城市轨道交通工程施工噪声污染管控技术研究

城市轨道交通工程施工噪声污染管控技术研究

宋金金1 ,曹新军2

山东九强集团有限公司山东省淄博市255000

摘要：目前我国城市化建设和我国科技水平的快速发展，我国交通行业发展也十分快速。城市轨道交通因建设周期短、造价低得到广泛应用，但由此带来的高架线沿线噪声较大等问题成为各城市面临的难题。国内外学者从理论研究、现场试验、控制措施及工程应用等方面进行大量研究。总结高架轨道桥梁诱发环境振动和噪声问题的研究现状和进展；国内外轨道交通桥梁结构噪声的辐射特性、预测方法、产生机理、控制措施及工程应用等方面的研究成果；近些年来基于声子晶体理论的轨道结构振动控制、声屏障的控制理论研究现状；分析不同轨道减振措施时桥梁振动及其引起的结构噪声特性。基于前人的研究成果，针对高架区间沿线噪声问题，充分考虑既有高架线特点，从轨道专业角度出发，在不影响既有设备和正常运营的前提下进行降噪方案设计。

关键词：轨道交通；噪声污染控制；噪声监测；施工噪声

引言

地铁列车噪声是由各种不同类型的噪声组合而成，可分为轮轨噪声、空气动力学噪声、集电系统噪声、电气噪声设备等，其中轮轨噪声是最主要噪声源，轮轨噪声包括滚动噪声、冲击噪声和曲线啸叫噪声。车轮和轨道的振动是轮轨相互作用产生的，与轮轨表面几何状态（如轮轨表面粗糙度、车轮踏面和轨道表面局部损伤等不平顺）、轨道减振结构、轨道线路条件等有密切关系。本文针对某地铁车辆出现的异常噪声问题，从噪声源、噪声源产生机理、噪声源影响因素等方面进行了系统性的测试分析。可以得出以下结论：异常噪声主要由车轮不圆、轨道粗糙度超标和小半径曲线引起，道床结构也有一定的影响，可以通过镟轮、打磨轨道等方法进行治理解决。

1地铁施工噪声的特点

（1）圆盘锯、切割机、鼓风机和风镐4种施工机械的噪声排放水平较高，其次是搅拌机、空压机、挖土机、长臂挖机和装载机。（2）风镐、圆盘锯表现出了较大的波动性，而大型施工机械波动性较小，手持工具噪声波动性要普遍高于大型施工机械。（3）基于环境排放类监测数据，本研究分不同时段对基坑开挖和主体结构的噪声环境排放情况进行了模拟分析，从不同层面反映了地铁施工噪声的特点。由结果可知，场界噪声昼夜间最高为79.7dB（A），最低为64.9dB（A）。均超出《建筑施工场界环境噪声排放标准》（GB12523—2011）规定的排放限值。可以通过合理摆放施工机械、设置临时声屏障、合理安排施工时间等措施，减少施工噪声对周边声环境敏感点的影响。（4）对地铁施工噪声控制进行了研究。从噪声源处理、传播途径的控制以及接受者防护三个方面对施工噪声提出了一般性的防治方法。本研究总结城市轨道交通工程施工过程中采取的一系列噪声控制措施，包含管理措施和技术措施，为国内同类型轨道建设项目的噪声控制提供宝贵经验。

2降噪措施

2.1噪声声源控制

（１）轮轨噪声控制措施。车辆以６０ｋｍ／ｈ～２５０ｋｍ／ｈ速度运行时，主要噪声是轮轨噪声，其受到轨枕材料、刚度和轮轨粗糙度、运行速度的影响。从车辆角度出发可从车轮方面降噪，采用降噪环车轮比普通车轮在轨道中心７．５ｍ外噪声低约２ｄＢ。（２）电气设备噪声控制。选用低噪声空调机组及空调压缩机以避免尖锐噪声，设计低噪声结构的风道，空调和空压机等电气设备尽可能采用弹性连接安装。

