摘要：地下線路地鐵列車(chē)運(yùn)行振動(dòng)對(duì)地鐵沿線產(chǎn)生一定影響。北京市軌道交通主要采取軌枕減振及道床減振等措施，降低地鐵列車(chē)運(yùn)行對(duì)沿線環(huán)境的影響。通過(guò)對(duì)某地鐵線路兩側(cè)環(huán)境振動(dòng)的監(jiān)測(cè)，分析地鐵振動(dòng)對(duì)環(huán)境影響程度。

關(guān)鍵詞：軌道交通；振動(dòng)；減振措施；環(huán)境影響

中國(guó)分類(lèi)號(hào)：X829 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2018）05-0012-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.05.005

Abstract： The vibration of underground railway trains has some influence along the subway line. Beijing rail transit mainly adopts the measures such as sleeper vibration control and ballast bed vibration control， which reduce the Impact of subway train operation on the environment along the subway line. The influence degree of subway vibration on the environment is analyzed by vibration monitoring on both sides of a subway line.

Key words： Rail transit； Vibration； Vibration control measures； Environmental impact

北京是全國(guó)最早建設(shè)軌道交通的城市，始建于1965年7月，1969年10月建成通車(chē)的地鐵一號(hào)線是中國(guó)第一條軌道交通線路。截至2017年12月，北京地鐵運(yùn)營(yíng)線路共有22條地鐵線路，覆蓋北京市11個(gè)市轄區(qū)，運(yùn)營(yíng)里程608km，共設(shè)車(chē)站370座。2017年客運(yùn)量37.8億人次，居全國(guó)首位。截至2017年12月，北京地鐵在建線路17條，共320.8km。

隨著城市軌道交通的迅猛發(fā)展，地下線路地鐵列車(chē)運(yùn)行引起的沿線環(huán)境振動(dòng)影響問(wèn)題也日趨突出。本文根據(jù)北京市2012年后開(kāi)通的某地鐵線路兩側(cè)環(huán)境振動(dòng)監(jiān)測(cè)結(jié)果，分析北京市地鐵振動(dòng)對(duì)環(huán)境影響程度。

1 地鐵振動(dòng)來(lái)源及影響途徑

城市軌道交通（地下段）振動(dòng)主要是由運(yùn)行列車(chē)輪軌間的相互作用產(chǎn)生，并通過(guò)結(jié)構(gòu)（隧道）傳遞到周?chē)牡貙樱M(jìn)而通過(guò)土壤向四周傳播，傳至地面及建筑物，引起環(huán)境振動(dòng)及二次結(jié)構(gòu)噪聲。

對(duì)于地下軌道，其影響因素主要有列車(chē)運(yùn)行速度、車(chē)輛重量、隧道基礎(chǔ)和初砌結(jié)構(gòu)類(lèi)型、軌道類(lèi)型、采用的減振措施等。此外，列車(chē)與軌道的動(dòng)力相互作用也會(huì)加大振動(dòng)作用。地鐵振動(dòng)的影響范圍在很大程度上取決于列車(chē)通過(guò)的速度及隧道埋深。列車(chē)運(yùn)行速度越高，振動(dòng)影響越大；隧道埋深越大，影響范圍越小。

2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

執(zhí)行《城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》（GB10070-88）（國(guó)家環(huán)境保護(hù)局1988年12月10日發(fā)布，1989年7月1日實(shí)施），及《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/T 170-2009）（2009年3月15日發(fā)布，20097月1日實(shí)施）年詳見(jiàn)表1。

3 現(xiàn)有減振措施

北京市新近開(kāi)通的軌道交通地下線，采取軌枕減振措施及道床減振措施，主要包括彈性長(zhǎng)軌枕、梯形軌枕、橡膠浮置板道床、鋼彈簧浮置板道床等。根據(jù)部分線路實(shí)際建設(shè)情況統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，采取減振措施的路段在55%以上，其中以梯形軌枕及浮置板道床為主要減振措施。采取梯形軌枕的線路長(zhǎng)度占線路總長(zhǎng)度的35%～45%，占減振措施長(zhǎng)度的60%～80%；鋪設(shè)浮置板道床的線路長(zhǎng)度占線路總長(zhǎng)度的10%～20%，占減振措施長(zhǎng)度的20%～36%。

3.1 彈性長(zhǎng)軌枕

彈性長(zhǎng)軌枕在傳統(tǒng)彈性短軌枕的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，在軌枕底部設(shè)置剛度較低的三元乙丙橡膠微孔發(fā)泡彈性墊層，并通過(guò)彈性套靴將彈性墊層及長(zhǎng)軌枕與道床隔離，使彈性長(zhǎng)軌枕在列車(chē)通過(guò)時(shí)在垂直方向能被自由壓縮一定的行程，從而實(shí)現(xiàn)減振；在水平縱向及橫向基本無(wú)彈性，以確保其水平方向的穩(wěn)定性。

3.2 梯形軌枕

軌枕是由PC 制的縱梁和鋼管制的橫向聯(lián)接桿構(gòu)成的，形似扶梯，故稱(chēng)之為梯形軌枕。其減輕了軌道的荷載，將軌枕的連續(xù)彈性支撐改為彈性支墩，提高了減振降噪的性能。其主要利用軌下的縱向連續(xù)梯形構(gòu)架參與振動(dòng)，吸收輪軌振動(dòng)能量，從而實(shí)現(xiàn)減振。

