城市軌道交通地下段振動對于周邊規劃地塊退讓距離的影響

許聰 徐文文 張瑋

摘要：以某市地鐵1號線新規劃地塊為例，分析城市軌道交通地下段振動和室內二次結構噪聲的影響范圍，并通過振動實測對預測結果進行對比驗證，探討地鐵地下線振動及二次結構噪聲對于規劃地塊退讓距離的影響，并對周邊規劃地塊退讓距離提出優化建議，也供規劃部門批復相應地塊提供決策依據。

關鍵詞：軌道交通地下段;振動;二次結構噪聲;退讓距離

中圖分類號：X827 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）11-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.11.010

The impact of the vibration of the underground section of urban rail transit on the setback distance of surrounding planned plots

Xu Cong1，2，Xu Wenwen1，2，Zhang wei1，2

（1.China Design Group Co.，Ltd.，Nanjing Jiangsu 210014，China;2.Jiangsu Transportation Environment Protection Engineering Technology Centre，Nanjing Jiangsu 210014，China）

Abstract：Take the newly planned plot of Metro Line 1 in a certain city as an example， analyze the influence range of urban rail transit underground section vibration and indoor secondary structure noise， and compare and verify the prediction results through actual vibration measurement，discuss the impact of subway underground line vibration and secondary structural noise on the setback distance of planned plots，and propose optimization suggestions for the setback distance of surrounding planned plots，and provide decision-making basis for the approval of the corresponding plots by the planning department.

Key word：Rail transit underground section;Vibration;Secondary structure noise;Setback distance

為緩解交通擁堵，國內各大城市都在積極發展公共交通系統，其中地鐵交通以其方便、快捷、準時、載客量大等優點，成為人們日常出行的重要交通工具。地鐵在給人們日常出行帶來便利的同時，也會引起環境振動及室內二次噪聲污染[1-4]。地鐵運行誘發隧道結構振動，并通過周圍地層向外傳播，傳向周邊地表及建筑物基礎，從而引發地鐵周邊的環境振動和建筑結構的振動，進而誘發建筑物內部的二次振動[5]。地鐵運行引起的環境振動會影響建筑物的結構安全;影響建筑中居住居民的正常休息、工作和日常生活，更對相關單位生產和使用對振動有較高要求的精密儀器設備產生較大的影響[6-7]。

如何有效對地鐵地下線周邊地塊進行退讓距離規劃，盡量減小地鐵運行引起的環境振動及噪聲影響，在提高土地開發利用率的同時也能提升周邊建筑內居民的舒適度，已成為地鐵周邊地塊規劃開發急需解決的問題，也可供規劃部門批復相應地塊提供決策依據。本文以某市地鐵1號線新規劃地塊DN020413研究對象，該地塊為地鐵運營后新增加規劃地塊，探討地鐵振動和室內二次結構噪聲的影響范圍，并通過實測對預測結果進行對比驗證，確定地鐵地下線振動及二次結構噪聲對于該規劃地塊退讓距離的影響。

1 地鐵振動及二次結構噪聲預測方法及評價標準

1.1 地鐵振動預測方法

地鐵振動的產生和傳播是一個異常復雜的過程，它與地鐵列車的構造、性能和行車速度、軌道、隧道結構、材料及沿線的地質條件等許多因素有關。振動預測采用《環境影響評價技術導則 城市軌道交通》（HJ 453-2018）附錄D中推薦的振動預測模型，預測衰減項包括CV列車速度修正、CW軸重和簧下質量修正、CR輪軌條件修正、CT隧道形式修正、CD距離衰減修正、CB建筑物類型修正dB、CTD——行車密度修正。

1.2 地鐵二次結構噪聲預測方法

地鐵二次結構噪聲的預測根據《環境影響評價技術導則 城市軌道交通》（HJ 453-2018）附錄D.2，地鐵的室內二次結構噪聲中提出的類比法進行預測。

1.3 振動及二次結構噪聲預測方法

振動環境評價標準參照《城市區域環境振動標準》（GB10070-88），室內二次結構噪聲限值參照《城市軌道交通引起建筑物振動與二次輻射噪聲限值及其測量方法標準》（JGJ/T170-2009），DN020413地塊位于1類聲環境功能區，DN020413地塊位于軌道中心線外60m范圍內都是噪聲4a類區。

2 地鐵地下線振動與二次結構噪聲預測

某市地鐵1號線線路全長33.837km，地下線長約31.486km，軌道采用60kg/m鋼軌、9號道岔、整體道床，車輛采用VVVF控制的交流電機牽引、鋼輪鋼軌B型車系統，采用6輛編組4動2拖方案。DN020413地塊所處區間線路平面圓曲線半徑>2 000m，線間距為14m，區間隧道埋深20m，區間最高車速75km/h，新規劃地塊與地鐵線路的關系見圖1。

