陳 斌， 謝偉平， 姚春橋

(1.寧波市軌道交通工程建設(shè)指揮部, 浙江 寧波 315012； 2.武漢理工大學(xué) 土木建筑學(xué)院， 湖北 武漢 430070； 3.武漢地鐵集團有限公司， 湖北 武漢 430030)

地鐵“上蓋物業(yè)” 概念源于香港，是指與地鐵出入口直接相連的建筑物。一般指在與車站不超過500 m范圍內(nèi)，有寬闊通道或者商業(yè)設(shè)施或與其他公共設(shè)施相連等多個相聯(lián)結(jié)的物業(yè)統(tǒng)稱為地鐵上蓋物業(yè)[1]。對于土地資源緊張、地價高居不下、人口密集的大城市，利用地鐵車站、區(qū)間、車輛段及其周邊上部空間和地下空間進行物業(yè)開發(fā)，不僅可以獲得更多的城市建設(shè)用地，提高城市土地的利用率，還可以充分發(fā)揮地鐵站及沿線物業(yè)開發(fā)的商業(yè)價值，帶動地鐵盈利。據(jù)統(tǒng)計，地鐵沿線房地產(chǎn)開發(fā)投資回報率達到15%，地鐵沿線物業(yè)平均升值近50%[2]。

地鐵上蓋物業(yè)開發(fā)是土地資源的二次開發(fā)和高效利用，是地鐵建設(shè)創(chuàng)造出的新價值載體，是對土地這種不可再生資源的充分集約利用。而地鐵車輛段又因較大而單一的體量，常常與現(xiàn)代化城市環(huán)境不相協(xié)調(diào)，并可能對城市空間和交通造成割裂和破壞。因此，隨著國內(nèi)地鐵建設(shè)的突飛猛進，地鐵車輛段上蓋物業(yè)也得到了迅速發(fā)展，繼北京首次在八王墳車輛段大平臺上成功開發(fā)了總建筑面積為609000 m2的住宅小區(qū)后，上海、天津、深圳、杭州、武漢、南京等城市也紛紛開始進行地鐵車輛段上蓋物業(yè)的規(guī)劃和實施，如圖1和2所示。

圖1 上海地鐵吳中路車輛段上蓋物業(yè)效果圖

圖2 武漢地鐵常青花園車輛段上蓋物業(yè)效果圖

地鐵車輛段上蓋物業(yè)的開發(fā)在帶來經(jīng)濟效益的同時，也存在一些問題，如設(shè)計困難和環(huán)境影響問題等。設(shè)計上需考慮建設(shè)時序、交通組織和消防設(shè)計等多個難題。地鐵運營后，車輛段將對上蓋物業(yè)產(chǎn)生一定的環(huán)境影響，如振動、噪聲[3～5]、電磁輻射[6，7]、廢氣等。為了較好地解決這些問題，本文對地鐵車輛段上蓋物業(yè)開發(fā)的設(shè)計困難及解決方案，運營中的環(huán)境影響及控制等問題進行研究。

1 設(shè)計困難及解決方案

1.1 開發(fā)策劃

按正常程序，地鐵在建設(shè)完成所需的預(yù)置平臺之后就應(yīng)該算是完成了任務(wù)，平臺再造出來的用地應(yīng)經(jīng)過“招、拍、掛”出讓，由開發(fā)商再次深入進行物業(yè)開發(fā)的設(shè)計。開發(fā)商應(yīng)該較早地介入項目，進行策劃，為后續(xù)的地鐵建設(shè)提供技術(shù)支持，對經(jīng)濟性進行把握。如果在平臺建成后再進行招商，存在極大的風(fēng)險是：開發(fā)商如果認為開發(fā)成本過高，可能會造成“招、掛、拍”不成功，使土地閑置。

地鐵上蓋物業(yè)開發(fā)面臨最大的問題即建設(shè)用地使用權(quán)出讓制度問題, 也稱為招拍掛制度?！段餀?quán)法》第137條明確規(guī)定：“ 設(shè)立建設(shè)用地使用權(quán), 可以采取出讓或者劃撥等方式。工業(yè)、商業(yè)、旅游、娛樂和商品住宅等經(jīng)營性用地以及同一土地有兩個以上意向用地者的, 應(yīng)當(dāng)采取招標、拍賣等公開競價的方式出讓?！?該制度成為限制香港地鐵模式在內(nèi)地推行的最大障礙, 在地鐵上蓋物業(yè)開發(fā)中, 如果采取招拍掛的土地使用權(quán)出讓方式, 就不能確保地鐵公司(或集團附屬子公司)一定取得該土地的使用權(quán), 因而無法使地鐵公司的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)作用得以發(fā)揮, 實現(xiàn)地鐵上蓋物業(yè)的一體化開發(fā)建設(shè)所必須的地鐵主導(dǎo)體系。

