城市軌道交通地下段振動(dòng)對(duì)于周邊規(guī)劃地塊退讓距離的影響

許聰 徐文文 張瑋

摘要：以某市地鐵1號(hào)線(xiàn)新規(guī)劃地塊為例，分析城市軌道交通地下段振動(dòng)和室內(nèi)二次結(jié)構(gòu)噪聲的影響范圍，并通過(guò)振動(dòng)實(shí)測(cè)對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，探討地鐵地下線(xiàn)振動(dòng)及二次結(jié)構(gòu)噪聲對(duì)于規(guī)劃地塊退讓距離的影響，并對(duì)周邊規(guī)劃地塊退讓距離提出優(yōu)化建議，也供規(guī)劃部門(mén)批復(fù)相應(yīng)地塊提供決策依據(jù)。

關(guān)鍵詞：軌道交通地下段;振動(dòng);二次結(jié)構(gòu)噪聲;退讓距離

中圖分類(lèi)號(hào)：X827 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）11-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.11.010

The impact of the vibration of the underground section of urban rail transit on the setback distance of surrounding planned plots

Xu Cong1，2，Xu Wenwen1，2，Zhang wei1，2

（1.China Design Group Co.，Ltd.，Nanjing Jiangsu 210014，China;2.Jiangsu Transportation Environment Protection Engineering Technology Centre，Nanjing Jiangsu 210014，China）

Abstract：Take the newly planned plot of Metro Line 1 in a certain city as an example， analyze the influence range of urban rail transit underground section vibration and indoor secondary structure noise， and compare and verify the prediction results through actual vibration measurement，discuss the impact of subway underground line vibration and secondary structural noise on the setback distance of planned plots，and propose optimization suggestions for the setback distance of surrounding planned plots，and provide decision-making basis for the approval of the corresponding plots by the planning department.

Key word：Rail transit underground section;Vibration;Secondary structure noise;Setback distance

為緩解交通擁堵，國(guó)內(nèi)各大城市都在積極發(fā)展公共交通系統(tǒng)，其中地鐵交通以其方便、快捷、準(zhǔn)時(shí)、載客量大等優(yōu)點(diǎn)，成為人們?nèi)粘３鲂械闹匾煌üぞ摺５罔F在給人們?nèi)粘３鲂袔?lái)便利的同時(shí)，也會(huì)引起環(huán)境振動(dòng)及室內(nèi)二次噪聲污染[1-4]。地鐵運(yùn)行誘發(fā)隧道結(jié)構(gòu)振動(dòng)，并通過(guò)周?chē)貙酉蛲鈧鞑ィ瑐飨蛑苓叺乇砑敖ㄖ锘A(chǔ)，從而引發(fā)地鐵周邊的環(huán)境振動(dòng)和建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，進(jìn)而誘發(fā)建筑物內(nèi)部的二次振動(dòng)[5]。地鐵運(yùn)行引起的環(huán)境振動(dòng)會(huì)影響建筑物的結(jié)構(gòu)安全;影響建筑中居住居民的正常休息、工作和日常生活，更對(duì)相關(guān)單位生產(chǎn)和使用對(duì)振動(dòng)有較高要求的精密儀器設(shè)備產(chǎn)生較大的影響[6-7]。

如何有效對(duì)地鐵地下線(xiàn)周邊地塊進(jìn)行退讓距離規(guī)劃，盡量減小地鐵運(yùn)行引起的環(huán)境振動(dòng)及噪聲影響，在提高土地開(kāi)發(fā)利用率的同時(shí)也能提升周邊建筑內(nèi)居民的舒適度，已成為地鐵周邊地塊規(guī)劃開(kāi)發(fā)急需解決的問(wèn)題，也可供規(guī)劃部門(mén)批復(fù)相應(yīng)地塊提供決策依據(jù)。本文以某市地鐵1號(hào)線(xiàn)新規(guī)劃地塊DN020413研究對(duì)象，該地塊為地鐵運(yùn)營(yíng)后新增加規(guī)劃地塊，探討地鐵振動(dòng)和室內(nèi)二次結(jié)構(gòu)噪聲的影響范圍，并通過(guò)實(shí)測(cè)對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，確定地鐵地下線(xiàn)振動(dòng)及二次結(jié)構(gòu)噪聲對(duì)于該規(guī)劃地塊退讓距離的影響。

1 地鐵振動(dòng)及二次結(jié)構(gòu)噪聲預(yù)測(cè)方法及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.1 地鐵振動(dòng)預(yù)測(cè)方法

地鐵振動(dòng)的產(chǎn)生和傳播是一個(gè)異常復(fù)雜的過(guò)程，它與地鐵列車(chē)的構(gòu)造、性能和行車(chē)速度、軌道、隧道結(jié)構(gòu)、材料及沿線(xiàn)的地質(zhì)條件等許多因素有關(guān)。振動(dòng)預(yù)測(cè)采用《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 城市軌道交通》（HJ 453-2018）附錄D中推薦的振動(dòng)預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)衰減項(xiàng)包括CV列車(chē)速度修正、CW軸重和簧下質(zhì)量修正、CR輪軌條件修正、CT隧道形式修正、CD距離衰減修正、CB建筑物類(lèi)型修正dB、CTD——行車(chē)密度修正。

