地鐵上蓋開發建設項目環境保護研究

侯可斌

(北京市環境影響評價評估中心，北京100089)

香港是較早開展地鐵上蓋物業開發的城市，港鐵因其綜合開發利用的盈利模式而聞名［1］，受到國內地鐵運營公司的廣泛關注和效仿。相關學者以港鐵為范例對上蓋開發的法律可行性與盈利模式進行了研究［2～5］，一些大中城市積極開展了上蓋開發的嘗試。目前，國內深圳、廣州、上海、北京、杭州、天津、長沙等城市相繼開展了地鐵上蓋物業開發的相關工作［6～7］，取得了一定的經驗。

地鐵上蓋開發不同于一般的房地產開發項目，其環境問題 (噪聲與振動環境影響)尤為突出。因此，針對上蓋開發項目的環境保護設計尤為重要。本文結合北京地區開展的地鐵上蓋開發項目環境保護設計情況，對此類項目的環保相關問題進行研究，并對開發建設提出建議。

1 基本概念

1.1 車輛段與停車場

地鐵車輛段:具有配屬車輛，以及承擔車輛的運用管理、整備保養、檢查工作和承擔較高級別的車輛檢修任務的基本生產單位［8］。

地鐵停車場:具有配屬車輛，以及承擔車輛的運用管理、整備保養、檢查工作的基本生產單位［8］。

車輛段與停車場的主要區別為:車輛段承擔的維修功能級別更高，停車場一般承擔月檢、臨檢的任務，車輛段在此基礎上可實現大修任務，故一般車輛段的占地較停車場大。

1.2 地鐵上蓋開發

目前，關于地鐵上蓋開發沒有明確的法律法規定義，根據國有用地開發的權屬，可以如下定義:地鐵上蓋開發是指在地鐵征地范圍內的二次開發建設，其建設內容與地鐵無關，開發內容權屬為開發商所得。根據開發場所不同，可分為三類:地鐵車站上蓋開發、車輛段上蓋開發和停車場上蓋開發。

2 地鐵車站上蓋開發環境影響分析及建議

2.1 開發建設特點

地鐵車站是乘客進出地鐵的通道，其人流密度大的特點，使得對車站進行綜合開發具有極高的商業價值;同時，地鐵通行方便，對其進行辦公開發也具有吸引力。目前，國內對地鐵車站上蓋開發主要用于商業和辦公。通常此類開發，需結合地鐵建設，在地鐵設計階段予以考慮，為上蓋開發留出實施空間和接入口。

地鐵車站一般分為地下車站和地上車站兩種，兩者均可進行上蓋開發建設。地下車站開發通常可以結合車站的開挖深度，實現地下多層開發，如北京地鐵九號線六里橋車站綜合開發。地上車站因需考慮地鐵線路進出，通常以外包形式進行綜合體的開發建設，如北京地鐵13號線西直門站上綜合商業體。地下開發建設因受地鐵基礎及出入口設置限制，其開發難度較地上線路大。

2.2 環境敏感性分析

地鐵車輛在車站部分運行速度較低，處于一個減速、加速的過程，速度在0至60～80km/h之間變化。因此，地鐵車輛運行帶來的噪聲、振動影響較正線低，減速、加速帶來的振動修正為 ±1dB［9］，噪聲修正一般可不考慮。根據各地鐵線路運行牽引圖要求，地鐵開始減速和加速達到正線速度的距離均有所不同，需根據實際情形分析。

(1)地下車站開發主要環境限制因素為振動、噪聲和空氣異味。地鐵車輛運行產生的振動影響來源于車輛運行產生的振動通過隧道壁向周圍空間傳遞，如圖1所示。因地下車站與上蓋開發建筑共用基礎，振動傳播更為直接，距離衰減可不考慮，振動影響更為明顯，地下開發部分的振動值接近源強。從環境保護的角度來看，靠近地鐵隧道的地下開發內容不宜建設住宅等敏感建筑。

列車進入上蓋開發范圍的最高車速在40～50km/h時，根據計算可得振動源強為79～81dB［9］。因此，若上蓋開發建設為住宅等敏感建筑時，室內振動限值需滿足晝間70dB、夜間67dB以下［10］，則必須實施軌道減振措施。對于地上部分，由于目前對振動傳播規律研究尚不完善，可能出現振動放大的問題。因此，需結合實際范例進行類比監測［11］，進而分析開發建設敏感建筑的可行性。

為解決地下車站的空氣流通和夏季制冷要求，通常需要在地面設置風亭和冷卻塔。地面風亭和冷卻塔主要產生噪聲和空氣異味問題。風亭、冷卻塔噪聲源強一般在60dB以上，其噪聲控制主要手段為降低源強，如選用低噪聲設備、加裝消聲片等;通過設置隔音擋板的措施可以對低層噪聲影響進行控制。對于車站異味問題，主要通過將風亭排放口背向建筑設置來控制。根據地鐵設計要求，若臨近敏感建筑，通常保留15m以上的防護距離，通過距離衰減降低噪聲和氣味影響。

