蔡濤

(中鐵第四勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，湖北武漢 430063)

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軌道交通類項目運營期噪聲環(huán)評差異性分析

蔡濤

(中鐵第四勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，湖北武漢 430063)

結(jié)合目前軌道交通類項目技術(shù)特點，分析了不同項目聲環(huán)境影響的區(qū)別。在《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 聲環(huán)境》(HJ 2.4—2009)的基礎(chǔ)上，對不同軌道交通類項目運營期噪聲環(huán)評中噪聲源、評價范圍、評價量的差異進(jìn)行了總結(jié)，并從源強(qiáng)、預(yù)測模型以及傳播途徑隔聲降噪措施三個方面進(jìn)行比較分析，以期為不同軌道交通類項目運營期噪聲環(huán)評提供借鑒。

軌道交通；聲環(huán)境影響評價；源強(qiáng)； 預(yù)測模型

伴隨我國經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，軌道交通類型逐漸增多，目前大中型城市建成或在建的軌道類交通運輸方式主要有城際鐵路、市域鐵路、地鐵和輕軌、有軌電車。軌道交通在改善城市交通狀況的同時也帶來諸多環(huán)境問題，其中運營期噪聲問題影響較大，受關(guān)注較多。軌道交通運輸類項目噪聲環(huán)境影響通常都要求進(jìn)行一級評價。然而，因為不同軌道交通類運輸方式在設(shè)計速度、列車車型、線路敷設(shè)方式、適用區(qū)域等方面有所區(qū)別，所以在評價過程中關(guān)注的重點和難點也不同。目前，很多環(huán)評單純套用導(dǎo)則，往往缺乏對實際軌道交通類項目聲環(huán)境影響評價的總結(jié)和分析，本文在結(jié)合軌道交通項目技術(shù)特點和總結(jié)軌道交通項目環(huán)評的基礎(chǔ)上，分析了不同軌道交通類項目的噪聲評價差異，以期為軌道交通類項目噪聲環(huán)評提供借鑒和參考。

1 軌道交通運輸方式技術(shù)參數(shù)的差異

軌道交通運輸方式技術(shù)參數(shù)決定了其對聲環(huán)境造成影響的差異，不同設(shè)計速度、線路方式以及區(qū)域位置直接決定了影響的范圍、人數(shù)和對聲環(huán)境質(zhì)量的影響程度。不同軌道類交通運輸方式如表1所示。

城際鐵路專門服務(wù)于相鄰城市間或城市群，是旅客列車設(shè)計速度在200 km/h及以下的快速、便捷、高密度客運專線線路[1]。如武漢城市圈武黃、武岡、武咸城際鐵路，其線路在城鎮(zhèn)建成區(qū)以橋梁為主。

市域鐵路主要服務(wù)于中心城區(qū)100 km半徑范圍，連接中心城區(qū)、周邊新城、城鎮(zhèn)地區(qū)以及聯(lián)系密切的組團(tuán)城市各地區(qū)，設(shè)計速度100～160 km/h[2]。如溫州S1線、在建的臺州S1線，相關(guān)線路宜采用地面線或高架線，中心城區(qū)經(jīng)環(huán)境和技術(shù)比選可采用地下線。

地鐵和輕軌是沿著地下鐵路系統(tǒng)的形式逐步發(fā)展形成的一種用電力牽引的快速大運量城市軌道交通模式，主要應(yīng)用于一線和二線省會城市，如北京、上海、廣州、深圳、武漢、杭州等。地鐵和輕軌的區(qū)別主要在于運量差異，因為運量不同，在車型選擇上地鐵選用A型和B型車，輕軌選用C型和D型車，設(shè)計時速多在120 km/h及以下。線路在城市中心區(qū)以地下為主，包含地面線和高架線。

有軌電車是采用電力驅(qū)動并在軌道上行駛的輕型軌道交通車輛，分為獨立線路和共用道路。目前二三線城市新區(qū)多在發(fā)展這種交通運輸方式，如武漢東西湖區(qū)、沈陽渾南新區(qū)等。設(shè)計時速多在60 km/h以下，線路以地面為主。