1.2 地鐵二次結(jié)構(gòu)噪聲預(yù)測(cè)方法

地鐵二次結(jié)構(gòu)噪聲的預(yù)測(cè)根據(jù)《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 城市軌道交通》（HJ 453-2018）附錄D.2，地鐵的室內(nèi)二次結(jié)構(gòu)噪聲中提出的類(lèi)比法進(jìn)行預(yù)測(cè)。

1.3 振動(dòng)及二次結(jié)構(gòu)噪聲預(yù)測(cè)方法

振動(dòng)環(huán)境評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參照《城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》（GB10070-88），室內(nèi)二次結(jié)構(gòu)噪聲限值參照《城市軌道交通引起建筑物振動(dòng)與二次輻射噪聲限值及其測(cè)量方法標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ/T170-2009），DN020413地塊位于1類(lèi)聲環(huán)境功能區(qū)，DN020413地塊位于軌道中心線(xiàn)外60m范圍內(nèi)都是噪聲4a類(lèi)區(qū)。

2 地鐵地下線(xiàn)振動(dòng)與二次結(jié)構(gòu)噪聲預(yù)測(cè)

某市地鐵1號(hào)線(xiàn)線(xiàn)路全長(zhǎng)33.837km，地下線(xiàn)長(zhǎng)約31.486km，軌道采用60kg/m鋼軌、9號(hào)道岔、整體道床，車(chē)輛采用VVVF控制的交流電機(jī)牽引、鋼輪鋼軌B型車(chē)系統(tǒng)，采用6輛編組4動(dòng)2拖方案。DN020413地塊所處區(qū)間線(xiàn)路平面圓曲線(xiàn)半徑>2 000m，線(xiàn)間距為14m，區(qū)間隧道埋深20m，區(qū)間最高車(chē)速75km/h，新規(guī)劃地塊與地鐵線(xiàn)路的關(guān)系見(jiàn)圖1。

規(guī)劃地塊振動(dòng)預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1，由表可知，振動(dòng)預(yù)測(cè)點(diǎn)距離軌道越近，預(yù)測(cè)值越大。預(yù)測(cè)點(diǎn)距離近側(cè)軌道中心線(xiàn)25m時(shí)，晝間左線(xiàn)振動(dòng)值VLZmax為73.2dB，夜間左線(xiàn)振動(dòng)值VLZmax為71.1dB，滿(mǎn)足《城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》（GB10070-88）中“交通干線(xiàn)道路兩側(cè)”晝間75dB、夜間72dB的標(biāo)準(zhǔn)。

通過(guò)類(lèi)比法選取與規(guī)劃地塊處采用壓縮型減振扣件、與最近地鐵站距離均為200m（地鐵通過(guò)時(shí)的運(yùn)行速度相同）、平面圓曲線(xiàn)半徑和埋深相近的多個(gè)類(lèi)比點(diǎn)進(jìn)行二次結(jié)構(gòu)類(lèi)比實(shí)測(cè)，具體實(shí)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。由表可知，在距離近軌位置40m處，其類(lèi)比點(diǎn)41樓監(jiān)測(cè)的室內(nèi)二次結(jié)構(gòu)噪聲等效A聲壓級(jí)晝間和夜間均可滿(mǎn)足《城市軌道交通引起建筑物振動(dòng)與二次輻射噪聲限值及其測(cè)量方法標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ/T170-2009）中4類(lèi)區(qū)標(biāo)準(zhǔn)“晝間45 dB（A）、夜間42 dB（A）”。

由上述預(yù)測(cè)結(jié)果可知，對(duì)于該規(guī)劃地塊，距離近側(cè)軌道位置距離25m可滿(mǎn)足《城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》（GB10070-88）的振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，距離近側(cè)軌道位置距離35m處基本可滿(mǎn)足《城市軌道交通引起建筑物振動(dòng)與二次輻射噪聲限值及其測(cè)量方法標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ/T170-2009）的二次結(jié)構(gòu)噪聲標(biāo)準(zhǔn)，40m完全滿(mǎn)足噪聲標(biāo)準(zhǔn)。一般來(lái)說(shuō)，人耳對(duì)地鐵室內(nèi)二次結(jié)構(gòu)噪聲很敏感，雖然噪聲值較小，但仍能感覺(jué)到地鐵的經(jīng)過(guò)，且背景噪聲越小，感覺(jué)越明顯，這種情況和人耳的敏感程度有關(guān)[8]，因此，從二次結(jié)構(gòu)噪聲應(yīng)從相對(duì)嚴(yán)格的角度進(jìn)行控制。

