城市轨道交通地下线振动环境影响分析.pdf

doi: 10． 3969 / j． issn． 1672-6073． 2012． 02． 016 都市快轨交通·第25卷 第2期 2012年 4月 学术探讨 城市轨道交通地下线 振动环境影响分析 谢咏梅1 刘 扬2 辜小安3 ( 1． 环境保护部环境工程评估中心 北京 100012; 2． 北京市地铁运营公司 北京 100044; 3． 中国铁道科学研究院 北京 100081) 摘 要 采用城市轨道交通环境影响评价中的振动预 测方法，通过北京、上海、广州 10 条运营线路的环保验 收调查报告和轨道减振性能测试评估报告提供的实测 数据和预测结果进行对比分析，结果表明: 在一定的车 速、埋深及区段等工程条件下，若按交通干线两侧昼、 夜间振动限值标准进行评价，地下线的环境振动影响 范围约 20 m。地下线的振动影响主要取决于线路的线 型、埋深，尤其与敏感点的距离、运行速度关系较大。 地铁隧道上方 5 m 以内的建筑，环境振动无明显变化; 5 ～ 20 m 振动级衰减比较明显。正线区间比车场线及 出、入段线敏感点的振动级高 4 ～ 6 dB; 出段线比入段 线敏感点的振动级高 2 dB 左右。建议根据振动影响范 围，做好轨道交通及其沿线用地规划。地下线路应合 理选线，尤其要避免下穿环境敏感建筑; 沿线规划控制 应预留振动防护距离，在防护范围内不宜新建敏感建 筑; 对特殊敏感区段，可以考虑在夜间时段采取限速的 措施。 关键词 城市轨道交通; 地下线; 环境; 振动 中图分类号 U231． 8 文献标识码 A 文章编号 1672-6073( 2012) 02-0059-05 1 轨道交通振动源的产生及工程特点 1. 1 轨道交通振动源的产生及传播 截至 2011 年底，我国内地已有北京、上海、广州、 长春、重庆等 14 个城市，开通运 营 轨 道 交通线路 54 条，其运用车辆类型包括 A 型、B 型、C 型、直 线 电 机 及 收稿日期: 2011-11-04 修回日期: 2012-03-15 作者简介: 谢咏梅，女，硕士，工程师，高级项目负责人，主要从事城 市轨道交通类建设项目环境影响技术评估工作，xieym@ acee. org. cn 跨座式单轨车辆，采用 A 型和 B 型车辆的运营线路占 80% 以上。轨道交通地下线对沿线环境的影响，主要 是运营期列车运行引起的振动对地面建筑物的影响， 而室内环境受到的振动影响是环境影响评价的重点， 包括垂向振动响应和二次辐射噪声影响。下面重点分 析 A 型、B 型车辆在地下隧道内运行时对建筑物室内 地面的垂向振动响应。 地铁列车在隧道内行驶过程中，由于车轮在钢轨 上的滚动与撞击作用而激发轨道结构振动，经钢轨、 扣件、轨枕、道床向隧道结构传递，再经隧道结构通过 土壤层传递至表层土壤，并通过表层土壤向邻近的建 筑物传播，从而激发地面建筑物的振动响应，以至对 沿线邻近区域产生振动干扰。研究表明，由于振动在 地表传导过程中其水平方向的衰减比铅垂向振动衰 减得快，因而铅垂方向的振动大于水平方向的振动。 人体可感知的振动频率范围是 1 ～ 1 000 Hz，其中 1 ～ 100 Hz 为敏感区。人体对于小于 16 Hz 的低频振动 更为敏感，垂向振动最敏感的频率范围为 4 ～ 8 Hz，横 向振动为1 ～ 2 Hz。振动在传播过程中，高频部分比 低频部分衰减得快，因此低频振动影响比高频振动影 响要大〔1〕。 当列车在地下隧道内运行时，车速为 60 km /h 的 列车通过时段距道床 0. 5 m 处( 混凝土整体道床) 的 铅垂向 Z 计权振动级 VL Z 10 值为 84 ～ 85 dB，其振动频 率主要集中在 31. 5 ～ 60 Hz〔2〕。按照城市区域环境振 动限值标准考量，在正常的工程和地质条件下，轨道 交通 线 路 两 侧 30 m 范 围 将 受 到 不 同 程 度 的 振 动 影响〔2〕。 1. 2 轨道交通振动影响的工程特点 根据国内地铁建设经验，服务于中心城区的地铁 95 都市快轨交通·第25卷 第2期 2012年 4月 线路平均站间距一般在 1 ～ 1. 2 km，车辆最高设计速度 为 80 km /h，正 线 区 间 最 小 曲 线 半 径 一 般 为 350 ～ 400 m，困难地段为 250 ～ 300 m，最大纵断面坡度不大 于 30‰。当线路穿越中心城区( 包括主城区、老城区、 古城区和规划新城中心区) 时，一般采用地下敷设方 式，中心城区以外在道路条件及沿线环境条件允许的 地段采用高架或地面敷设方式。线路一般沿城市既 有道路或规划道路的路中或一侧布置，道路红线宽度 要求地下 线 一 般 不 小 于 50 m，高 架 线 不 小 于 60 m。 地下线的隧道结构在表层土壤