香港地鐵模式的核心是“地鐵+物業(yè)”，就是把軌道交通項目與沿線土地開發(fā)項目在規(guī)劃、設(shè)計、投融資、建設(shè)、經(jīng)營等五個環(huán)節(jié)統(tǒng)籌考慮，有機結(jié)合，同步運作，實現(xiàn)規(guī)劃更優(yōu)、投資更省、客流更多、換乘更便、土地利用價值更高的積極效果。

香港地鐵能盈利，核心在物業(yè)，而擁有經(jīng)營性物業(yè)的前提，是擁有相應(yīng)的合法土地使用權(quán)?，F(xiàn)有政策根本無法保障地鐵項目公司能夠獲得地鐵沿線一定范圍內(nèi)的土地開發(fā)權(quán)。讓地鐵項目公司與其他市場競爭者站在同一起跑線，在地鐵項目公司的地鐵業(yè)務(wù)有虧損風(fēng)險的情況下，很難有實力去與其他非地鐵行業(yè)的企業(yè)進行競爭，進而無法保障地鐵項目公司能夠獲得地鐵沿線的土地開發(fā)權(quán)。

“香港地鐵模式”至今無法在內(nèi)地落地，主要是因為我國目前的土地政策無法保障地鐵項目公司能夠拿到地鐵沿線的土地開發(fā)權(quán)。我國對劃撥用地的范圍和用途均作出了嚴格限制，是不可能將劃撥用地用于經(jīng)營性開發(fā)的。

而要想讓香港模式真正在內(nèi)地城市“落地生根”，相關(guān)政府部門和立法單位應(yīng)主動適應(yīng)城市發(fā)展的需要，適時調(diào)整有關(guān)政策，修改制約地鐵建設(shè)發(fā)展的法律法規(guī)，出臺相應(yīng)特殊政策和立法，促成軌道交通投融資模式的多樣化，有效進行軌道交通的建設(shè)和發(fā)展。

1.2 建設(shè)時序

目前的物業(yè)開發(fā)設(shè)計都是以地鐵建設(shè)為主導(dǎo)，而且在時序上滯后于地鐵建設(shè)。往往為了保證地鐵通車的工期，在未取得各部門審批許可的條件下先行確定物業(yè)開發(fā)條件，將車輛段設(shè)計作為設(shè)計輸入，以滿足車輛段開工建設(shè)的需要。在物業(yè)方案穩(wěn)定的過程中，輸入條件需要進行數(shù)次修改，給現(xiàn)場造成返工。設(shè)計也由此需要包容性，需要在設(shè)計中留有余地，造成投資的升高。

1.3 運營成本

車輛段上蓋物業(yè)開發(fā)后，有的庫房無條件自然采光、通風(fēng)。雖然從技術(shù)角度，可以增加照明、通風(fēng)設(shè)備，但是長期采用人工照明、通風(fēng)等措施對運營來說是一筆不小的成本支出。車輛段咽喉區(qū)上蓋后，因柱網(wǎng)布置密集，造成車輛作業(yè)時對整個場區(qū)、信號機等瞭望受限，在運營中產(chǎn)生安全隱患。必要時需增加監(jiān)控設(shè)備、信號復(fù)示等輔助措施，咽喉區(qū)也需進行封閉管理，這些都將增加運營成本。

1.4 柱網(wǎng)和限界

車輛段咽喉區(qū)道岔、線束布置集中，在用地條件寬裕的前提下可以根據(jù)結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)尺寸及限界要求加大線束間距離，為咽喉區(qū)進行上蓋開發(fā)創(chuàng)造條件，但會使車輛段咽喉區(qū)長度加長，增加工程造價和用地。在用地條件緊張的情況下，無法加大線束間的距離，有兩種情況：(1)可以布置小尺寸的柱網(wǎng)，但蓋上只能布置簡單的綠化、運動場地和道路系統(tǒng)，局部跨度大的地方需要采用預(yù)應(yīng)力、鋼結(jié)構(gòu)等措施。此種情況雖然可以進行上蓋，但無法進行大體量的商業(yè)、住宅開發(fā)，增加很大的造價換來的是綠化、活動場地等簡易開發(fā)，但可以使車輛段的設(shè)施不外露，全部位于蓋下，有助于提升周邊上蓋物業(yè)開發(fā)的品質(zhì);(2)咽喉區(qū)無法立柱網(wǎng)，使車輛段的開發(fā)局限在庫房上部，咽喉區(qū)全部外露，車輛段作業(yè)過程中的噪聲等會對蓋上開發(fā)的品質(zhì)造成一定影響。