2.2试车线采用梯形轨枕

岗停车场试车线采用梯形轨枕。试车线梯形轨枕碎石道床铺设双层道砟，由底砟和道砟组成，道床顶面宽度为２.８ｍ，砟肩堆高１５０ｍｍ，道床边坡坡率１∶１.７５，道砟等级为一级，道床的密实度不得小于１.７ｔ／ｍ３。曲线地段超高通过全超高方式实现，即将梯形轨枕轨排绕内股轨顶中心旋转，使内股钢轨不动、外股钢轨抬高一个超高值，内外侧道砟的外形布置相应进行调整；圆曲线地段，超高通过梯形轨枕整体旋转在砟上实现；缓和曲线地段，应先按照扣件调整量表调整扣件高度，再按设计超高值调整扣件处钢轨。单块梯形轨枕包含１０对扣件，扣件间距为６００ｍｍ。每块梯形轨枕铺设长度６０００ｍｍ，实际长度５８００ｍｍ，标准枕缝２００ｍｍ，具体枕缝范围１５０～２５０ｍｍ，梯形轨枕总宽２３００ｍｍ（限位凸台位置）。单边纵梁宽５８０ｍｍ，高１８５ｍｍ。两片纵梁之间设２道混凝土横梁，２道钢管横梁，侧面各设１个纵向防爬凸台，混凝土强度等级为Ｃ６０。

2.3降噪效果目标

以同一线路、同一地段安装本装置前后相同测点处列车通过时段Ａ计权噪声级的差值作为降噪效果的评价依据，降噪效果均应不低于３ｄＢ（Ａ）。具体测点要求如下。（１）轨道中心线外７.５ｍ，高于轨面５ｍ（参照ＨＪ４５３—２０１８《环境影响评价技术导则－城市轨道交通》）。（２）轨道中心线外３０ｍ，高于轨面１.２ｍ（参照ＧＢ１２５２５—１９９０《铁路边界噪声限值及其测量方法》）。

2.4合理安排施工时间

可通过合理安排施工程序，避免设备同时施工等措施降低施工噪声对周围敏感点造成的影响。针对不同功能的敏感点选择合适的施工时间，学校敏感点应尽量选取在休息日学校无人的时间段开工，居住敏感点应尽量选取在工作日昼间进行施工。夜间施工更容易对两侧敏感点处的声环境质量产生显著影响（>5dB（A）），特别是对夜间睡眠的影响较大。因此，施工期间应禁止夜间（22：00—6：00）施工，避免夜间施工噪声污染，以减轻施工对周边居民生活的不利影响。如需夜间施工，需要向当地生态环境局提出夜间施工申请。在获得夜间施工许可后，方可在规定时间和区域内进行夜间施工作业，并在施工前向附近居民公告施工时间。

2.5噪声传播途径控制

车体型材是隔声主体，可从地板、侧墙方面减少噪声的传播。地板降噪：防寒材料具有保温和吸音降噪效果，在车体与地板之间填充防寒材料，并且采用铝蜂窝地板，防寒棉和地板中的空气层可以有效增加整体结构的隔声性。侧墙降噪：采用铝合金型材、防寒材料、空气层、内饰侧墙板组成整体的侧墙隔声结构，可以有效降低从车外传入车内的噪声。车门、车窗降噪：采用铝蜂窝夹层结构、车门缝隙小的隔音性能良好的车门。车窗采用双层中空玻璃，可以很好降低车外透射到车内的噪声。车辆密闭降噪：采用双层密封胶条或中空密封的车门及车窗胶条，并定期校验车辆尺寸及更换胶条以提高车辆密封降噪效果。对车辆的结构性孔洞、缝隙等透声部位须进行密封或消声处理。

结语

轮轨噪声是铁路噪声的重要组成部分，轨道表面和车轮踏面都存在粗糙，当轮对在轨面上滚动时，粗糙会导致轮轨相对运动及本身的弹性振动，也引起轨下基础部件如轨枕的振动，并向空气中辐射噪声。轨道表面粗糙度是一种轨道不平顺，在实际线路上存在的轨道表面粗糙度是由不同波长、不同相位和不同幅值的随机不平顺叠加而成的，是与线路里程和运量有关的复杂的随机过程。轨道粗糙度增大，会明显加剧轮轨噪声的辐射，进而影响客室噪声，通过打磨可以有效降低轨道表面粗糙度从而降低传入客室内噪声。

参考文献：

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