淺談軌道交通環評中噪聲與振動污染防治措施

文_馬少杰 山東展望環境工程咨詢有限公司青島分公司

城市軌道交通是指城市中使用車輛在固定導軌上運行并主要用于城市客運的交通系統，一般包括地鐵、輕軌、跨座式單軌交通、現代有軌電車交通、中低速磁浮交通等。在車輛行駛過程中，受到車輪與軌道之間產生摩擦與撞擊以及內部動力裝置相互傳動、咬合作用的影響，極易產生噪聲與振動污染，而使乘客產生頭痛、耳鳴、焦慮、煩躁、神經衰弱等癥狀，給乘客的身體與心理健康造成損害。因此，應當針對軌道交通在運營過程中產生的噪聲與振動污染來源進行精準定位與分析，并采取行之有效的防治措施，將污染危害降到最低。

1 城市軌道交通噪聲與振動污染源

通過收集國內各城市的軌道交通運營數據可以看出，城市地鐵、輕軌以及有軌電車的運行時間間隔一般為2～6min，運營時長從早6：00至夜間22：00，各城市間的運營時長以該時長為基準，前后相差1h右。

經過深入分析與全面論證，城市軌道交通產生的噪聲污染面積如下：地面線軌道交通的夜間運行影響范圍為20～30m，每千米污染面積0.02～0.03km2，高架線軌道交通晝間運行影響范圍為40～50m，每公里污染面積為0.04～0.05km2；夜間運行影響范圍為150～200m，每公里污染面積為0.15～0.20km2。地下線的振動影響范圍如下：一類建筑物晝間影響范圍為10～20m，每公里污染面積為0.01～0.02km2；夜間影響范圍為30～40m，每千米污染面積為0.03～0.04km2，二類建筑物晝間影響范圍為40～50m，每千米污染面積為0.04～0.05km2；夜間影響范圍為60～80m，每千米污染面積為0.06～0.07 km2。究其根源，城市軌道交通噪聲與振動污染主要與輪軌系統及機車內部的動力系統有著直接關聯。

1.1 噪聲污染源

車輛在行駛過程中，車輪與鋼軌、車輛內置設備以及活塞風都會產生不同分貝的噪聲。車輪與鋼軌之間始終處于無縫接觸狀態，隨著車輛運行速度的加快，輪軌間極易產生摩擦聲、撞擊聲以及制動時的尖鳴聲，如果車輛在夜間行駛，就會影響附近居民的正常休息。車輛內置設備包括牽引式電動機、空氣壓縮機、發電機、齒輪箱等，當機車啟動后，這些裝置同時運轉，就會發出較大的轟鳴聲。另外，為了提高乘客的乘車舒適度，城市地鐵、輕軌內部均安裝了空調制冷裝置，在夏季到來時，空調制冷機啟動后，也會產生較大的噪聲。

活塞風引起的噪聲主要是指地鐵列車在封閉狹長的地下隧道中高速運行時，將產生巨大的氣流噪聲，一般情況下，列車速度超過200km/h以上時，可以列為噪聲源，而城市地鐵、輕軌的運行速度通常低于80kg/h，設計時速上限均不會超過120kg/h，因此，城市軌道交通可以忽略氣流噪聲產生的不利影響。

1.2 振動源污染

居民在乘坐城市軌道交通工具時，當車輛在疾速行駛過程中，身體各部位往往會產生振動反應。而產生振動微波的主要原因是由于軌道不平順產生的隨機性振源、車輪偏心等周期性產生的激振源以及車輪與道岔、鋼軌間的相互碰撞而產生的振源。由這些振動源產生振動波通過橋梁、墩臺、基礎傳輸到地基，再由地基傳輸至建筑物的基礎，繼而對附近的建筑物或者居民帶來負面影響。

2 噪聲污染的有效防治措施

降低噪聲污染應當從控制噪聲源與切斷噪聲傳播途徑兩方在予以考慮，首先查找和確定產生噪聲源的具體位置或者關鍵環節，并利用行之有效的防控措施控制噪聲源，當噪聲源得到有效控制后，可以采取切斷噪聲傳播路徑的方法，減少噪聲對周邊環境與居民造成的污染。根據《聲環境質量標準》（GB3096-2008）要求，道路交通干線兩側區域，晝間噪聲不得超過70dB，夜間噪聲不得超過55dB。

2.1 噪聲源控制

由于現代城市軌道交通車輛的減震與懸掛系統從設計理念、技術優化等方面都已得到改善，部分城市相繼采用降噪車輪或者彈性車輪，以減少噪聲排放。基于此，除去車輪裝置，可以優先考慮軌道的結構。首先應當盡量避免采用小半徑曲線，在設計軌道時，采用重型減噪措施，比如鋪設普通碎石道床，該道床比混凝土整體道床能夠減少2～3dB的噪聲。也可以鋪設超長無縫線路，據實驗測試表明，車輛行駛在無縫線路上時，噪聲值將下降7dB左右，如果在車輪中鑲上一層彈性硬橡膠，軌道下設有彈性墊層，在車輛以70km/h的時速運行時，車廂內的噪聲只有68dB，這一噪聲值也滿足《聲環境質量標準》（GB3096-2008）的要求。此外，軌道維修人員應當定期對鋼軌頂面進行打磨，尤其對于新鋪設的鋼軌，應當增加打磨頻次，經過打磨后的鋼軌，噪聲值能夠降低10dB左右。

