大同環城高速公路西環路安置小區路段增設聲屏障的方案研究與設計

張 敏

（山西省交通規劃勘察設計院，山西 太原 030012）

1 工程概況

大同環城高速公路西環路安置小區，位于大同環城K22+180～K24+170段路基左側，規劃總用地304畝，住宅建筑面積24萬m2，安置4000戶城市棚戶區居民，人口密集，學校、公園等文化設施配備齊全。

2 聲環境現狀

西環路安置小區西側靠近已建成的大同環城高速，且靠近高速公路路線中心線200m范圍內幾乎全為住宅樓，最近一棟七層的住宅樓距離路線中心線僅為62m，其中還有一所學校，距離路線中心線102m，學校內有兩棟五層的教學樓。大同環城高速公路自2007年通車以來，交通量逐漸增長，交通噪聲的影響也越來越大。通過對安置小區聲環境進行現場調查，參照該項目聲環境執行《聲環境質量標準》（GB 3096—2008），得到該小區敏感點噪聲現狀監測結果如表1所示，可以看出，該區域聲環境現已超標。

表1 敏感點噪聲現狀監測結果一覽表

表1 （續）

3 聲環境預測結果

選取安置小區具有代表性的兩處敏感點：距離路線最近的一棟七層的居民樓（A點）、和瑞學校（B點）。計算時，分別選取了居民樓的一層、三層、七層和學校的一層、三層進行預測。根據大同環城高速公路西北段環境影響報告書的標準，七層的居民樓、和瑞學校均執行2類標準（即晝間60dB，夜間50dB）。經計算，居民樓、和瑞中學在2011年噪聲值有輕微超標，并在預測中后期（2025年）噪聲超標嚴重。2025年超標情況詳見表2。

表2 敏感點噪聲值超標情況（2025年）

4 安置小區聲環境降噪措施選擇與論證

根據《公路環境保護設計規范》（JTG B04—2010），公路沿線聲環境敏感點的保護措施應根據敏感點的性質、位置、規模、當地條件及工程特點確定。一般而言，可供選擇的聲環境保護方案有以下七種：

（1）調整公路線位；

（2）利用工程棄方降噪；

（3）拆遷建筑物或調整其使用功能；

（4）栽植綠化林帶；

（5）經濟補償；

（6）建筑物設置隔聲設施（如通風隔聲窗）；

（7）建造聲屏障。

由于大同環城高速公路已通車近四年，且安置住宅小區已成片入住，目前采取調整公路線位、利用工程棄方降噪、拆遷建筑物或調整其使用功能等措施來降低噪聲已不現實。

種植綠化林帶，一方面可以降低交通噪聲的影響，另一方面也可以改善路邊的景觀。一般而言，樹木降噪效果與林帶結構和寬度有關，林帶越寬效果越明顯，但對于寬50m，足夠高、足夠密的林帶，其附加降噪量也僅為5～7dB。而大同環城高速公路沿線住房已經靠近了現有公路，再征用足夠寬的土地，種植植被來取得較佳的減噪效果很顯然已不太貼合實際。

經濟補償作為環境保護的一種經濟手段，可依據環境保護法規定，對受污染人進行經濟補償。但由于安置小區受影響范圍廣，需與當地政府相關部門充分協商，以求得共識。實際操作難度較大，且可能把問題遺留下來，經濟補償終究不能解決實質性問題。

建筑物設置隔聲設施，如設置隔聲窗，也能大大減少公路交通噪聲的影響。但由于窗戶密閉，安裝通風設施就成為必然，所以費用也較高。國外此種降噪措施一般用于公共建筑物（學校、科研學術機構），或者噪聲污染特別嚴重，而且沒有其他措施可行的私人住宅。國內，按《公路環境保護設計規范》（JTG B04—2010）規定，環境敏感點規模較小或建筑物高度較大時，可設置建筑物隔聲設施。但對于本項目，受影響區域較大，且面對的都是單一用戶，操作難度大，需要投入大量的人力去談判和協調，故此方案也不可行。