規劃地塊振動預測結果見表1，由表可知，振動預測點距離軌道越近，預測值越大。預測點距離近側軌道中心線25m時，晝間左線振動值VLZmax為73.2dB，夜間左線振動值VLZmax為71.1dB，滿足《城市區域環境振動標準》（GB10070-88）中“交通干線道路兩側”晝間75dB、夜間72dB的標準。

通過類比法選取與規劃地塊處采用壓縮型減振扣件、與最近地鐵站距離均為200m（地鐵通過時的運行速度相同）、平面圓曲線半徑和埋深相近的多個類比點進行二次結構類比實測，具體實測結果見表2。由表可知，在距離近軌位置40m處，其類比點41樓監測的室內二次結構噪聲等效A聲壓級晝間和夜間均可滿足《城市軌道交通引起建筑物振動與二次輻射噪聲限值及其測量方法標準》（JGJ/T170-2009）中4類區標準“晝間45 dB（A）、夜間42 dB（A）”。

由上述預測結果可知，對于該規劃地塊，距離近側軌道位置距離25m可滿足《城市區域環境振動標準》（GB10070-88）的振動標準，距離近側軌道位置距離35m處基本可滿足《城市軌道交通引起建筑物振動與二次輻射噪聲限值及其測量方法標準》（JGJ/T170-2009）的二次結構噪聲標準，40m完全滿足噪聲標準。一般來說，人耳對地鐵室內二次結構噪聲很敏感，雖然噪聲值較小，但仍能感覺到地鐵的經過，且背景噪聲越小，感覺越明顯，這種情況和人耳的敏感程度有關[8]，因此，從二次結構噪聲應從相對嚴格的角度進行控制。

3 振動預測模型驗證

為了驗證振動預測結果，項目組在DN020413地塊的現狀停車場位置進行了振動實測，測量點位詳見圖1，具體實測結果與預測結果見表3，由表可以看出，噪聲預測值與實測值基本吻合，預測結構可行。此外，DN020413地塊范圍北側1/3軌道（K20+150～K20+350）左右線均采用的是鋼彈簧浮置板道床（液體阻尼），剩余的2/3軌道（K19+950～K20+150）左右線采用的是壓縮型減振扣件，因此在預測時已考慮上述減振措施的影響。

4 規劃地塊退讓距離建議

在地鐵軌道情況正常運行的情況下，列車通過時測點的振動值Vlzmax一般比室內二次結構噪聲等效A聲壓級LAeq大30dB。由于二次結構噪聲的控制標準較為嚴格，一般來說，軌道交通二次結構噪聲的影響范圍要遠于振動，因此，在確定城市軌道交通地下段對于周邊規劃地塊退讓距離時，應綜合考慮振動以及二次結構噪聲的綜合影響，振動達標距離內應避免進行地塊規劃，振動達標距離與二次結構達標距離之間應避免規劃居住、精密儀器等用途的地塊，二次結構噪聲達標距離外的地塊可按照規劃要求開展各項地塊規劃工作。以本項目DN020413為例，建議振動達標距離25m內應避免進行地塊規劃，二次結構噪聲達標距離40m內（25m以外）應該避免規劃居住、精密儀器等用途的地塊，40m外按照規劃要求可正常開展各項地塊規劃工作。

5 結論

（1）在進行軌道交通地下段振動對于規劃地塊的振動影響預測時，在地塊出讓前，地塊內建筑物具體樓層和平面布置尚不明確，建議振動預測中的“建筑物類型修正值CB”暫不考慮，從保守角度考慮退讓距離。（2）2018版的城市軌道交通導則中振動預測模型和衰減量并未考慮軌道措施，根據地鐵振動預測結果考慮建筑退讓距離時，需疊加軌道減振措施帶來的振動削減。（3）在地鐵軌道情況正常運行的情況下，列車通過時測點的振動值Vlzmax一般比室內二次結構噪聲等效A聲壓級LAeq大30分貝，由于二次結構噪聲的控制標準較為嚴格，一般來說，二次結構噪聲的達標距離要遠與軌道交通振動，因此，在確定城市軌道交通地下段對于周邊規劃地塊退讓距離時，應綜合考慮振動以及二次結構噪聲的綜合影響，振動達標距離內應避免進行地塊規劃，振動達標距離與二次結構達標距離之間應避免規劃居住、精密儀器等用途的地塊，二次結構噪聲達標距離外的地塊可按照規劃要求開展各項地塊規劃工作。

參考文獻

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收稿日期：2020-09-28

基金項目：2019年度省交通運輸科技與成果轉化項目（2019Y70）

作者簡介：許聰（1989-），男，碩士，工程師，研究方向為交通環境保護。