1.5 交通組織

車輛段屬于工業(yè)建筑，上蓋物業(yè)開發(fā)屬于民用建筑，考慮兩者間管理界限的清晰，車輛段與上蓋物業(yè)的交通組織需分開各自單獨考慮。此外上蓋物業(yè)與地鐵接駁方式是否銜接緊密、順暢及合理直接關(guān)系到人流如何引入上蓋物業(yè)及其在建筑中的引導(dǎo)，人流在建筑內(nèi)部引導(dǎo)的合理性關(guān)系到建筑布局的合理性，一定程度上能夠提升或者拉低上蓋物業(yè)的價值[8]。因此，上蓋物業(yè)與地鐵如何接駁是在地鐵上蓋城市綜合體中重點要研究的技術(shù)內(nèi)容。

在車輛段設(shè)計中，需結(jié)合物業(yè)開發(fā)方案，預(yù)留接至蓋上的交通設(shè)施設(shè)置的條件，包括設(shè)施的位置、后期物業(yè)開發(fā)施工時的可實施性、上蓋蓋板的荷載預(yù)留等。因車輛段在設(shè)計、施工過程中，物業(yè)開發(fā)方案有繼續(xù)調(diào)整的可能，原預(yù)留條件一旦成形則無法更改，所以上蓋物業(yè)交通組織的研究需在車輛段設(shè)計階段就落實穩(wěn)定。

車輛段的交通組織主要是道路系統(tǒng)。上蓋物業(yè)開發(fā)的交通組織有兩大類，一類是道路系統(tǒng)，一類是人行系統(tǒng)。蓋上道路系統(tǒng)可通過橋梁與市政道路銜接，但橋梁位置、道路銜接方式需在車輛段設(shè)計中預(yù)留，或同步在車輛段工程中實施。當(dāng)車輛段、物業(yè)開發(fā)的交通道路與市政道路接口受市政條件限制需共用時，設(shè)計需重點考慮兩者交通的合理分流，減少各自交通流線間的交叉。人行系統(tǒng)可以通過電梯、天橋等與蓋上開發(fā)銜接，同樣需在車輛段設(shè)計中考慮預(yù)留位置、結(jié)構(gòu)接口等條件。

車輛段交通設(shè)計中，需考慮大型設(shè)備運輸?shù)臈l件，道路流線、轉(zhuǎn)彎半徑、凈空等要求。上蓋開發(fā)的車輛段線路大都位于蓋板下，如地鐵車輛的運輸，就無法像在露天起吊那樣進行。目前可以考慮的方案有：(1)有條件的可將部分線路設(shè)于蓋板范圍外，可滿足露天起吊的要求。(2)線路設(shè)于蓋板下的，可在裝卸線上設(shè)置門式起重機，或在上蓋結(jié)構(gòu)上同步設(shè)計、安裝起重機，但此部分凈空要求高，局部上蓋蓋板會高出周邊蓋板。(3)車輛段靠近鐵路車場的，可不通過公路運輸，設(shè)聯(lián)絡(luò)線與鐵路車場連接。

1.6 管線敷設(shè)

為控制工程造價投資，上蓋開發(fā)的覆土一般都較薄，或無覆土，蓋上的主要管線無法采用像在地面覆土中敷設(shè)的方式。目前有兩種方案：(1)在整個上蓋平臺上單獨設(shè)置管線夾層，物業(yè)開發(fā)的各類管線在夾層中布置，在平臺邊緣設(shè)置豎向管井與地面市政管線銜接。此方案形式簡單，但物業(yè)開發(fā)需在管線夾層上再實施，抬高了物業(yè)開發(fā)的地面標高。(2)在車輛段頂板下橫向或縱向設(shè)置數(shù)條管廊，物業(yè)開發(fā)的管線集中至管廊中布置，并通過平臺邊緣的豎向管井與地面市政管線銜接。此方案車輛段的頂板結(jié)構(gòu)形式需特殊設(shè)計。

