城市軌道交通高架線噪聲源強取值研究

劉海東，王 豪，楊培盛，趙燕娜

城市軌道交通高架線噪聲源強取值研究

劉海東，王 豪，楊培盛，趙燕娜

（濟南軌道交通集團有限公司，濟南 250101）

隨著車輛噪聲規(guī)范的不斷完善及鋼軌打磨技術的成熟，車輛系統(tǒng)噪聲及輪軌噪聲有明顯改善。濟南軌道交通R1號線環(huán)評報告參考北京地鐵13號線的監(jiān)測結果，采用93dB作為噪聲源強的合理性有待驗證。為了使噪聲源強取值更加科學，能夠更經濟合理地進行城市軌道交通高架線降噪方案設計，依靠專業(yè)的測試機構，按照環(huán)評導則中要求的測試方案對南京機場線（S1線）以及寧天城際（S8線）高架線進行噪聲源強實地測試，修正后得出的噪聲源強最大值為85 dB。因此，93 dB作為噪聲源強參考取值已經不再適用。R1號線按照85 dB進行設計，將節(jié)省降噪措施造價約3 000萬。

軌道交通; 高架線；噪聲源強；環(huán)境評價；降噪

1 研究背景

濟南市軌道交通R1號線是濟南西部城區(qū)一條南北向軌道交通線。線路南起池東站，北至演馬莊西站，全長26.1 km，其中高架線長約16.2 km，過渡段長約0.2 km，地下線長約9.7 km，全線共設置11座車站，7座高架站，4座地下站（見圖1）。

設計最高速度為100 km/h，初、近、遠期車輛編組分別為4、4、6，供電方式為1 500 V接觸網供電，高架線采用U型梁結構，軌道類型為預應力長枕式整體道床，采用小阻力扣件（WJ-2A）。

根據環(huán)評導則，噪聲源強是指按照類比測量法，由布置在距外軌中心線7.5 m，軌面標高以上1.5 m處的傳聲器，收集到的列車通過時的等效聲級（見圖2），是環(huán)評報告中進行噪聲預測的基礎值[1]。在城市軌道交通環(huán)境影響評價中，噪聲源強取值不正確不僅會直接影響噪聲預測結果的可靠性和選取環(huán)保措施的合理性，而且會影響后期竣工驗收工作的順利完成。因此，在環(huán)評階段選取正確、合理的噪聲源強至關重要。環(huán)評導則中闡述了聲環(huán)境評價中噪聲源強數據選取的方法：一級評價采用類比測量法確定噪聲源強，二級評價主要根據調查資料及參閱相關文獻資料確定噪聲源強，在實際工作中，城市軌道交通噪聲的環(huán)境影響評價等級一般為一級評價，因此噪聲源強采用類比測量法確定[2]。

圖1 濟南軌道交通R1號線

圖2 高架線噪聲源強測點示意圖

濟南軌道交通R1號線環(huán)評報告建議噪聲源強值取93 dB[3]。該噪聲源強取值是按照類比法參考北京地鐵13號線測試數據。該線于2002年開通，至今已有15年。近年來，新發(fā)布的列車噪聲標準更加嚴格，如“列車在露天地面水平直線區(qū)段自由場內，碎石道床無縫長鋼軌軌道上，以60 km/h速度運行時，在車外距軌道中心7.5 m，距軌面高度1.5 m處，測得的連續(xù)等效噪聲值不大于80 dB（A）”[4]“地鐵高架線司機室內、客室內的噪聲限值為75 dB（A）”[5]。軌道平順度標準更加嚴格[6-7]，鋼軌打磨技術也更加成熟[8-10]，輪軌噪聲已較北京13號線改善不少。同時，近幾年國內高架線路噪聲源強取值多在84～90 dB。因此，采用93 dB作為噪聲源強值，已經過于保守，將大大增加高架線降噪措施的工程量及造價。在這種情況下，對國內工況相近的高架線路進行噪聲源強現場測試，具有較強的必要性。

2 測試方案

2016年12月19—20日，濟南軌道交通集團物資管理部組織山東省環(huán)科院、山東省分析測試中心、北京城建院等單位對南京地鐵機場線（S1線）、寧天城際線（S8線）進行噪聲源強測試，測試過程嚴格按照環(huán)評導則中關于類比法進行噪聲源強測試的要求，傳聲器距離高架線路的高度（距軌面以上1.5 m）和水平位置（距外軌中心線7.5 m）通過升降機來控制（見圖3）。現場測試情況如下。

