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城市轨道交通工程施工噪声污染管控技术研究
摘要:城市轨道建设的施工阶段作为整个工程中对周边地区负面影响较大的阶段,对其噪声进行治理有着十分重要的意义。本文通过研究城市轨道交通工程的建设过程,重点阐述地铁施工过程中产生的噪声污染情况,通过模型预测施工期噪声影响,从技术和管理层面分别开展施工期降噪技术研究,研究地铁施工可采用的噪声控制措施。
关键词:轨道交通;噪声污染控制;噪声监测;施工噪声
引言
城市轨道交通具有地铁、轻轨以及悬浮列车等多种类型,因其快捷准时、大运量、能耗低、立体化等特点,可以有效改善城市居民出行条件。根据中国城市轨道交通协会发布的《城市轨道交通2019年度统计和分析报告》,截至2019年底,全国共有40个城市开通城市轨道交通,运营线路总长度达6736.2公里,当年新增运营线城市开通城市轨道交通运营线路208条,运路长度达974.8公里;2019年全年累计完成客运量237.1亿人次,同比增长12.5%,运营规模继续保持高增长势头。其中,敷设方式以高架线的城市轨道交通线路约占线路总里程的30%,高架线路上车辆在运行过程中会辐射噪声,在当今城市中居住空间密度很高的状况下,城市高架轨道交通噪声不可避免对线路沿线居民的身体健康及正常生活带来不利的影响,该问题也逐渐受到了国内外专家学者的关注与研究。对城市轨道交通环境噪声源强、空间分布特性、控制技术等进行了大量的研究。
2噪声控制措施
2.1接受者的防护
施工场地周边敏感目标室内噪声主要是由窗户传进来的,当室外施工噪声大到一定程度时,会对室内居民正常生活产生干扰,可以通过给周围住户安装隔声窗的方式减少传进房间的施工噪声。由于施工现场周边敏感点为既有建筑,本身无隔声窗措施,因此,需要针对既有建筑进行外窗的隔声改造,首先对施工场地周边敏感点室外声环境进行监测,然后依据《民用建筑隔声设计规范》(GB50118—2010)的要求计算能够确保敏感点室内能够达标的外窗隔声量,选取合适的隔声窗,典型窗户的空气声隔声量。
2.2降速措施分析论证
经多次调查及测量发现,研究线路段沿线各居民小区昼间能够满足4a类声环境功能区70dB(A)标准要求,夜间多不能满足55dB(A)标准要求,轻轨运营单位接到的噪声投诉意见也多集中于夜间。为研究本工程车列降速措施对降低辐射噪声的实施效果,运营单位对典型路段进行了夜间限速监测研究,针对代表性保护目标进行了不同运行速度下的噪声监测,发现当列车运行速度下降至20km/h左右时,不同楼层高度噪声现状值较常速能下降约3dB(A)~10dB(A),背景噪声增量能控制在0.5dB(A)以内,将噪声基本维持在背景值水平。经多次研究论证,轻轨运营单位自2018年8月起对研究线路段夜间21:30至次日6:00上下行区间载客及排空列车均重新调整了运行方案,其中从线路桩号K43+222处至某站K43+732上下行区间限速至15km/h,从K43+732至线路K46+722处上下行区间限速至20km/h;其他时段正常运行。同时,为降低轻轨列车辅助设备噪声,关闭限速运行车辆空调系统。
2.3工程建设全周期管理
1)分类管理。在城市轨道交通建设工作中,进行环境振动控制,开展相关工作的全过程管理,完成环评预测的分类管理任务。如果仅采用环评导则进行环境振动的预测,会使相应工作精度欠缺,不能获得良好的效果。因此,要调整环评预测的作业方式,找出沿线振动的敏感点,应该确定敏感点、振动控制要求、线路和位置间关系、行车条件等相应因素对振动控制起到的作用,进行关系确定以及类别划分;对不同的敏感点选择相应的预测方式,由此提高预测工作的执行效果;在振动控制阶段确定敏感点,使用人工智能和数值仿真等方式,可以提高预测结果的精准度。2)综合设计。目前,国家高度关注城市轨道交通设计的减振工作,在项目建设期间应该保证方案内容合理,方案应该从减振层面考量工作内容并进行合理的设计。我国多个城市在轨道交通设计方面均引入科学的设计理念,完成减振设计编制工作,选择轨道减振的方式,确定减振需求并为其设置减振轨道,从而可以将沿线区域敏感点形成的影响降至最低。围绕轨道减振方法设计方案内容,控制轮轨振动向外辐射的数量,采用此种方式确实可以在减振方面取得一定的成效,但也会增加轮轨的作用力,会出现车内噪声增大、钢轨波磨等问题。在城市轨道交通检测设计期间,需要从工作成效考量,收集各方面参数,通过降低车内噪声量值、降噪车轮量值等方法,提高减振作业效果。在方案设计阶段,针对高价地段可以选择轨道降噪的方式,从而可以有效减轻桥梁结构二次辐射形成的噪声量。在设计减振方案期间,为了降低钢轨波磨形成的不良影响,尽可能防止在小半径曲线位置进行大功率减速与加速的行为。3)提高过程控制力度。在轨道工程施工期间,应该确定轨道管理要点,采用精调的方式提高减振效果,同时还会在轨道状态检查期间,通过对沿线轨道进行精确调整,提高轨道的几何平顺度,规避病害。目前,考虑到工作需求,对原有的工程验收方式进行合理的调制,提高轨道工程验收的管控力度,引入先进设备,并且对验收测量的方法进行优化。通过精密仪器完成轨道状态沿线测量验收工作,提高验收管理的工作效果,还可以有效控制轮轨振动,让线路平顺性大幅度提高。
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。
结语
城市轨道交通施工噪声主要来源于施工机械噪声、施工人员呼喊声和材料转移碰撞声。本研究基于施工机械实测数据,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,从不同侧面反映了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。
参考文献
[1]魏鹂.杭州地铁工程环境影响综合评价研究[D].杭州:浙江工业大学,2010.
[2]郑晓宇.Cadna/A软件在城市跨线桥环境影响评价中对声屏障方案比选的应用[J].低碳世界,2021,11(03):20-21.