車輛段物業(yè)開發(fā)結(jié)構(gòu)方案中，上蓋物業(yè)一般是采用帶有轉(zhuǎn)換層的框架結(jié)構(gòu)或者是框支剪力墻結(jié)構(gòu)，對于某些需采用核心筒的結(jié)構(gòu)體系，則核心筒將落至車輛段地面，而車輛段的道路、管線布置需避讓。局部落地的物業(yè)開發(fā)基礎(chǔ)將會很密集，雖車輛段的管線經(jīng)調(diào)整可以避讓基礎(chǔ)通過，但基本上是緊貼柱網(wǎng)或承臺上通過，致使此部分基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)需隨車輛段同步實施，否則敷設(shè)完畢的管線將來在物業(yè)開發(fā)施工過程中需臨時改線、懸吊保護等，導(dǎo)致工程實施難度加大，影響車輛段運營的正常使用。所以此部分的開發(fā)方案在車輛段設(shè)計階段就需穩(wěn)定。

此外，車輛段屬于工業(yè)用水，上蓋物業(yè)開發(fā)屬于民用用水，兩者需單獨從市政管網(wǎng)接水，污水同樣各自接入市政管網(wǎng)。而上蓋物業(yè)開發(fā)的雨水系統(tǒng)有條件接入車輛段雨水管網(wǎng)，是否接入需在車輛段設(shè)計階段明確，做好預(yù)留條件。

1.7 消防設(shè)計

此類工程在國內(nèi)消防規(guī)范中無相關(guān)要求，實施上蓋物業(yè)開發(fā)的車輛段消防設(shè)計需提前與當(dāng)?shù)叵啦块T進行溝通，明確設(shè)計思路，不同地區(qū)對上蓋物業(yè)開發(fā)消防的理解、要求是不同的。根據(jù)以往類似工程，像香港、深圳地區(qū)的上蓋物業(yè)開發(fā)車輛段，要求蓋下、蓋上的消防設(shè)計分開單獨考慮，之間需采用耐火極限≥4小時的防火板和防火墻進行分隔，上蓋物業(yè)落到車輛段內(nèi)的框架梁、板、柱、基礎(chǔ)的耐火極限都需滿足4小時要求，結(jié)構(gòu)尺寸和保護層厚度都需增加。像上海地區(qū)，則無上述4小時耐火極限的要求。

庫房參考《建筑設(shè)計防火規(guī)范》設(shè)計，火災(zāi)危險性高的庫房不得設(shè)于蓋下，與平臺距離需符合規(guī)范要求。蓋上部分參考《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》、《建筑設(shè)計防火規(guī)范》等規(guī)范設(shè)計。而咽喉區(qū)蓋下部分的消防設(shè)計定位目前無法明確，根據(jù)對規(guī)范、上蓋物業(yè)開發(fā)特點的不同理解，無統(tǒng)一的設(shè)計標準，造成可采取措施的差距大，對工程投資影響大。同時，上蓋物業(yè)開發(fā)的車輛段庫房頂部通常無設(shè)置通風(fēng)排煙窗的條件，庫房周邊位于平臺下，通風(fēng)條件差，庫房內(nèi)需設(shè)置大量風(fēng)機、風(fēng)管進行機械通風(fēng)、排煙。因此，需要委托專業(yè)研究單位，針對上蓋物業(yè)開發(fā)的車輛段進行專項消防設(shè)計研究。

1.8 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計

當(dāng)車輛段位于市政干道邊，或景觀要求高的地段，需結(jié)合上蓋物業(yè)開發(fā)的建筑立面效果，考慮車輛段的建筑立面設(shè)計，上蓋后的整個平臺，包括柱、梁、板是否需要裝飾都要根據(jù)景觀要求統(tǒng)一考慮。

上蓋平臺的屋面變形縫做法，因蓋上覆土少，局部會有小管線敷設(shè)，無法采用普通屋頂變形縫在板的邊緣上翻的處理方法，有時需要做成全平面的形式。相關(guān)類似工程參考地下室底板變形縫、橋梁變形縫的做法，有針對性的對車輛段上蓋物業(yè)開發(fā)平臺變形縫做特殊設(shè)計。

車輛段設(shè)計階段，需根據(jù)上蓋物業(yè)開發(fā)的要求，做好結(jié)構(gòu)荷載預(yù)留的條件。但兩者設(shè)計階段經(jīng)常不同步，上蓋物業(yè)開發(fā)提出的條件經(jīng)常帶有包容性，以滿足多種物業(yè)開發(fā)方案的需求，使車輛段預(yù)留的結(jié)構(gòu)體系中最終會有余量。物業(yè)開發(fā)方案越早介入，越可以減少此類工程上的浪費。