圖3 現場測試情況

2.1 南京機場線（S1線）測試方案

南京地鐵機場線（S1線）橋梁采用U型梁，車輛為6B編組，供電方式為接觸網供電，軌道形式為承軌臺式整體道床，設計最高速度為100 km/h，除車輛編組與濟南R1號線不同，其他對噪聲源強影響較大的因素（軌道結構、行車速度、供電方式、橋梁結構等）基本一致。

測點情況（見圖4）：測點位于機場線（S1線）翔宇路北站以北約450 m丁字路口，背景噪聲54 dB，列車通過速度約80 km/h。由升降機控制傳聲器位于外軌中心線7.5 m，軌頂面以上1.5 m處，背景噪聲低于被測聲源的噪聲級10 dB以上，且列車運行速度超過75%最高運行速度，完全符合技術導則要求。

圖4 南京機場線（S1線）測點

2.2 寧天城際線（S8線）測試方案

南京地鐵寧天城際線（S8線）橋梁采用箱型梁，梁上裝有護欄板，車輛為4B編組，供電方式為接觸網供電，軌道形式為承軌臺式整體道床，設計最高速度為100 km/h，除橋梁形式較濟南R1號線不同，其他對噪聲源強影響較大的因素（車輛編組、行車速度、軌道結構、供電方式等）基本一致。

測點情況（見圖5）：測點位于寧天城際線（S8線）長蘆站以北約600 m，千人計劃化學化工研究院門口，背景噪聲67 dB，列車通過速度約75 km/h。由于外軌中心線7.5m處上空有電線，因此由升降機控制傳聲器位于外軌中心線6.2 m，軌頂面以上1.5 m處，背景噪聲低于被測聲源的噪聲級10 dB以上，且列車運行速度達到75%最高運行速度，完全符合環(huán)評導則要求。

圖5 南京寧天城際（S8線）測點

3 測試結果及分析

3.1 南京機場線（S1線）測試結果

依據環(huán)評導則的要求，現場進行了5次測試，每次采樣時長約為8 s，均在線路上行一側，測試結果如表1所示。

表1 南京機場線測試結果

3.2 寧天城際線（S8線）測試結果

依據環(huán)評導則的要求，現場進行了5次測試，每次采樣時長約為5 s，均在線路下行一側，測試結果如表2所示。

表2 南京寧天城際線測試結果

3.3 測試結果分析

由南京地鐵機場線（S1線）的實測數據可以看出，噪聲源強最大為77.9 dB；寧天城際（S8線）由于受測試條件限制，在距離線路更近的情況下，測得最大噪聲源強為82.1 dB。對比兩次測試結果，并考慮了一定的余量，采用82.1 dB作為本次測試的最大噪聲源強值。由于南京機場線（S1線）、寧天城際（S8線）高架線分別采用了U型梁和箱形梁結構，U梁腹板和箱梁護欄板均能起到一定的降噪作用，上述兩個測點距軌面標高1.5 m，均處于聲影區(qū)。因此，測得的噪聲源強值應參考文獻[2]的研究成果進行修正，最終結果為85 dB，遠低于93 dB。

而北京13號線采用箱形梁裸梁結構（沒有護欄板），這是導致南京機場線和寧天城際噪聲源強的測試結果遠低于93 dB的原因之一。但隨著城市軌道交通環(huán)保要求的不斷提高，采用U梁腹板及護欄板來降噪，已經為多數地鐵建設單位所接受。因此，綜合考慮南京機場線、寧天城際的測試結果及環(huán)保要求的不斷提高，93 dB作為目前及后續(xù)城市軌道交通高架線噪聲源強參考值已不再適用。

結合濟南軌道交通R1號線，將測得的噪聲源強值代入到噪聲預測公式，并進行降噪方案設計，得出的降噪措施為采用1.8 km半封閉聲屏障，比采用93 dB噪聲源強時減少1.2 km全封閉聲屏障的設置，預計節(jié)省降噪措施造價約3 000萬元。

4 結論

通過對南京機場線（S1線）及寧天城際（S8線）高架線噪聲源強實地測試，得出以下結論：

1）隨著車輛噪聲規(guī)范的不斷完善及軌道打磨技術的成熟，環(huán)評報告中建議高架線采用93 dB的噪聲源強值有些保守；

2）噪聲源強取值高低對城市軌道交通高架線降噪措施（聲屏障、隔聲窗等）的工程造價影響較大，選擇一個合理的取值有利于在滿足降噪功能的同時，降低工程造價。

5 展望

建議對國內城市軌道交通高架線進行廣泛的調研及測試，通過數據分析，得出一個具有指導意義的高架線噪聲源強取值，并隨著車輛制式、軌道結構、橋梁型式及供電方式等的發(fā)展不斷進行更新，可為后續(xù)高架線的環(huán)評及降噪方案設計提供借鑒。

[1] 環(huán)境影響評價技術導則(城市軌道交通): HJ 453—2008[S]. 北京: 中國環(huán)境科學出版社, 2009: 9.

