淺談玉鐵線鐵路降噪與相應措施

曾鋒蓮　林宇

摘 要：隨著我國鐵路事業的快速發展，鐵路噪聲污染急劇增加，對周邊群眾的生活帶來了較大的負面影響。因此，鐵路發展必須考慮噪聲污染治理。本文主要分析鐵路噪聲的主要聲源及常見降噪措施，并以玉林至鐵山港鐵路為例，說明取消鳴笛、軌道結構方案的控制措施、聲屏障、隔聲窗、綠化的降噪效果及可行性，對降低鐵路噪聲具有一定指導意義。

關鍵詞：鐵路；噪聲源；治理措施；玉鐵線

Abstract： With the rapid development of Chinas railway industry， the railway noise pollution has increased dramatically， which has brought about a great negative impact on the lives of the people around them. Therefore， the railway development must consider the noise pollution control. This paper mainly analyzes the main source of railway noise and noise reduction measures. Taking the Yulin-Tieshangang railway as an example， we explains the feasibility and effect of noise cancellation that are the control measures of the whistle， the track structure scheme， the sound barrier， the sound insulation window， and the greening. It has a certain guiding significance to reduce the noise of the railway.

Keywords： Railway； noise source； control measures； Yu-Tie railway line

中圖分類號：U238 文獻標識碼：A

0.引言

鐵路由于具有速度快、運能大、能耗低、污染輕等諸多技術經濟優勢，截至2016年底，我國鐵路營業總里程達12.4萬km，位居世界第二；高速鐵路里程達2.2萬km，位居世界第一。2017年全國鐵路行業將投產新線2100km、復線2500km、電氣化鐵路4000km。隨著鐵路的不斷發展，運營速度不斷提高，鐵路運營過程中環境問題越來越凸顯，尤以噪聲影響最為顯著。

1.鐵路噪聲源

鐵路噪聲是由各種不同類型的噪聲合成的，主要包括鳴笛噪聲、鋼軌和車輪的轉動噪聲（輪軌噪聲）、車體的空氣阻力噪聲（空氣動力噪聲）、結構物噪聲、電裝置的受電系統噪聲（集電噪聲）等。

1.1 鳴笛噪聲

鳴笛主要是對鐵路養護工人及私自進入鐵路用地范圍內的人畜起警示作用。高鐵由于線性指標較高、車速快，線路全封閉，除進出站外一般不鳴笛。而普通鐵路沒有全線設置柵欄，或雖設置柵欄，但沿線部分村民為方便出行，反對柵欄全封閉，或自私破壞、翻越柵欄，所以普通鐵路基本都鳴笛。

根據《鐵路技術管理規程（普通鐵路部分）》，鳴笛標志設置在道口、大橋、隧道及視線不良地點的前方500m～1000m；另外，火車進站、出站也會鳴笛。國際鐵路聯盟規定：風笛聲級在5m處需達到120～125dB（A）。我國機車鳴笛的噪聲等級情況見表1。

1.2 輪軌噪聲

輪軌噪聲主要是以低中頻成分為主，其峰值集中在125Hz～2000Hz。在過去，通常采用的是道碴和枕木系統，雖然其下面墊有一定厚度的梯形碎石，可以理解為一種多孔材料，它對聲能量具有一定的衰減作用。但是在列車經過的時候，振動還是相當地強烈，導致周圍的房屋和居民生活受到了嚴重的影響。

1.3 空氣動力噪聲

列車行進時其外表面與空氣的作用，由于在運動時受到了氣體的阻力，導致的氣體粘滯性在列車表面引起附面層壓力變化，激發出表面振動，導致了噪聲的產生；同時產生氣流渦旋和磨擦沖擊，形成高頻氣流噪聲。當速度越大的時候，其聲能量場越強，噪聲越大。

1.4 集電系統噪聲

凡由動車組電弓引發的聲音，統稱為集電噪聲，它的噪聲源主要來源于以下3個方面：①受電弓沿接觸網導線滑動而引起的機械滑動聲；②受電弓離線時產生的電弧放電噪聲，瞬時最大可達100dB，它與接觸網掉懸的弧度大小有關；③整個受電弓與導線滑動過程中產生的風切聲，它與導線的張力有關。

2.玉林至鐵山港鐵路的概況

玉林至鐵山港鐵路自玉林站Ⅱ場引出，由北向西南方向經玉林市的玉州區、陸川縣、福綿管理區、博白縣，欽州市的浦北縣，然后穿越云開大山余脈，進入北海市的合浦縣、鐵山港區，接入在建的鐵山港支線，線路全長131.463km；鐵路等級為國鐵I級，采用電力牽引，客貨共線，牽引質量4000t，速度目標值160km/h。該鐵路目前處于試運營階段。