(2)地上車站開發如圖2所示，因地上車站不需考慮通風和制冷問題，不需設置風亭和冷卻塔，所以主要環境限制因素為噪聲與振動。地上線路車輛運行由于輪軌摩擦產生的噪聲直接向外環境輻射，若列車進入上蓋開發范圍的最高速度在40～50km/h，計算可得噪聲源強在77～81dB［9］，瞬時噪聲較高。因列車進出站是一個變速過程，且與開發建筑距離也是變化的，因此噪聲影響預測需采用積分方法，或通過實測獲得列車通過過程的等效聲級進而根據車流量計算等效聲級。對于地上線路噪聲控制，通常采取聲屏障的方法進行控制。一般上蓋開發體較大，故采用直立或半封閉式聲屏障無法實現對高層建筑的遮擋，宜采取全封閉的形式。

地上線路的振動通過軌面向立柱傳播，然后通過立柱地面向外環境進一步傳遞，其振動能量在幾次傳遞過程中經過衰減已可滿足振動環境質量標準要求，振動的環境敏感性相對較弱。若地上車站上蓋開發為敏感建筑，保證軌面與開發體沒有硬連接，即能量沒有直接傳遞，基本可以滿足振動控制要求。

2.3 開發建議

根據環評技術導則［12］，環境保護更加關注住宅、學校、醫院等敏感建筑建設，需詳細論證此類建筑開發的環境可行性。地鐵車站上蓋開發敏感建筑因地鐵車輛及環控設備運行影響而敏感，因此，上蓋開發需緊密結合地鐵設計。若在地鐵設計階段即考慮了上蓋開發建設內容，則可從源強角度加以控制，對于控制地鐵噪聲與振動意義重大。可采取的措施如表1示。

若地鐵上蓋開發時機較晚，地鐵建設過程中未對上蓋開發進行考慮，則上蓋開發過程中應對噪聲、振動、環境空氣質量現狀進行評價，論證項目建設的環境適宜性。若環境振動現狀超標，則實施減振措施的可能性較小，不宜建設敏感建筑;若環境噪聲現狀超標，可通過采取隔聲窗的措施，保證室內環境質量［13］;對于空氣異味影響，可通過調整上蓋敏感建筑設計滿足控制距離(15m)要求。

表1 地鐵車站開發措施建議

3 車輛段、停車場上蓋開發環境影響分析及建議

車輛段和停車場主要差別在于地鐵的使用功能，由此導致占地和建筑規模的差別。從環境影響來看兩者是一致的，因此，以下分析以車輛段統一代表車輛段和停車場。

3.1 開發建設特點

地鐵車輛段一般由運用庫 (包括停車庫、檢修庫)、出入段線 (咽喉區)、試車線和辦公用房4個功能組團構成，可以利用的空間主要為除辦公用房區域外的其他3個區域，圖3所示為北京地鐵九號線郭公莊車輛段平面示意圖［14］。

地鐵車輛段開發充分利用了土地垂向空間，發揮了集約用地的作用。開發建筑可坐落于車輛段內未開發建設的空地，也可坐落于車輛段構筑物之上，與地鐵建筑共用基礎。此種開發模式充分發揮了地鐵車輛段建筑密度小、容積率大的特點，實現了土地空間集約利用。表2對不同功能區開發特點進行了總結。

表2 地鐵車輛段上蓋開發特點總結

由表2中可見，試車線既可在線位周邊開發，也可在線上開發。試車線上車輛運行速度能達到正線運行速度，振動影響較大。但是試車線使用頻次較低，僅當車輛維修后試跑使用，且均在晝間進行，不影響夜間居民休息，因此，試車線上進行開發建設具有可行性。

從場地權屬來看，開發建設用地在車輛段征地過程中已收歸國有，車輛段構筑物及運營管理歸地鐵運營公司，上蓋建筑的開發建設則歸取得該用地建設權的房地產開發部門，因此，同一土地上產生兩家產權單位，兩者存在相互協調配合的問題。

3.2 環境敏感性分析

(1)運用庫主要承擔車輛的停放、清洗和檢修任務。主要的環境影響為振動和噪聲。

振動來自于車輛運行和庫內設備。車輛入庫和出庫速度較低，入庫速度一般控制在10km/h以下，出庫速度一般在20km/h以下。雖然運行速度較低，但因振動通過立柱直接向上傳遞，沒有經歷土層衰減，且上蓋建筑與立柱、軌道基礎剛性一致，能量傳遞的損失更小，因此，車輛運行的振動影響十分突出。對于庫內振動只能從源強加以控制，如采取軌道減振措施、控制車速等。因庫內部分軌道承擔列檢、清洗等特殊任務，其軌道形式與一般地鐵正線不一致，因此，一般地鐵正線實施的軌道措施需進行設計調整以適用庫內軌道線路。