對于牽引式電動機、空氣壓縮機、發電機、齒輪箱等車輛內置設備產生的噪聲，機車制造廠家可以結合設計方案以及行業相關標準投入生產。對于集電系統產生的噪聲可以采取減少集電弓數量、安裝集電弓外罩或者提升接觸網拉力的方法。對于高架線軌道交通產生的噪聲可以采取減少鋼梁，增加混凝土梁，或者在橋梁兩側設置隔音板的方法。

2.2 切斷噪聲源傳播路徑

切斷噪聲源傳播路徑包括設計聲屏障、種植綠化林帶、安裝隔聲窗等措施。目前，設立聲屏障的方法在降低城市軌道交通運營噪聲方面，得到普通應用。通過實際運營得出以下數據：直立式聲屏障降噪8～10dB，半封閉式聲屏障降噪10～15dB，全封閉式聲屏障降噪達到20dB以上，這種方法一般適用于規模較大、密度較高的敏感目標降噪。該降噪方法的缺點是投資成本較高，設計與施工流程較為復雜。

種植綠化林帶的降噪方法適用于地面軌道線路兩側有閑置空地的區域，如果采取喬灌綠植相結合的方式，種植寬度為10m的綠化帶可以降噪1～2dB，30m寬的綠化帶可以降噪3～5dB。而安裝隔聲窗的降噪方法則適用于影響聲源較為復雜，建筑物較為分散的區域，降噪效果可以達到30dB以上。

3 振動污染的防治措施

3.1 中等減振措施

中等減振措施主要有軌道減振器扣件、Lord扣件以及雙層減振墊板扣件減振。其中，軌道減振器扣件的橫向剛度較低，對軌枕的材質要求較高，因此，必須采用特殊的軌枕，當扣件出現磨損或者損壞情況時，應當及時更換整套扣件。Lord扣件的減振幅值相對較低，與軌道減振器及雙層彈性墊板相比，減振效果較差。雙層彈性墊板減振效果好，而且價格低廉，維修更換方便，與城市中一般地段的軌枕及道床能夠融合到一起，而且雙層彈性墊板的減振效果最高能夠達到10dB。

3.2 高等減振措施

高等減振措施包括梯形軌枕、Vanguard扣件、中檔鋼彈簧浮置板軌道、橡膠復合彈簧浮置軌道以及隔離板式橡膠減振墊式整體道床減振。梯形軌枕軌道減振效果相對較好，一般適用于高架軌道線路。Vanguard扣件主要適用于既有線路的改造，這種扣件維修養護難度大，施工成本高。中檔鋼彈簧浮置板軌道的減振效果好，但是造價較高，而且固體阻尼的性能不穩定。橡膠復合彈簧浮置板軌道的承載能力強、穩定性好、維修方便。隔離板式橡膠減振墊式整體道床采用隔離式橡膠整體支持，由于性能穩定、施工便捷、使用壽命長、造價較低，因此，被廣泛應用于城市軌道交通的實際運營當中。通過對這幾種防止措施進行綜合比對，可以看出，平均減振效果在10～15dB之間。

3.3 特殊減振措施

特殊減振措施通常采用高檔彈簧浮置板軌道減振，該方法維修保養方便、投入成本較低，而且減振效果較好，一般能夠達到20dB以上，因此，這種減振措施的應用范圍較廣。

4 軌道交通環評中注意事項

在城市中，有些地段屬于噪聲污染區范圍內的敏感區，在這一區域，首先可以采取限定車速的方法來降低噪聲與振動污染指數。在修建城市高架橋或者路基段時，應當結合城市軌道交通的線路與通車頻率，事先預留出聲屏障的安裝條件，以便于在軌道交通通車后，視具體情況加裝聲屏障。根據《環境影響評價技術導則 城市軌道交通》（HJ453-2018），在城市軌道交通環評中，評價人員應重點從環境制約因素、環境影響程度等方面進行建設方案環境比選。選擇噪聲與振動等污染影響相對較小的線路方案，并在施工過程中盡量避開學校、醫院、居民區等人流密集區，最大限度的降低噪聲與振動污染對周圍環境的影響。

5 結語

隨著城市化建設進程的逐年加快，城市軌道交通也得到迅猛發展，作為城市復雜龐大的交通網絡中的一個重要組成單元，在考慮城市經濟發展要素的前提下，也應當將降噪減振措施納入到重點工作當中。