車輛段結(jié)構(gòu)設(shè)計中需另外考慮預(yù)留上蓋物業(yè)開發(fā)實施時合理的施工荷載，并應(yīng)預(yù)留上蓋塔吊的位置。

車輛段庫房因面積較大，根據(jù)需要結(jié)構(gòu)上設(shè)有多條變形縫，上蓋物業(yè)開發(fā)的建筑不得跨車輛段的變形縫設(shè)置。隨車輛段建設(shè)的同時，在平臺上需同步預(yù)留柱子插筋。

上蓋物業(yè)開發(fā)如建設(shè)為小高層，則需要設(shè)置電梯，而電梯井及集水井深度較深，有可能較車輛段頂板還低，此時在車輛段設(shè)計中頂板需局部落低，預(yù)留出電梯井位置。

結(jié)合上蓋物業(yè)開發(fā)的車輛段，其物業(yè)開發(fā)的屋面才是防雷考慮的區(qū)域，車輛段實施過程中的平臺是個過渡層面。物業(yè)開發(fā)與車輛段的防雷接地需上、下統(tǒng)一考慮，車輛段做好接地及平臺上的臨時防雷措施，并預(yù)留與物業(yè)開發(fā)的接口。實際操作過程中，物業(yè)開發(fā)結(jié)構(gòu)柱與車輛段結(jié)構(gòu)柱內(nèi)部的鋼筋焊接聯(lián)通即可，但物業(yè)開發(fā)在其車輛段柱網(wǎng)插筋設(shè)計中容易遺漏這點。

高層建筑的超限分為高度超限和規(guī)則性超限。上蓋物業(yè)之所以超限，其主要原因有如下兩點：(1)上蓋物業(yè)大多為小開間軸線布置的住宅與辦公樓等，柱網(wǎng)及開間尺寸大部分為3.3～5.4 m×5.1～6 m, 而由于建筑功能的要求，蓋下一般設(shè)有停車場、列檢庫、運用庫等，因此蓋下結(jié)構(gòu)均是柱網(wǎng)較大的廠房，柱網(wǎng)尺寸一般為7.2～8.4 m×12～18 m。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中, 由于上蓋物業(yè)與下層廠房的柱網(wǎng)不能對齊，上部樓層的豎向構(gòu)件不能直接連續(xù)貫通落地，需要在結(jié)構(gòu)改變的位置布置水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件即轉(zhuǎn)換層來完成對上、下不同柱網(wǎng)，不同開間的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換，并合理解決豎向結(jié)構(gòu)的突變性轉(zhuǎn)化使得豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)問題，同時由于蓋上結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力構(gòu)件不能直接落地，因此蓋上與蓋下結(jié)構(gòu)存在剛度突變與層剛度偏小問題，這樣會直接導(dǎo)致結(jié)構(gòu)存在薄弱層，該處的地震作用效應(yīng)會非常大，如層間位移過大。(2)根據(jù)已建成上蓋物業(yè)的車輛段使用來看，伸縮縫處是建筑防水的最薄弱環(huán)節(jié)，而且由于建筑功能要求，這類建筑要求盡量少設(shè)縫，這樣必然會出現(xiàn)大底盤多塔樓問題，以及大底盤與上蓋結(jié)構(gòu)底層的形心存在較大偏心的問題，即塔樓偏置問題，塔樓偏置會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在地震作用下發(fā)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，影響結(jié)構(gòu)的安全以及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的正常使用。

上蓋物業(yè)超限建筑的解決措施主要有：(1)結(jié)構(gòu)存在轉(zhuǎn)換層、豎向剛度突變、多塔、塔樓偏置等諸多復(fù)雜因素，作為超限高層結(jié)構(gòu)，應(yīng)增加抗震性能設(shè)計，同時結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換部位與上蓋結(jié)構(gòu)底層的性能水準應(yīng)從嚴控制，上蓋其它一般部位按常規(guī)結(jié)構(gòu)設(shè)計；(2)對于高度較大，在水平荷載作用下反應(yīng)較大的建筑，可在建筑物上安裝阻尼器來減小結(jié)構(gòu)在水平荷載下的反應(yīng)，常見的阻尼器類型有磁流變阻尼器、調(diào)諧質(zhì)量阻尼器、粘滯阻尼器等。