表1 不同軌道類交通運輸方式對比

2 軌道交通噪聲環(huán)評內(nèi)容的差異

軌道類交通運輸方式噪聲污染以運營期為主，因其軌道獨立，噪聲影響主要集中在列車通過的較短時間內(nèi)，相對于公路交通噪聲影響，呈現(xiàn)非連續(xù)性。目前軌道類交通運輸方式的評價范圍和評價內(nèi)容主要依據(jù)《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 聲環(huán)境》[3]和《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 城市軌道交通》[4]，并結(jié)合建設(shè)項目實際影響范圍來確定。主要工作流程包括：環(huán)境敏感目標(biāo)的識別、環(huán)境敏感目標(biāo)現(xiàn)狀的調(diào)查、環(huán)境影響預(yù)測和分析、環(huán)境保護(hù)措施及其可行性論證。結(jié)合城際鐵路、市域鐵路、地鐵和輕軌、有軌電車的特點，歸納不同軌道交通項目在進(jìn)行噪聲環(huán)評過程中的差異性，如表2所示。

表2 不同軌道交通項目噪聲環(huán)評內(nèi)容的差異性

從表2可以看出，地鐵和輕軌、有軌電車因為屬于城市軌道交通，其評價范圍依據(jù)《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 城市軌道交通》，為以線路外軌中心線向外150 m；而城際鐵路和市域鐵路的評價范圍依據(jù)《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 聲環(huán)境》，一般以線路外軌中心線向外200 m，依據(jù)不同導(dǎo)致評價范圍不同。目前，通用導(dǎo)則與行業(yè)導(dǎo)則評價范圍的差異已經(jīng)受到關(guān)注[5]。地鐵和輕軌相對于城際鐵路、市域鐵路和有軌電車，除了地面線、高架線列車運行產(chǎn)生的噪聲外，還有其他噪聲源，主要有車站風(fēng)亭、冷卻塔等空調(diào)系統(tǒng)。目前，深圳、武漢等城市的居民對于風(fēng)亭、冷卻塔建設(shè)敏感性不斷增強(qiáng)，項目公示期經(jīng)常出現(xiàn)風(fēng)亭冷卻塔選址不合理的環(huán)保糾紛，因此風(fēng)亭、冷卻塔也成為地鐵噪聲環(huán)評關(guān)注的重點。對于評價量，地鐵和輕軌、有軌電車的夜間評價量為夜間運營時段等效聲級，而城際鐵路、市域鐵路采用的是夜間等效聲級，這也是由于通用導(dǎo)則和行業(yè)導(dǎo)則差異導(dǎo)致的。

3 軌道交通噪聲環(huán)評內(nèi)容重點的差異

針對軌道交通項目的特點，其噪聲環(huán)評的重點有源強(qiáng)的確定、預(yù)測模式的選取以及傳播途徑上隔聲降噪的措施。不同的軌道交通項目對各項重點內(nèi)容的確定也存在差異。

3.1 源強(qiáng)確定的差異

源強(qiáng)確定是進(jìn)行預(yù)測和提出應(yīng)對措施的基礎(chǔ)，城際鐵路列車源強(qiáng)目前主要依據(jù)《鐵路建設(shè)項目環(huán)境影響評價噪聲振動取值和治理原則指導(dǎo)意見(2010年修訂稿)》[6]，該意見是對已經(jīng)開通運營鐵路線路聯(lián)調(diào)聯(lián)試過程中大量實測數(shù)據(jù)的研究成果，目前受到鐵路行業(yè)環(huán)評人員的廣泛認(rèn)可。市域鐵路、地鐵和輕軌、有軌電車噪聲源強(qiáng)目前多依據(jù)同類型項目類比監(jiān)測結(jié)果，監(jiān)測方法主要依據(jù)《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 城市軌道交通》以及《聲學(xué) 軌道機(jī)車車輛發(fā)射噪聲測量》[7]，評審專家也多建議源強(qiáng)需結(jié)合當(dāng)?shù)匾验_通同類型的項目進(jìn)行驗證。新頒布的《建設(shè)項目環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 總綱》[8]重點提出污染源源強(qiáng)的核算，進(jìn)一步強(qiáng)化了源強(qiáng)取值的科學(xué)性和可靠性。

3.2 預(yù)測模式的差異

對預(yù)測模式進(jìn)行選取，城際鐵路、市域鐵路、地鐵和輕軌以及有軌電車均依據(jù)《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 聲環(huán)境》。這四種軌道交通預(yù)測模型基本相同，主要包括源強(qiáng)模型和聲傳播修正模型兩部分[9]，區(qū)別在于地鐵和輕軌中風(fēng)亭、冷卻塔聲源在考慮幾何發(fā)散衰減過程中依據(jù)預(yù)測點與噪聲源當(dāng)量距離的遠(yuǎn)近分為點聲源、面聲源和特殊情況，而城際鐵路、市域鐵路、地鐵和輕軌中的地面和高架線、有軌電車列車運行的幾何發(fā)散衰減是把噪聲源作為有限長線聲源來考慮的。圖1和圖2是車站風(fēng)亭、冷卻塔和線路上運行車輛的典型等聲值線圖，由圖可以看出無遮擋區(qū)域點聲源呈現(xiàn)明顯圓形衰減，線聲源呈現(xiàn)線性衰減。

