不同土體條件下地鐵列車引起的建筑物二次結構噪聲檢測分析
——以南京地鐵為例

毛凱 王彧 李健 江蘇環保產業技術研究院股份公司

城市軌道交通快速發展，給城市出行帶來綠色快捷出行方式，極大地緩解了城市交通的壓力。但由地鐵列車運行引起的沿環境振動及建筑物二次結構噪聲也成為當前較關注的環保問題。

地鐵引起的二次結構噪聲是列車運行時產生的振動傳遞至建筑物，使墻體和樓板產生振動，并引發室內結構噪聲，其影響因素是來自多方面，包括土體條件、建筑結構等，也是研究熱點[1-2]。

2018年，城市軌道交通環評導則（HJ 453-2018）發布實施，其中一項重要修訂就是對振動預測模式進行修改，重點考慮振動預測模式中土體條件的影響參數[3]。對于二次結構噪聲，與舊導則相比發生了變化，同時與并沒有給出具體的源強的來源等，其預測結果直接影響減振措施的選取。

本文主要針對地鐵項目環評過程中二次結構噪聲預測源強選取存在的困惑，對典型的土體條件下南京地鐵列車引起二次結構噪聲進行檢測分析，為項目環評預測分析和減振措施的選取提供一定的參考。

一、分析測試方法

（一）點位布置

本次選擇南京已運營的某條地鐵線路，沿線涉及南京地區典型的環境地質，包括長江沖積平原區、構造剝蝕低山丘陵區等區域，線路穿越土體條件有軟弱土、中軟土、中硬土等。選取不同地質條件線路中心線兩側50米范圍、無減振措施的建筑物，對單列車通過時產生的室內樓板中央垂向1/3倍頻程振動速度級（16～200Hz）LVmid,i進行監測。監測布點情況見表1。

表1 監測布點情況

（二）檢測方法

對照《城市區域環境振動測量方法》（GB10071-88）、《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》（JGJT170-2009）和《環境影響評價技術導則 城市軌道交通》（HJ453-2018）的方法，測量分析地鐵列車通過時建筑物室內地面中央垂向1/3倍頻程振動速度級LVmid（16～200Hz）。

采用丹麥B&K公司的PULSE 3560C型多通道分析儀和4508B型振動加速度傳感器進行數據采集，并使用PULSE 7700軟件平臺配合進行數據分析。4508B型振動加速度傳感器靈敏度為20ms-2RMS（159.2Hz、電流4mA、溫度24.3°C）、量程為-700ms-2～700 ms-2peak（±71g peak），及采樣頻率為51.2kHz。

二、結果分析

三處建筑物室內LVmid,i（16～200Hz）檢測結果見表2。采用ISO2631-1-1985 規定的A計權網絡修正值，進行A計權頻率修正計算。

表2 各監測點LVmid，i監測結果（dB）

從 表2結 果 可 知，在1/3倍 頻 程10～20Hz時，軟弱土條件下的室內振動速度級大于中硬土體條件；而當頻率大于40Hz時，中硬土條件下的室內振動速度級處于最大，與楊尚福的研究成果一致[2]。

采用城市軌道交通（HJ453-2018）中的附錄D計算公式D-8～D10，對上述參數進行計算。

表3 各監測點二次結構噪聲值（dB（A））

從表3中計算結果可知，軌道中心線兩側50m范圍內的建筑物室內二次結構噪聲值在37.1～40.4dBA范圍內。同一軟弱土體條件下，隨距離的變化，列車運行產生的二次結構噪聲值變化不大。在中硬土體條件下，隨距離的變化，列車運行產生的二次結構噪聲值變化明顯。在中硬土體條件下，列車運行對建筑物影響較為明顯，室內噪聲值大于軟土層的情況。

三、結論

根據各檢測點振動速度級，在1/3倍頻程10～20Hz時，軟弱土條件下的室內振動速度級大于中硬土體；而當頻率大于40Hz時，中硬土條件下的室內振動速度級處于最大。建筑物室內二次結構噪聲值在37.1～40.4dBA范圍內。在中硬土體條件下，列車運行對建筑物影響較為明顯，室內噪聲值大于軟軟弱土層情況。同一軟弱土體條件下，隨距離的變化，列車運行產生的二次結構噪聲值變化不大。在中硬土體條件下，隨距離的變化，列車運行產生的二次結構噪聲值變化明顯。本次結果對地鐵減振措施的選取有一定的參考價值。