城市軌道交通環境影響評價振動預測模型的對比

胡新濤 劉軍 胡朝偉

摘要：隨著城市軌道交通發展速度越來越快，眾多已經開通運營的線路之中，地下線所占據比重變得越來越大，到如今的占比甚至達到了線路總長度的百分之七十。在地下線實際運營期間對于環境造成的影響主要在于環境振動，基于這種情況就需要對列車運營期間所產生的環境振動影響加以預測，這屬于評價地下線環境影響之中的一個關鍵。

關鍵詞：城軌交通;環境影響;環境振動;預測模型

中圖分類號：X820.3 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）06-00-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.06.011

Abstract： With the rapid development of urban rail transit， among the many routes that have been opened for operation， the proportion of underground lines has become larger and larger， and today the proportion even reaches the total length of the line. seventy. The environmental impact during the actual operation of the underground line is mainly due to environmental vibration. Based on this situation， it is necessary to predict the impact of environmental vibrations generated during train operation， which is a key to evaluating the environmental impact of underground lines.

Key words： Urban rail transit; Environmental impact; Environmental vibration; Prediction model

1 應用比較多的振動預測模型

進行預測城市軌道交通地下線環境振動影響時，應用更多的是模型預測法，目前主要劃分為我國環保標準之中所推薦的環境振動預測模型、國家規定的地方環境保護標準。

1.1 國際振動預測模型概述

國際范圍內應用的環境影響評價可適用對象，包括了地鐵和輕軌等以輪軌作為導向系統。城軌交通建設項目可選參照物包括：評價單軌和有軌電車交通建設項目、直線電機軌道交通項目以及自動導軌交通建設項目等環境影響因素。

下圖VLz所表示的內容是現行國際振動預測模型在預測點位置的振動數值，下圖為其計算公式：

上式里：VLz0，i代表列車之中的振動源強度;選擇列車通過Z時段的參考點進行計權;列車所通過列數表示為n，列數n所取的最小值為5;振動的修正值用C表示，其單位屬于dB，依照下圖之中的公式進行計算為：

其中Cv代表速度修正，Cw代表軸重修正，CL代表軌道結構修正，CR代表輪軌條件修正，CH代表隧道結構修正，CD代表距離修正，CB代表建筑物類型修正。

1.2 某市地標振動預測模型

此模型選擇例子為某市地標，該地標用來指導某市范圍內地鐵建設項目施工時評價振動環境和噪聲的影響，能為相關措施的制定、針對既有路線實施降噪處理提供充分參考。

某市地標振動預測模型里面，計算預測點位置振動值Vlzmax用的是下圖公式：

Vlz max表示列車振動源強度的數值;選擇列車完全通過時段隧道洞壁計權，選擇Z這個參考點當成振動級最大值;用n代表通過列車的列數，列數的最小值依然是5;C代表振動修正項。

以下面的公式來對C進行計算：

注釋：C軌道減振措施——軌道減振措施修正;C車速——車速修正;C彎道——彎道修正;C過渡段——過渡段修正;C車況載重等——車況載重修正;C埋深——埋深修正;C水平衰減——水平衰減修正;C建筑物——建筑物修正。

2 兩種振動預測模型對比分析

在上文之中所描述的國際振動預測模型和某市地標震動預測模型擁有本質相同的計算公式，二者差別在于：

針對源強值和預測值數值，確定國際振動預測模型和某地標所依照計權網絡存有差異，分別是ISO2630-85Z和ISO2631-97Z，后者采用Z確定最大振動計權級;

振動修正項C和修正參數不同。修正參數針對的振動源相同，指的是振動源強數相同，應對相同對象預測國際和某市地標，并且在最終所得到的預測值也有差異，這種要是因為二者之間在振動修正項C上存有區別，通常情況下我們可以發現在這兩種預測模型之中所采用的修正項C都有一定的相同和不同之處;