(1)地鐵和輕軌風(fēng)亭、冷卻塔幾何發(fā)散衰減計算。當(dāng)預(yù)測點到風(fēng)亭、冷卻塔的距離大于2倍當(dāng)量距離Dm或最大限度尺寸時，風(fēng)亭、冷卻塔視為點聲源，幾何發(fā)散衰減計算公式為：

式中，Dm為源強(qiáng)的當(dāng)量距離，m；d為聲源至預(yù)測點的距離，m。

當(dāng)預(yù)測點到風(fēng)亭、冷卻塔的距離介于當(dāng)量點至2倍當(dāng)量距離Dm或最大限度尺寸之間時，風(fēng)亭、冷卻塔噪聲衰減不符合點聲源衰減特性，計算公式為：

當(dāng)預(yù)測點到風(fēng)亭、冷卻塔的距離小于當(dāng)量直徑Dm時，風(fēng)亭、冷卻塔噪聲接近面源特性，不考慮幾何擴(kuò)散衰減。

(2)城際鐵路、市域鐵路、地鐵和輕軌(地面和高架線)、有軌電車幾何發(fā)散衰減計算。列車噪聲輻射的幾何發(fā)散損失Ct，d，i計算公式為：

式中，d0為源強(qiáng)的參考距離，m；d為預(yù)測點到線路的距離，m；l為列車長度，m。

圖1 風(fēng)亭、冷卻塔典型等聲值線圖Fig.1 Sound value of the ventilating pavilion and cooling tower

圖2 線路上車輛典型等聲值線圖Fig.2 Sound value of train on the rail

地鐵和輕軌中風(fēng)亭和冷卻塔聲源幾何發(fā)散依據(jù)預(yù)測距離與聲源當(dāng)量不同，近似為點聲源、面聲源和特殊發(fā)散三種情況考慮，而城際鐵路、市域鐵路、地鐵和輕軌(地面和高架線)以及有軌電車線路上運行列車聲源幾何發(fā)散等效為有限長偶極子線聲源的發(fā)散衰減。實際應(yīng)用中應(yīng)結(jié)合預(yù)測點位置、聲源尺寸細(xì)化情景預(yù)測。

3.3 隔聲降噪措施的差異

傳播途徑的隔聲降噪措施，針對城際鐵路、市域鐵路、地鐵和輕軌(地面和高架線)、有軌電車，工程上應(yīng)用的有直立式、半封閉和全封閉式聲屏障，且多以直立式聲屏障為主；針對地鐵風(fēng)亭、冷卻塔的措施主要有消聲器和消聲百葉圍欄。值得注意的是，隔聲降噪措施的應(yīng)用是一個不斷發(fā)展的過程，在滿足環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求的情況下，針對軌道交通建設(shè)項目大運量、時效性和安全性的需求，還需要著重考慮技術(shù)可行性、運營安全性和景觀協(xié)調(diào)性。目前，針對城際鐵路進(jìn)城區(qū)路段以及地鐵和輕軌地面和高架線路段，直立式聲屏障降噪措施的隔聲降噪效果爭論較多，公眾接受度在下降，其實際降噪效果與結(jié)構(gòu)形式、頻譜特性以及聲源構(gòu)成等諸多因素相關(guān)[10-11]；實踐中局部半封閉和全封閉的工程案例在增多，后期應(yīng)加強(qiáng)對降噪措施特別是聲屏障的聲學(xué)驗證和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計研究以優(yōu)化聲屏障設(shè)計。隨著技術(shù)的發(fā)展，隔聲降噪措施也會有更多的可選擇性。

4 結(jié)語

根據(jù)目前軌道交通類項目的技術(shù)特點，分析了不同軌道交通項目產(chǎn)生噪聲環(huán)境影響的特點，地鐵和輕軌噪聲源包括以風(fēng)亭、冷卻塔空調(diào)系統(tǒng)的點源和運行列車的線源，而城際鐵路、市域鐵路以及有軌電車噪聲源主要以運行的列車線源為主。結(jié)合現(xiàn)有環(huán)評技術(shù)導(dǎo)則分析不同項目運營期噪聲環(huán)評的差異性，由于行業(yè)導(dǎo)則和通用導(dǎo)則的差別，地鐵和輕軌、有軌電車評價范圍為線路外軌中心線向外150 m，夜間評價量為夜間運營時段等效聲級，而城際鐵路、市域鐵路為線路外軌中心線向外200 m，夜間評價量為夜間等效聲級。此外，從噪聲評價過程中的源強(qiáng)、預(yù)測模式和傳播途徑中隔聲降噪措施三個方面探討了不同項目的區(qū)別，地鐵和輕軌中風(fēng)亭、冷卻塔聲源幾何發(fā)散呈現(xiàn)點聲源、面聲源和特殊發(fā)散，城際鐵路、市域鐵路、地鐵和輕軌(地面和高架線)、有軌電車中運行列車呈現(xiàn)偶極子線聲源發(fā)散。

