戴程程
(中鐵第五勘察設計院集團有限公司,北京 102600)
《環境影響評價技術導則城市軌道交通(HJ453—2018)》(以下簡稱“城市軌道交通導則”)主要針對HJ453—2008在評價范圍、源強確定、預測方法等方面進行了修訂。
2019年3月27日,北京市修訂發布了《地鐵噪聲與振動控制規范(DB11/T838—2019)》(以下簡稱“北京市地標”),2019年7月1日起替代《地鐵噪聲與振動控制規范(DB11/T838—2011)》實施,與2011年版相比主要技術變化如下:修訂標準的適用范圍;刪除地鐵噪聲與振動的參考源強;修訂地鐵減振措施的分級標準;修訂減振措施的附加長度;修訂地鐵振動預測模型;增加地鐵振動的數值仿真預測方法。
2個標準均規定了地鐵列車運行引起的環境噪聲與振動的控制原則與方法,均適用于設計速度不超過100km/h的地鐵新建項目噪聲與振動環境影響評價工作,對地鐵線路的環境影響評價都給出了預測方法,但是各項修正等均有一定程度的差異[1]。
兩者總體的預測方法均為由振動源強考慮各項修正后得出預測點處的VLzmax,源強的測點位置略有不同,但引起的差別不大,差異體現在修正項的不同。
北京市地標源強測量點位于高于軌面(1.9±0.3)m的隧道壁處,城市軌道交通導則測點布置在單線隧道隧道壁處,高于軌頂面(1.25±0.25)m。
2.2.1 修正項概述
城市軌道交通導則修正項包括列車速度修正、軸重和簧下質量修正、輪軌條件(含曲線段)修正、隧道型式修正、距離衰減修正、建筑物類型修正、行車密度修正7大類修正,較北京市地標,增加了隧道型式修正。另外關于行車密度修正,北京市地標提到了多條線路并行時應考慮疊加影響,但未給出具體的計算公式。
2.2.2 修正量計算差異
(1)速度修正
兩者均為:

式中:v-列車通過預測點的運行速度,km/h;v0-源強的列車參考速度,km/h。
但是北京市地標另外給出了加速狀態(+1dB)和減速狀態(-1dB)的修正量,進出站列車的振動預測應當單獨考慮該項修正。
(2)軸重和簧下質量修正

兩者一致,均為:式中:w-預測車輛的軸重,t;w0-源強車輛的參考軸重,t;wu-預測車輛的簧下質量,t;wu0-源強車輛的參考簧下質量,t。
(3)輪軌條件(含曲線段)修正
有縫線路相對于無縫線路2個規范均按照+5dB修正,對于曲線段,城市軌道交通導則給出了預測公式,對于線路平面圓曲線半徑≤2000m的線路,曲線段修正量為+16×列車速度(km/h)/曲線半徑(m),北京市地標則給出了具體的修正值,當500<R≤2000m修正量為+1dB,當R≤500m修正量為+2dB。總體而言,當線路位于小曲線半徑時城市軌道交通導則的修正量大于北京市地標。
(4)隧道型式修正
城市軌道交通導則修正量見表1,北京市地標則不含該項修正。

表1 隧道型式修正對比
(5)距離衰減修正
城市軌道交通導則以7.5m為界,給出了不同的預測公式:
線路中心線正上方至兩側7.5m范圍內:

式中:β-土層的調整系數;H-預測點地面至軌頂面的垂直距離,m。
線路中心線正上方兩側大于7.5m范圍內:

式中:r-預測點至線路中心線的水平距離,m;a、b、c在導則中根據不同的地質類型給出了參考值。
北京市地標則以預測點至軌頂的垂直距離為界,8~34m按以式(5)、式(6)計算,當預測點至軌頂的垂直距離大于34m時,距離修正參考城市軌道交通導則執行。

式中:l-預測點至鄰近線路源強監測點處的直線距離,m;H-預測點至軌頂的垂直距離,m;R-預測點至鄰近線路中心線的水平距離,m。
以某地鐵(中軟土地質,埋深20m,直線段)為例,按照2種不同計算方法得出的修正量見表2。

表2 距離修正量對照
可知北京市地標中的預測方法衰減量較城市軌道交通導則更大,不同距離的衰減值差異在1.6~2.9dB。
(6)建筑物類型修正
城市軌道交通導則給出室內外的不同建筑物的振動修正量(根據樓層不同修正量不同,最多可修正13dB),但未給出室外不同建筑物的振動修正量;北京市地標根據不同建筑類型給出了室外不同建筑物的振動修正量(修正量為-3~1dB),但未給出室內較室外建筑物振動修正量,但指出“當需要對敏感建筑物各樓層的室內環境振動進行預測時,應采用類比測量或數值仿真的方法進行精細化預測分析”,見表3和表4。

表3 北京市地標中不同類型建筑物的振動修正值(室外修正)

表4 軌道交通導則建筑物類型的振動修正值(室內室外修正)
(7)行車密度修正
城市軌道交通導則根據行車密度、兩線的中心距離給出振動修正值,修正量0~2.5dB,北京市地標則未給出具體修正量,但提出“多條地鐵線路共同交通走廊或多條地鐵線路交叉的區域的振動影響預測時,應考慮多條地鐵線路最大Z振級的疊加影響”。
總體而言,位于直線段的地下振動預測時(埋深8~34m),北京市地標中的預測方法衰減量較城市軌道交通導則更大,但不同距離預測值差異小于3dB;對于小曲線半徑段落,城市軌道交通導則的預測方法的衰減量大于北京市地標。
在開展北京市地鐵項目的地下段振動預測時,一般選取《地鐵噪聲與振動控制規范》的預測方法,但針對標準中未明確給出的修正方法時,如行車密度修正、建筑物的室內室外振動修正,在不具備實測條件的前提下可參考《環境影響評價技術導則城市軌道交通》。
本文通過對照分析給出在地鐵振動預測中的區別,提出后續在開展地鐵振動環境影響評價時候的建議,希望能為相關項目提供參考。