3 振動(dòng)預(yù)測(cè)模型驗(yàn)證

為了驗(yàn)證振動(dòng)預(yù)測(cè)結(jié)果，項(xiàng)目組在DN020413地塊的現(xiàn)狀停車(chē)場(chǎng)位置進(jìn)行了振動(dòng)實(shí)測(cè)，測(cè)量點(diǎn)位詳見(jiàn)圖1，具體實(shí)測(cè)結(jié)果與預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3，由表可以看出，噪聲預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值基本吻合，預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)可行。此外，DN020413地塊范圍北側(cè)1/3軌道（K20+150～K20+350）左右線(xiàn)均采用的是鋼彈簧浮置板道床（液體阻尼），剩余的2/3軌道（K19+950～K20+150）左右線(xiàn)采用的是壓縮型減振扣件，因此在預(yù)測(cè)時(shí)已考慮上述減振措施的影響。

4 規(guī)劃地塊退讓距離建議

在地鐵軌道情況正常運(yùn)行的情況下，列車(chē)通過(guò)時(shí)測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)值Vlzmax一般比室內(nèi)二次結(jié)構(gòu)噪聲等效A聲壓級(jí)LAeq大30dB。由于二次結(jié)構(gòu)噪聲的控制標(biāo)準(zhǔn)較為嚴(yán)格，一般來(lái)說(shuō)，軌道交通二次結(jié)構(gòu)噪聲的影響范圍要遠(yuǎn)于振動(dòng)，因此，在確定城市軌道交通地下段對(duì)于周邊規(guī)劃地塊退讓距離時(shí)，應(yīng)綜合考慮振動(dòng)以及二次結(jié)構(gòu)噪聲的綜合影響，振動(dòng)達(dá)標(biāo)距離內(nèi)應(yīng)避免進(jìn)行地塊規(guī)劃，振動(dòng)達(dá)標(biāo)距離與二次結(jié)構(gòu)達(dá)標(biāo)距離之間應(yīng)避免規(guī)劃居住、精密儀器等用途的地塊，二次結(jié)構(gòu)噪聲達(dá)標(biāo)距離外的地塊可按照規(guī)劃要求開(kāi)展各項(xiàng)地塊規(guī)劃工作。以本項(xiàng)目DN020413為例，建議振動(dòng)達(dá)標(biāo)距離25m內(nèi)應(yīng)避免進(jìn)行地塊規(guī)劃，二次結(jié)構(gòu)噪聲達(dá)標(biāo)距離40m內(nèi)（25m以外）應(yīng)該避免規(guī)劃居住、精密儀器等用途的地塊，40m外按照規(guī)劃要求可正常開(kāi)展各項(xiàng)地塊規(guī)劃工作。

5 結(jié)論

（1）在進(jìn)行軌道交通地下段振動(dòng)對(duì)于規(guī)劃地塊的振動(dòng)影響預(yù)測(cè)時(shí)，在地塊出讓前，地塊內(nèi)建筑物具體樓層和平面布置尚不明確，建議振動(dòng)預(yù)測(cè)中的“建筑物類(lèi)型修正值CB”暫不考慮，從保守角度考慮退讓距離。（2）2018版的城市軌道交通導(dǎo)則中振動(dòng)預(yù)測(cè)模型和衰減量并未考慮軌道措施，根據(jù)地鐵振動(dòng)預(yù)測(cè)結(jié)果考慮建筑退讓距離時(shí)，需疊加軌道減振措施帶來(lái)的振動(dòng)削減。（3）在地鐵軌道情況正常運(yùn)行的情況下，列車(chē)通過(guò)時(shí)測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)值Vlzmax一般比室內(nèi)二次結(jié)構(gòu)噪聲等效A聲壓級(jí)LAeq大30分貝，由于二次結(jié)構(gòu)噪聲的控制標(biāo)準(zhǔn)較為嚴(yán)格，一般來(lái)說(shuō)，二次結(jié)構(gòu)噪聲的達(dá)標(biāo)距離要遠(yuǎn)與軌道交通振動(dòng)，因此，在確定城市軌道交通地下段對(duì)于周邊規(guī)劃地塊退讓距離時(shí)，應(yīng)綜合考慮振動(dòng)以及二次結(jié)構(gòu)噪聲的綜合影響，振動(dòng)達(dá)標(biāo)距離內(nèi)應(yīng)避免進(jìn)行地塊規(guī)劃，振動(dòng)達(dá)標(biāo)距離與二次結(jié)構(gòu)達(dá)標(biāo)距離之間應(yīng)避免規(guī)劃居住、精密儀器等用途的地塊，二次結(jié)構(gòu)噪聲達(dá)標(biāo)距離外的地塊可按照規(guī)劃要求開(kāi)展各項(xiàng)地塊規(guī)劃工作。

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收稿日期：2020-09-28

基金項(xiàng)目：2019年度省交通運(yùn)輸科技與成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目（2019Y70）

作者簡(jiǎn)介：許聰（1989-），男，碩士，工程師，研究方向?yàn)榻煌ōh(huán)境保護(hù)。