目前，我國二三線城市軌道交通類項目發(fā)展迅速，噪聲影響問題日益突出，新形勢下應(yīng)對現(xiàn)行通用導(dǎo)則和行業(yè)導(dǎo)則適用范圍、評價量以及其他方面結(jié)合實際情況進(jìn)行合理明確。受現(xiàn)有導(dǎo)則體系、技術(shù)發(fā)展限制，后期軌道交通類項目聲環(huán)評還需結(jié)合工程特點細(xì)化不同情境下聲環(huán)境預(yù)測模型，結(jié)合工程實施的不同隔聲降噪措施驗證其降噪效果，增加對隔聲降噪措施的聲學(xué)驗證和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計研究，為軌道交通類項目聲環(huán)評措施提供理論依據(jù)。

[1] 國家鐵路局. TB 10623—2014城際鐵路設(shè)計規(guī)范[S]. 北京: 中國鐵道出版社, 2014.

[2] 中國鐵道協(xié)會. CRS 001—2017 市域鐵路設(shè)計規(guī)范(征求意見稿)[S]. 北京: 中國鐵道出版社, 2017.

[3] 環(huán)境保護(hù)部. HJ 2.4—2009 環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 聲環(huán)境[S]. 北京: 中國環(huán)境科學(xué)出版社, 2009.

[4] 環(huán)境保護(hù)部. HJ 453—2008 環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 城市軌道交通[S]. 北京: 中國環(huán)境科學(xué)出版社, 2009.

[5] 周裕德. 聲環(huán)評導(dǎo)則實施中相關(guān)問題思考與建議[J]. 環(huán)境影響評價, 2016, 38(4): 1- 4.

[6] 鐵道部. 關(guān)于印發(fā)《鐵路建設(shè)項目環(huán)境影響評價噪聲振動源強(qiáng)取值和治理原則指導(dǎo)意見(2010年修訂稿)》的通知[Z]. 北京, 2010.

[7] 國家質(zhì)量檢驗檢疫總局, 國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會. GB/T 5111—2011 聲學(xué) 軌道機(jī)車車輛發(fā)射噪聲測量 [S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2011.

[8] 環(huán)境保護(hù)部. HJ 2.1—2016 建設(shè)項目環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 總綱[S]. 北京: 中國環(huán)境科學(xué)出版社, 2016.

[9] 戶文成, 王蓓蓓, 吳瑞, 等. 道路交通噪聲預(yù)測模型實踐探析[J]. 環(huán)境影響評價, 2016, 38(4): 14- 17.

[10] 尹皓, 李耀增, 辜小安. 高速鐵路聲屏障降噪效果及其影響因素分析[J]. 中國鐵路, 2009(12): 45- 46.

[11] 吳小萍, 費廣海, 廖晨彥. 高速鐵路不同高度聲屏障的降噪效果分析[J]. 中國鐵道科學(xué), 2015, 36(3): 127- 132.

Analysis of Different Noise Environmental Impact Assessment for Rail Transit Projects in the Operation Period

CAI Tao

(China Railway Siyuan Survey and Design Group Co., Ltd., Wuhan 430063, China)

In light of the varied technical characteristics of rail transit projects, the differences of their noise environmental impact in the operation period are analyzed. Based on theTechnicalGuidelinesforNoiseImpactAssessment(HJ 2.4-2009), the differences are reflected in noise sources, evaluation scope and assessment value. Three key aspects of the differences are elaborated in terms of pollution source intensity, predicting model, and noise reduction measures in order to provide reference for future noise impact assessment of varied rail transit projects.

rail transit; noise environmental impact assessment; pollution source intensity; predicting model

2017-01-20

蔡濤(1989—)，男，湖北黃岡人，助理工程師，碩士，主要研究方向為軌道交通噪聲振動，E-mail：963522702@qq.com

10.14068/j.ceia.2017.04.011

X827

A

2095-6444(2017)04-0045-05