3.主要降噪措施探討

本文主要從取消鳴笛、軌道結構方案的控制措施、聲屏障、隔聲窗、綠化5個方面探討降噪措施的效果。

3.1 取消鳴笛

玉林至鐵山港鐵路雙向設置鳴笛標志170處；沿線72處聲環境敏感點，各敏感點周邊300m均有鳴笛標志。沿線群眾反映，夜間突發性鳴笛對群眾尤其是幼兒及老人造成驚擾。

鐵路鳴笛設備通常設置在火車頭部，火車車廂高度約2.5m，道砟層高度約0.5m，即鳴笛設備距鐵路路基高度為3m左右。而普通鐵路聲屏障的高度在3m～3.5m，鳴笛設備高度與聲屏障高度相差不大，因此聲屏障對鳴笛噪聲作用不大。

對普通鐵路來說，取消鳴笛是最有效的降噪方法。但從安全角度考慮，無法全路段取消鳴笛。經咨詢鐵路運營管理部門，普通鐵路柵欄全封閉，確保不會有人私自進入鐵路用地范圍內的情況下，可向運營公司申請，公司經研究后確定取消鳴笛是否可行。廣西欽防鐵路已有部分路段取消鳴笛的先例。

玉鐵線DK38+352～DK41+769路段長度3.417km，路基長度僅60m（路基路段與地面高差11.5m），其余路段均為橋梁（囤谷坪大橋、博白立交特大橋），橋梁與地面的高差13m左右。該區域聲環境敏感點眾多，地勢平坦，村民出行方便，且橋梁高差大，村民攀爬鐵路橋的可能性極小。因此，具備取消鳴笛的條件。預測在距鐵路外軌中心線30m處，取消鳴笛可使鐵路噪聲貢獻值可減小3.0～7.5dB（A）。

3.2 軌道結構方面的控制措施

軌道結構方面的控制措施在鐵路設計階段要落實。無縫線路、阻尼鋼軌、道床吸聲板等為軌道結構的降噪措施，適用于以輪軌噪聲影響為主的線路。其中無縫線路可以降低噪聲3dB（A）左右；阻尼鋼軌可以降低噪聲3～5dB（A）；道床吸聲板可以降低噪聲1～3dB（A）。玉鐵線設計階段已采取無縫鐵路等結構方面的降噪措施。

3.3 聲屏障

在鐵路縱向長度100m，距外軌中心線80m區域內居民戶數不小于10戶，且鐵路噪聲排放大于《鐵路邊界噪聲限值及其測量方法》GB12525時，應采取聲屏障措施。根據京滬高鐵聲屏障降噪效果監測，3m高屏障對鐵路邊界處插入損失為7.1～11.0dB（A），平均9.1dB（A）；200m～400m長度的聲屏障對鐵路邊界處插入損失是4.9～7.4dB（A）。玉鐵線目前已在路基路段設置聲屏障14段，對臨近敏感點起到一定降噪效果。

聲屏障降噪效果的不足主要有：

①降噪范圍有限

以3m高鐵路聲屏障為例，只對屏障后60m，高度5m范圍內有明顯降噪效果，超過這個范圍作用不大；

②造價高

3m高H型鋼插板式結構聲屏障約3500元/延米，每處長度大于100m，造價不低于35萬；

③設計階段必須對橋梁聲屏障進行預留

玉鐵線已投入試運營，因橋梁在設計時未預埋聲屏障連接件、未考慮聲屏障的重量等因素，已不具備追加聲屏障的可行性。

3.4 隔聲窗

當敏感點處未達到聲屏障的設置條件，或雖已設置聲屏障仍然超標的住戶采取換裝隔聲窗。根據類比湘桂鐵路等鐵路項目隔聲窗的降噪效果對比監測，在關窗的情況下，隔聲窗降噪效果可達16.0～17.8dB（A）。鐵路為線性工程，里程長，敏感點眾多，采用換窗方式可能引起周邊社會矛盾，措施應慎重。

3.5 綠化降噪

綠化林帶主要采用常綠喬木，適用于鐵路邊界內有空閑用地，敏感目標區段景觀要求相關較高而降噪效果不高的區段。一般樹木高大，枝葉茂密的10m寬綠化林帶的附加降噪量為1～2dB（A），30m寬綠化林帶的附加降噪量5～7dB（A）。鐵路外軌中心線30m范圍內為鐵路用地，但由于征地拆遷成本較高，玉鐵線用地紅線控制在最外側排水邊溝1m～2m外，距外軌中心線2m～10m范圍，可綠化用地有限，綠化降噪效果不明顯。

結語

鐵路的噪聲問題是一個綜合效應問題，其產生的原因涉及到機車車輛、集電系統、軌道、結構物、地基、建筑物以及傳播的介質等，控制措施應該包括從噪聲源到傳播途徑的各個方面，應針對所有產生的原因采取相應的綜合控制措施。其中取消鳴笛、軌道結構屬于噪聲源控制措施；聲屏障、綠化屬于傳播途徑控制措施，隔聲窗屬于受聲點控制措施。應結合各超標敏感點的實際情況采取相應的措施。

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