Technical Guidelines for Environmental Impact Assess-ment of Urban Rail Transit : HJ 453—2008[S]. Beijing: China Environmental Science Press, 2009: 9.

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WANG Qiaoyan, LI Xiaodong, ZHOU Xingmin. On noise source intensity test for elevated railway[J]. Journal of Shanghai Ship and Shipping Research Institute, 2016, 39(1):73-75.

[3] 中鐵二院工程集團有限責任公司. 濟聊城際軌道交通濟南至長清線(暨城市軌道交通R1號線)建設項目環(huán)境影響報告書[R]. 濟南, 2014.

[4] 地鐵車輛通用技術條件: GB 7928—2003[S]. 北京: 中國標準出版社, 2006: 4.

General Technical Specification for Metro Vehicles: GB 7928—2003 [S]. Beijing: China Standard Press, 2006: 4.

[5] 城市軌道交通列車噪聲限值和測量方法: GB 14892—2006 [S]. 北京: 中國標準出版社, 2006: 2.

Noise Limit and Measurement for Train of Urban Rail Transit: GB 14892—2006 [S]. Beijing: China Standard Press, 2006: 2.

[6] 地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范: GB 50299—1999(2003)[S].北京: 中國計劃出版社, 2004: 112-120.

Code for Construction and Acceptance of Metro Engi-neering: GB 50299—1999(2003)[S]. Beijing: China Planning Press, 2004: 112-120.

[7] 地鐵設計規(guī)范: GB 50157—2013[S]. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 2014: 45-52.

Code for Design of Metro : GB 50157—2013[S]. Beijing: China Construction Industry Press, 2014: 45-52.

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[9] 金學松, 杜星, 郭俊, 等. 鋼軌打磨技術研究進展[J]. 西南交通大學學報, 2010, 45(1): 1-11.

JIN Xuesong, DU Xing, GUO Jun, et al. State of arts of research on rail grinding [J]. Journal of Southwest Jiao-tong University, 2010, 45(1): 1-11.

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ZHOU Liangjie. Study of rail grinding profile[D]. Chengdu:Southwest Jiaotong University, 2010.

（編輯：郝京紅）

Discussion on the Intensity of Noise Source of Urban Rail Transit

LIU Haidong, WANG Hao, YANG Peisheng, ZHAO Yanna

(Jinan Rail Transit Group, Jinan 250101)

As the noise standard of metro vehicles has improved and the rail-grinding technology has become more advanced, the wheel rail-deduced noise has considerably improved. According to the environmental impact assessment report of rail transit line R1, Jinan city, the noise source intensity of an elevated line is 93 dB, which is based on the test of Beijing metro line 13, which has been in operation since 2002, and is tested using the analogy method. However, the rationality of this value needs to be verified. To make the design of the noise reduction measures of the urban rail transit elevated line more reasonable and economical based on a rational noise source value, a professional testing organization was established, in accordance with the technical guidelines for environmental impact assessment of urban rail transit, to test the noise source intensity of the Nanjing Airport Line (Line S1) and Ningtian intercity elevated line (Line S8), and the revised maximum source value was 85 dB. Therefore, 93 dB is inappropriate as the noise source intensity of an elevated line. According to the 85-dB noise source intensity, the noise reduction measures of line R1 will save about 30 million yuan in cost.

rail transit; elevated line; noise source intensity; environmental impact assessment; noise reduction

U231

A

1672-6073(2018)02-0098-04

10.3969/j.issn.1672-6073.2018.02.016

2017-05-23

2017-08-15

劉海東，男，碩士，研究員，從事城市軌道交通機電設備相關理論與技術的研究，lhdoing@qq.com

王豪，男，碩士，工程師，從事城市軌道交通軌道及聲屏障相關理論與技術的研究，whjntrack@qq.com

國家住建部課題（2016-R1-010）；山東省住建廳課題（2017-R1-026）