2 車輛段對上蓋物業(yè)的環(huán)境影響及控制

2.1 地鐵列車振動對上蓋物業(yè)的影響及控制

2.1.1地鐵引起建筑物振動的特點

由于列車對軌道產(chǎn)生沖擊作用，通過道床、框架柱及平臺這樣一個傳播途徑傳播至車輛段上方的上蓋物業(yè)，引起建筑物振動。該振動嚴重時會影響上蓋居民的工作和生活，給結(jié)構(gòu)中的居住者帶來不舒適感，導(dǎo)致居住者出現(xiàn)緊張甚至恐慌心理，降低工作環(huán)境質(zhì)量，影響工作效率，從而降低結(jié)構(gòu)的適用性能。

根據(jù)對北京四惠車輛段上蓋某辦公樓列車引起的振動實測結(jié)果[9](如圖3所示)分析，可以總結(jié)出列車引起的環(huán)境振動的特點有：(1)持續(xù)時間長，一輛列車通過時，引起建筑物振動的持續(xù)時間大約是10～15 s，振動作用的持續(xù)時間可達地鐵工作總時間的15%～20%，并且隨著列車運行間隔的縮短，還有不斷增長的趨勢；(2)列車引起辦公樓一樓室內(nèi)地面振動的主要頻率集中在10～80 Hz，高頻分量較大，這是由于振動未經(jīng)過土層的過濾，高頻成分直接傳入上部結(jié)構(gòu)的緣故；(3)水平向振動明顯小于豎向振動，說明水平向振動衰減較快；(4)振動循環(huán)次數(shù)多，因為地鐵一直在持續(xù)不斷地運行，由此引起的振動次數(shù)也是很多的。

圖3 一樓X、Y、Z方向加速度時程曲線及其頻譜圖

對于地鐵沿線的建筑物來說，振動經(jīng)過土層的衰減，除去了高頻的成分，傳到建筑物內(nèi)的振動是以低頻成分為主。對于車輛段上方的建筑物，振動是直接沿著柱子傳上去的，所以建筑物內(nèi)的振動既包含了低頻成分也包含了高頻成分。如果建筑處在大平臺的正上方，列車啟動、停車和岔道處拐彎時會引起較大的振動，對建筑物的影響非常明顯。

2.1.2地鐵上蓋物業(yè)振動舒適度的評價標準

地鐵上蓋物業(yè)振動舒適度的評價標準，國內(nèi)外目前也陸續(xù)頒布實施了一些技術(shù)標準或法規(guī)。20世紀70年代初，國際標準化組織(ISO)在綜合大量有關(guān)人體振動的研究工作的基礎(chǔ)上，制定了國際標準ISO2631。該標準得到了世界各國的重視，并被許多國家作為本國標準采納。ISO2631采用頻率計權(quán)均方根加速度來衡量振動舒適度，評價不同建筑物、不同時間、不同振動類型采用基本曲線乘以一定倍數(shù)以后得到不同振動持續(xù)時間的舒適度降低限值。此外還有ISO10137:2007, 它適用于評價建筑物以及在建筑物內(nèi)部的走道或連接建筑物的走道或在建筑物外部的走道的振動舒適度。英國也有相應(yīng)的規(guī)范，BS 6472全稱為《人體暴露于建筑物振動的評估指南》，適用于評價人體在建筑物內(nèi)的振動舒適度。

我國于2005年7月頒布了《住宅建筑室內(nèi)振動限值及其測量方法標準》，要求城市地鐵沿線建筑物室內(nèi)振動限值應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。

2.1.3地鐵上蓋物業(yè)振動的控制措施

目前，解決該振動可以主要從三個方面入手，首先是振源的控制，如使用特性車輪或者消聲車輪、采用阻尼鋼軌和無縫焊接長鋼軌、車輛輕型化、采用適當(dāng)?shù)膹椥钥奂?；其次是傳播途徑的控制，如在鋼軌和軌枕之間加隔振材料(橡膠墊、D7-88軌道隔振器、浮置板隔振系統(tǒng))、設(shè)置隔振溝、增加隧道的埋深等；最后是受振體的控制，如基礎(chǔ)的隔振、規(guī)劃地面到隧道的水平距離，結(jié)構(gòu)優(yōu)化等。Yasushi TAKEI[10]在建筑物中間某層樓板運用橡膠材料，取得了不錯的減振效果。

