣件先進，耐久性好、使用壽命長、能較好適應高架環(huán)境，易于鋪設、且不增加軌道結構高度，減振效果低于8dB。

2.彈性短軌枕整體道床具有較好的性價比優(yōu)勢，且具有施工工藝成熟、精度容易控制、養(yǎng)護維修方便和減振效果相對較好等特點。便于養(yǎng)護維修管理，減振效果12 dB地段采用.

3.浮置板軌道減振效果大于12dB，由于施工和維修困難，只在特殊地段（如學校、醫(yī)院、實驗室等）才使用，國內目前多采用鋼彈簧浮置板軌道。

4、結語

根據(jù)軌道交通噪聲治理經驗，目前較常用的噪聲措施為設置聲屏障、消聲器、進行軌道減振與建筑合理布局，這些措施的采取對降低軌道交通噪聲影響起到了積極的作用；而綠化林帶、搬遷與功能置換等措施因增加了土地需求和工程造價，需因地制宜、謹慎采用；低噪聲車輛、設備與軌道結構等先進技術的引進、研發(fā)與應用，應成為今后軌道交通噪聲治理的主流方向。

根據(jù)地鐵振動的產生機理，在車輛類型、軌道構造、線路條件等方面進行減振設計，將降低輪軌撞擊產生的振動源強值，從根本上減輕軌道交通振動對環(huán)境的影響。即在車輛選型中，除考慮車輛的動力和機械性能外，還應重點考慮其振動指標，優(yōu)先選擇噪聲、振動值低、結構優(yōu)良的車輛；鋪設60kg/m重軌無縫線路，采用新型減振扣件，減振道床等軌道結構振動控制措施。軌道結構振動控制措施是目前軌道交通振動控制的主流方向，經過多年實踐，其技術已日趨成熟。

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