第三，速度方面，國際和某市地標都做出了各自的修正，兩者對均速列車行駛時采用相同計算公式進行速度修正，不同之處是某市地標之中還依照列車不同運行狀態，把速度類型劃分出減速、勻速以及加速三種，針對修正量不同速度和狀態之下的速度修正量也存有區別;其次，是國際振動預測模型里面，比某地表多修訂了列車軸，這個修訂參數在某地標振動修正項里沒有提及;最后，對于軌道的結構，國際振動預測模型和某市地標各自也做出了相應修正，只是在名稱上存有區別，兩者雖然都是把修正的參數具體劃分成五個等級，但修正量上有著明顯區別，國際振動預測和某地標，分別給出的是一個范圍值和一個固定值。

3 國際振動預測模型和某地標各自具備的優缺點

3.1 國際振動預測模型所具有的優點

（1）對于軸重這個修正參數進行有了一定的考慮，因為，車輪和鋼軌撞擊造成列車振動出現，所以我們可以采用軸重這個指標，針對于撞擊的強度會產生較為重要的影響，所以也會對振動源的強度造成一定程度的影響。（2）考慮到了隧道結構這個修正參數，因為列車產生震動的傳播都是經由隧道結構向地面傳播，基于這種情況，預測點的振動預測值就會受到隧道結構的直接影響。

3.2 國際振動預測模型的缺點

（1）設定的修正參數里不存在彎道和過渡段，但在列車車輪和鋼軌有撞擊發生時就會或多或少的產生一些振動，影響列車之后的運營與實測結果準確性;其他情況相同時，如果過渡段和彎道鋼軌平順性差，便可能出現彎道過渡段位置的列車產生高于平直軌道列車產生的振動，此時如果我們不對這兩個參數進行考慮的話，必然會對預測值的準確性帶來影響。（2）在國際之中對于振動修正項C所給出的修正參數屬于一個范圍值，并且上限和下限之間有很大的差距，在預測同一個對象期間所得到的結果會有較大的差距，這會直接影響模型應用的可操作性。

3.3 有關于某市地標振動預測模型所具備的優缺點

優點在于：第一，修正參數里面包括了過渡段和彎道，這和地鐵實際運行時，振動帶來的影響是比較契合的;第二，在地標之中計算的修正參數里給定的是一個固定值，這個固定值的好處是能夠規避了人為因素造成預測結果準確性不足的問題，并且極大的提高了實際應用期間的可操作性。缺點在于：第一，沒有考慮軸重這個參數，地標里面給出了更強的六節編組B型車的振動源，不過，列車編組和車型出現差異的話，還不針對軸重修正，而仍然只是預測給定源強，便必然影響預測值的準確性;第二，在地標之中所列出來的關于“埋深”這個修正參數，并將地鐵線路不大于20m的埋深參數上詳細劃分出了3個等級，然而針對那些埋深超過了20m的修正量卻沒給出與之相對應的參數，這與當前某市所投入的埋深超過20m的地鐵線路的需求不符，基于這種情況就需要對埋深這個修正參數及時予以完善。

4 結論

綜上所述，本文對國際和某市地標振動預測模型進行了一定的描述，并且針對二者之間存在的優缺點作出了對比，認為二者都有一定的優勢，也在存在一些方面存有明顯不足。所以，在對振動預測模型構建期間需要全方位衡量優缺點，保證預測對象的全面性，提高預測結果的準確性。

參考文獻

[1]陳建琪，孫勇，王暉，張曉敏，楊楠.城市軌道交通環境振動影響研究綜述[J].世界科技研究與發展，2018，40（03）：270-280.

[2]曹宇靜.城市軌道交通地下線環境振動影響評價實踐[J].都市快軌交通，2017，30（02）：20-25.

[3]謝詠梅，劉揚，辜小安.城市軌道交通地下線工程條件對振動環境影響的研究分析[J].鐵路節能環保與安全衛生，2011，1（05）：237-243.

[4]于凱文，金浩地鐵運營對沿線不同基礎型式建筑物的振動影響[J].華東交通大學學報，2017（02）：142-144.

收稿日期：2019-03-01

作者簡介：胡新濤（1985-），男，漢族，碩士研究生，工程師，研究方向為軌道交通工程環境保護及環境影響。