上述一般減振措施都可以用于車輛段上方建筑物的減振，但是，因為車輛段上方建筑物的振動含有高頻成分，這在隔振時是應(yīng)該充分考慮的。所以對車輛段上方的建筑隔振經(jīng)常采用的兩種方法，一種是在柱子的周圍設(shè)置一圈隔振溝，其設(shè)置隔振的部位是在大平臺下部的柱底；另外一種方法是采用三維隔震橡膠支座，其設(shè)置的部位是在大平臺與上部建筑物之間(目前，北京八王墳上蓋物業(yè)就是采用此種措施)。該方法不僅提高了下部平臺結(jié)構(gòu)和上部住宅的抗震性能，而且保證了上部結(jié)構(gòu)的使用舒適度。已有的車輛段上蓋開發(fā)的減振降噪措施也值得我們借鑒，如香港地鐵采用了加厚上蓋板、設(shè)置了橡膠道床墊等；北京地鐵采用了道砟墊等；上海、杭州、福州等城市地鐵采用了迷宮式約束阻尼鋼軌等。對已開通的地鐵車輛段進行測試，其結(jié)果表明，這些減振降噪措施效果還是比較明顯的。雖然國內(nèi)外已有很多與之相關(guān)的隔振措施，但是地鐵列車引起的振動問題仍然是令很多附近居民頭疼的問題，所以，對隔振措施的研究仍有待進一步的加強和完善。

另外，除了列車運行會引起上部建筑物的振動外，車輛段內(nèi)還有列檢庫和日修庫等，對列車進行維修時，吊車荷載引起的振動也是不容忽視的，而吊車荷載引起的上部建筑物的振動國內(nèi)外鮮有人研究，這也是值得我們重點關(guān)注的問題。

2.2 地鐵列車運行引起的二次噪聲問題

2.2.1二次噪聲的傳播機理

地鐵列車振動是列車運行時車輪與鋼軌相互撞擊產(chǎn)生的，其傳播途徑通過輪軌、大平臺向上部的建筑物傳遞，在傳播的過程中激起建筑物的基礎(chǔ)、墻體、梁柱、天花板、門窗、管道等的振動，引起建筑物內(nèi)的結(jié)構(gòu)噪聲，屬于低頻固體聲。低頻噪聲具有更遠的傳播距離，并會使人產(chǎn)生惡心、嘔吐等多種不適，對人們生活產(chǎn)生極為不利的影響。隨著人們生活水平的提高，人們對生活質(zhì)量的要求也越來越高，極有必要開展針對噪聲舒適度方面的研究。

2.2.2二次噪聲舒適度的評價標準

二次結(jié)構(gòu)噪聲與一般空氣聲特性不同，對人所產(chǎn)生的影響也不同。國際尚未頒布統(tǒng)一對應(yīng)的標準。美國公共運輸協(xié)會在“軌道運輸設(shè)計與指南”中、英國倫敦地鐵公司在“關(guān)于噪聲與振動備忘錄”中給出了有關(guān)建議標準，其評價量都采用最大振級L max[dB(A)]。我國于2009年3月頒布了《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》，要求城市軌道交通沿線建筑物室內(nèi)二次輻射噪聲限值應(yīng)該符合相關(guān)的規(guī)定。

2.2.3二次噪聲的控制措施

與一般的噪聲不同，建筑物的二次噪聲是由于振動引起的，所以降噪措施即為減振措施。對于上蓋物業(yè)的二次噪聲的控制一方面是降低鋼軌的振動，另一方面是從限制其傳遞考慮。但是國內(nèi)對地鐵引起的二次噪聲的研究還比較缺乏，對二次噪聲的預(yù)測和控制更是停留在基本的理論階段，所以，對二次噪聲的研究顯得尤為迫切。

基于上蓋物業(yè)的開發(fā)，其減振降噪是一項綜合系統(tǒng)工程，涉及到多種振動和噪聲控制技術(shù)，目前國內(nèi)還處在研究探索、試驗、及逐步完善階段。

2.3 車輛段對上蓋物業(yè)的其它環(huán)境影響問題

除了振動與二次噪聲之外，地鐵車輛段作為停放和管理地鐵車輛的場所，來往車輛的進出不可避免的會對上部建筑物內(nèi)的居民產(chǎn)生一定的影響。車輛段對上蓋物業(yè)還有其它方面的影響，如噪聲、電磁輻射、廢氣及固體垃圾等，也是深受關(guān)注的問題。