庫內一般設備運行的振動相較運用庫來說微不足道，可忽略不計，然而大型設備的振動影響相當突出。車輛段內設有檢修庫，庫內設有列檢吊車，吊車運行產生的振動影響突出［15］。然而由于建筑設計等多方原因，目前北京已開展上蓋開發的三個車輛段 (停車場)均未在檢修庫上進行開發建設，因此，若后續出現檢修庫的上蓋開發利用項目，需對吊車運行的振動影響進行環境影響預測，論證開發的環境可行性。

(2)咽喉區是地鐵出地面進入車庫的部分，該段車輛在地面運行，主要環境影響為噪聲和振動。

地鐵車輛出庫集中于早晨5點，入庫集中于夜間23點以后，其他時段偶有車輛進出庫，因此，車輛段噪聲影響存在明顯的特征時段，評價應以集中出入庫為主。咽喉區車輛運行的噪聲是車輛段的主要噪聲源，對所有上蓋開發建筑均有影響。因該段車輛運行速度較低，通過車速控制對噪聲源強降低的貢獻不大，通過傳播途徑控制是降低聲源的有效措施。根據北京地鐵8號線平西府車輛段、六號線五路停車場項目建設經驗，對咽喉區軌道實施全覆蓋措施，使得噪聲影響突出的問題迎刃而解。

咽喉區車輛運行速度在25km/h以上，振動通過軌道向周圍土壤傳播，平西府車輛段、五路停車場的實測結果表明振動影響突出，距外軌30m處監測值仍不能滿足居住文教區振動環境質量標準要求。咽喉區道岔較多，實施軌道減振措施不具備條件;因進入車輛段后，車輛運行速度已經較低，通過車速控制振動效果不明顯。所以，可行的振動控制措施是:一方面將上蓋開發建筑遠離軌道，另一方面在振源與敏感建筑之間設置振動阻隔，降低振動傳播。

(3)試車線區主要環境影響為噪聲與振動。

敏感建筑的噪聲評價為1小時等效聲級［16］，即1小時內聲能量的平均值。而試車發生頻率低，若進行小時等效，則試車發生過程的噪聲在等效聲級中貢獻相對較小。因此，試車線區域的噪聲影響相對不敏感。為了使敏感建筑獲得更好的聲環境質量，可以通過設置聲屏障的措施對試車噪聲進行阻隔。

試車線周邊開發振動影響特點與咽喉區相似，試車線上開發與運用庫上開發相似。由于試車線的使用頻率低，且在敏感性相對較弱的晝間，因此較咽喉區和運用庫區的開發環境敏感性相對較弱。為了使敏感建筑獲得更好的振動環境質量，可在軌道上實施軌道減振措施。

3.3 建議

車輛段上蓋開發與車輛段建設密切相關，一方面，上蓋開發設計需要滿足車輛段運營要求和安全防護要求，另一方面，上蓋開發依托的地鐵措施需在地鐵實施過程中同步落實，一旦車輛段建成運營，后補措施難度很大。為配合上蓋開發建設，車輛段可實施的措施如表3示。

表3 地鐵車輛段開發環保措施建議

4 總結

地鐵上蓋開發符合土地集約利用的趨勢，擁有良好的發展前景。在全國軌道交通大發展的背景下，地鐵上蓋將成為各大城市補貼地鐵建設的重要手段。

地鐵上蓋開發建設的主要環境問題是地鐵運行產生的噪聲和振動問題。可根據源強消減－傳播途徑控制-受體防護的順序對敏感上蓋建筑進行保護。

地鐵上蓋開發建設的環境可行性需要上蓋開發單位與地鐵建設積極協調、溝通，從地鐵設計階段對開發建筑形式、建設內容及保護措施予以考慮，納入地鐵建設;地鐵建成后的運營管理對于地鐵噪聲、振動源強影響較大，需要上蓋開發單位與地鐵運營部門做好溝通協調，達成相關協議，確保上蓋開發設計階段提出的地鐵管理要求得以落實。

地鐵上蓋開發一方面解決了大中城市用地緊張的問題，另一方面解決了地鐵建設投資大、收益慢的問題，對于地鐵建設單位和房地產開發單位來說，兩者緊密合作，可以實現雙贏。根據北京已開展的地鐵上蓋開發經驗，只要雙方積極溝通、協調，從環境保護的角度出發，該類建設是環境可行的。

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