3.3 鋼彈簧浮置板道床

特殊減振地段通過(guò)對(duì)軌道結(jié)構(gòu)設(shè)置隔振系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。目前國(guó)內(nèi)及北京地鐵應(yīng)用最成熟的軌道特殊隔振系統(tǒng)為鋼彈簧浮置板。這種道床結(jié)構(gòu)是將軌道固定在鋼筋混凝土質(zhì)量平臺(tái)上，平臺(tái)再放在由柔性彈簧組成的隔振器上。這個(gè)質(zhì)量平臺(tái)可以提供足夠的慣性質(zhì)量來(lái)抵消車(chē)輛產(chǎn)生的動(dòng)荷載，只有靜載和少量殘余動(dòng)荷載通過(guò)彈簧傳到基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上。

鋼彈簧浮置板道床分為固態(tài)阻尼與液態(tài)阻尼，區(qū)別在于重量級(jí)浮置板的隔振器采用的是液體阻尼，而固態(tài)阻尼鋼彈簧浮置板道床的隔振器采用的是固體阻尼。

3.4 橡膠墊浮置板道床

橡膠彈簧浮置板整體道床軌道系統(tǒng)通過(guò)橡膠彈簧浮置板隔振系統(tǒng)支撐在混凝土道床基地，車(chē)輛荷載作用在整體到床上，之后通過(guò)整體道床承重所受荷載傳遞于橡膠彈簧浮置板隔振桶，形成了一個(gè)質(zhì)量-彈簧減振系統(tǒng)，通過(guò)減振系統(tǒng)達(dá)到減振降噪的目的。

4 振動(dòng)影響監(jiān)測(cè)

本次調(diào)查以目前北京地鐵采取的主要減振措施—梯形軌枕路段振動(dòng)影響情況為主要調(diào)查對(duì)象。在北京某地鐵線外軌中心線兩側(cè)60m范圍內(nèi)采取梯形軌枕措施的路段設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)位40處。

監(jiān)測(cè)列車(chē)通過(guò)時(shí)的鉛垂向Z振級(jí)VLZ10及VLZmax，每個(gè)測(cè)點(diǎn)取5對(duì)列車(chē)通過(guò)，以10次讀值的算數(shù)平均值為評(píng)價(jià)量。各測(cè)點(diǎn)采用線路建設(shè)前背景振動(dòng)值VLZ10進(jìn)行對(duì)照。

5 影響分析

外軌中心線兩側(cè)60m范圍內(nèi)，各點(diǎn)位鉛垂向Z振級(jí)監(jiān)測(cè)值見(jiàn)圖5及圖6。

地鐵運(yùn)行對(duì)沿線環(huán)境振動(dòng)的影響基本呈隨與線路距離增大而衰減趨勢(shì)。晝間各點(diǎn)位VLZmax在57.9～67.9dB之間，VLZ10在57.0～67.1dB之間。對(duì)比背景振動(dòng)值，VLZ10增量在2.5～11.9dB。其中，線路外軌中心線20m范圍內(nèi)VLZ10增量在4.5～11.9dB，20～50m范圍內(nèi)VLZ10增量在2.5～8.1dB。

夜間各點(diǎn)位VLZmax在57.4～67.5dB之間， VLZ10在56.4～66.8dB之間。對(duì)比背景振動(dòng)值，VLZ10增量在2.9～12.5dB。其中，線路外軌中心線20m范圍內(nèi)VLZ10增量在4.5～12.5dB，20～50m范圍內(nèi)VLZ10增量在2.9～8.5dB。

目前，北京地鐵多數(shù)線路結(jié)合現(xiàn)有交通道路設(shè)計(jì)，通過(guò)采取鋪設(shè)梯形軌枕減振措施，線路外軌中心線60m范圍內(nèi)振動(dòng)VLZmax可滿足《城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》（GB10070-88）交通干線道路兩側(cè)75dB，夜間72dB要求。

6 結(jié)束語(yǔ)

（1）地下線路地鐵列車(chē)運(yùn)行振動(dòng)對(duì)沿線產(chǎn)生一定影響。北京市新近開(kāi)通的軌道交通地下線減振措施以梯形軌枕及浮置板道床為主要減振措施。

（2）地鐵運(yùn)行對(duì)沿線環(huán)境振動(dòng)的影響基本呈隨與線路距離增大而衰減趨勢(shì)。晝間線路外軌中心線20m范圍內(nèi)VLZ10增量在4.5～11.9dB，20～50m范圍內(nèi)VLZ10增量在2.5～8.1dB。夜間線路外軌中心線20m范圍內(nèi)VLZ10增量在4.5～12.5dB，20～50m范圍內(nèi)VLZ10增量在2.9～8.5dB。

（3）通過(guò)采取鋪設(shè)梯形軌枕減振措施，線路外軌中心線60m范圍內(nèi)振動(dòng)VLZmax可滿足《城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》（GB10070-88）交通干線道路兩側(cè)75dB，夜間72dB要求。

參考文獻(xiàn)

[1]辜小安，任京芳，劉揚(yáng)等.我國(guó)地鐵環(huán)境振動(dòng)現(xiàn)狀及控制措施[J].鐵道勞動(dòng)安全衛(wèi)生與環(huán)保，2003，30（5）：206-208.

[2]朱瑾如，錢(qián)程，潘雨桐等.地鐵振動(dòng)對(duì)建筑物及人體舒適度影響的研究[J].結(jié)構(gòu)工程師，2017，33（5）：125-134.

[3]張曉春，張辰辰，張磊等.地鐵列車(chē)振動(dòng)對(duì)臨近建筑內(nèi)人體舒適度的影響研究[J].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，38（6）：835-839.

收稿日期：2018-04-23

作者簡(jiǎn)介：馬君（1979-），女，本科，注冊(cè)環(huán)評(píng)工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境影響評(píng)價(jià)。