2.3.1噪聲污染

對地鐵列車運行產(chǎn)生的振動和噪聲，廣州地鐵正線整體道床在高速運行時的源強振動測試結(jié)果約為87 dB，碎石道床較低, 一般為78～80 dB。上海地鐵1號線的測試為：10 m左右地下線路中心處最大振級在75～80 dB，2、3號線測試了高架線路噪聲, 當(dāng)列車以60～80 km /h速度行駛時，其噪聲連續(xù)等效聲級可達85 ～90 dB，超標量為10～15 dB。地鐵列車低速( 15～25 km /h)通過時，上蓋平臺振級一般在80 dB 左右。噪聲特點是聲級高，作用時間長，且以中低頻為主。隨著建筑物距線路中心距離的增大，噪聲峰值有所衰減[4]。

對于噪聲問題，可以設(shè)置全天候道床吸音板、迷宮式約束阻尼鋼軌、聲屏障；水泵等設(shè)備選用低噪聲型；蓋下設(shè)備房采取吸聲處理措施；蓋下停車場設(shè)置消聲器等。經(jīng)采取以上措施后，能有效降低項目噪聲源強度，最大限度減輕對周圍聲環(huán)境的影響，從而保證上蓋物業(yè)的聲環(huán)境在國家標準之內(nèi)。

2.3.2電磁輻射

車輛段內(nèi)的變電所作為地鐵供電系統(tǒng)，其地鐵專用高壓系統(tǒng)、變電所的高壓系統(tǒng)及相關(guān)的設(shè)備等，由于電壓高、電流大，可持續(xù)向周圍空間輻射電磁能量，形成一定空間范圍內(nèi)的特定電磁輻射[6,7]。對于電磁輻射，需要根據(jù)相關(guān)標準，對地鐵產(chǎn)生的電磁輻射進行檢測，確保對上蓋居民的健康沒有影響。

目前，我國對工頻電場的磁場強度尚未發(fā)布有關(guān)的環(huán)境標準。HJ /T24 1998《500 kV超高壓送變電工程電磁輻射環(huán)境影響評價技術(shù)規(guī)范》提出了推薦性標準[6](見表1)。

表1 作業(yè)場所工頻電場衛(wèi)生標準

2.3.3廢氣

車輛段對大氣的影響主要來源于采暖和生產(chǎn)鍋爐排放的廢氣，以及機動車輛在進入和離開停車場時產(chǎn)生的尾氣等。關(guān)于廢氣的治理措施，可以采用燃氣或電熱為能源，則不會對大氣環(huán)境產(chǎn)生影響。而根據(jù)估算模式的計算結(jié)果，汽車尾氣對周圍環(huán)境空氣的影響較小，評價范圍內(nèi)的濃度能滿足國家標準要求。但從減少廢氣排放量的角度出發(fā)，應(yīng)加強停車場規(guī)范化管理，特別是交通管理，應(yīng)保持行車路線的通暢，合理設(shè)計行車路線和行車坡度，盡可能縮短車輛從出入口達到停車位的距離和行車時間，從而減少汽車尾氣的排放。另外，在夾層停車庫出入口和地面停車場地周圍應(yīng)加強綠化。通過這些有效措施的控制，廢氣的污染是不會對上蓋居民的正常生活產(chǎn)生影響的。

2.3.4固體垃圾

車輛段內(nèi)固體垃圾的產(chǎn)生將對上蓋居民也會產(chǎn)生一定的影響。所以，對于固體垃圾應(yīng)設(shè)置垃圾中轉(zhuǎn)站。建議在選址上要充分考慮到各垃圾中轉(zhuǎn)站與住宅樓之間的間距，保持垃圾站外的整潔、美觀，進一步降低垃圾站產(chǎn)生的惡臭對小區(qū)空氣環(huán)境的影響。實驗證明，只要采取相關(guān)的措施，車輛段內(nèi)的固體垃圾對環(huán)境的影響甚微。

3 結(jié) 語

地鐵車站地域高強度開發(fā)已經(jīng)成為世界上地鐵成功發(fā)展的一個共識，地鐵建設(shè)結(jié)合周邊區(qū)域進行綜合開發(fā)，是地鐵與城市發(fā)展的必然，對地鐵及城市發(fā)展均有重大意義。地鐵車輛段與物業(yè)開發(fā)的互動性中所存在的一些技術(shù)問題，特別是振動和噪聲問題需要相關(guān)學(xué)者更多的研究和討論。為此，本文對地鐵車輛段上蓋開發(fā)的設(shè)計困難及解決方案，運營中的環(huán)境影響及控制等問題進行研究，可以為后續(xù)地鐵車輛段上蓋物業(yè)的設(shè)計及可持續(xù)發(fā)展提供一些參考。

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