聲屏障就是在聲源和受聲者之間插入一個設施，通過設施材料對聲波進行吸收、反射、透射和衍射等一系列物理效應，使聲音在傳播過程中有一個顯著的附加衰減，從而在一定區域內減弱對受聲者的噪聲影響。近年來由于聲屏障具有施工方便、建設期短、降噪效果明顯等優點，該方法被廣大公路建設部門廣泛采用。聲屏障由于結構外形、降噪方式、材質等的差異，導致其類型多種多樣，各有特色。選用時，應根據受聲點的敏感程度、當地的經濟狀況、自然環境來合理選擇適用的聲屏障類型。一般3～6m高的聲屏障，其聲影區內降噪效果為5～12dB。聲屏障也有一定的局限性，尤其在設置較長距離的聲屏障時，往往會產生景觀限制，使司乘人員產生一定的壓抑感。如若屏體使用透明材料，又易發生眩目和反光現象，而且還要經常清洗。

綜上所述，對于本項目來說，只有建造聲屏障方案能最有效地減少交通噪聲，保障安置小區居民的正常生活及生產活動。

5 聲屏障設計方案

聲屏障設計的關鍵是對降噪效果、結構、材質與景觀等方面設計的綜合考慮。該聲屏障設計要點如下。

5.1 聲屏障規模的確定

聲屏障規模的確定主要是聲屏障高度和長度的確定。由表2知安置小區在預測年中后期最大超標值為17.21dB，要想滿足整個安置小區的聲環境標準，必須將17.21dB確定為聲屏障設計目標值；再根據安置小區與該段高速公路之間的相對位置、周圍地形地貌等因素，確定出無限長聲屏障對安置小區的衰減量；根據該衰減量，通過多次修正試算，最終確定符合本設計目標值所需的聲屏障規模。

5.2 聲屏障結構的設計

根據該段高速公路的路基形式，聲屏障基礎分為路堤段基礎和通道橋段基礎。路堤段聲屏障基礎采用現澆樁梁基礎形式，基礎頂部與硬路肩頂部高程一致。鋼立柱與樁基礎之間采用預埋件進行連接，通道橋段聲屏障基礎采用鉆孔植筋形式。

本項目位于大同市，氣候寒冷，風沙大。因此本聲屏障的結構設計主要考慮風力和冰凍深度。本項目最大凍土深度為159cm，風速為34.4m/s，風力為0.65kN/m2。根據上部結構抗風載的整體穩定性，鋼立柱采用型號為125×125×6.5×9的Q235質熱軋H型鋼型材可以滿足設計要求。路堤段基礎采用埋深3m的樁基礎，既滿足了凍土深度，又能保證在風荷載下結構的穩定性。為了保證螺栓的抗拉力，路堤段預埋螺栓錨入梁內450mm，外露100mm全絲。通道橋段的螺栓采用植筋方法種植于通道橋混凝土護攔外側。

5.3 聲屏障材料的選擇

聲屏障選用材料必須符合現行環保要求，應能防腐、防潮（水）、防老化、防塵、防火，且不會造成二次污染，因此聲屏障材料采用輕型材質——玻璃鋼，有效杜絕了材料的二次污染。色彩采用溫和的豆綠色，既能保證美觀效果，與周圍景觀協調，又能增加司乘人員舒適度，確保行車安全。聲屏障復合板采用現場色彩噴涂工藝。鋼立柱顏色與板材顏色協調一致，并采用熱鍍鋅工藝。

6 結論及建議

通過設施比較和設計要點論證得出，在大同環城高速公路西環路安置小區路段設置聲屏障1 990m，其中路堤段高度為3m，通道橋段高度為2.5m，就可使安置小區基本處于聲影區之內，同時噪聲值也能滿足《聲環境質量標準》（GB 3096—2008）2類標準，即晝間60dB，夜間50dB。

但由于安置小區住戶現已陸續入住，在項目施工時會有施工機械的噪聲對居民生活產生影響，因此，施工時須嚴格遵照《建筑施工場界噪聲限值》（GB 12523—90）進行施工，合理安排施工時間，盡量減少施工機械對安置小區居民產生二次噪聲污染。