轨道交通项目振动环境影响评价

1、轨道交通项目振动环境影响评价5.2.1 概述轨道交通振动由列车运行时轮轨之间的相互撞击所产生，然后经轨枕、道床向线路两侧扩散传播，轨道交通振动所形成的振动波是由横波、纵波、表面波等构成的复杂波动现象，影响因素复杂，传播形态变化不定，其影响只能通过实验统计结果定义分析。相关实验结果表明，轨道交通振动的主要影响因素包括车辆条件、轮轨条件、轨道结构、隧道结构、隧道埋深、地质条件、地面建筑物类型及距离等。根据AA市既有轨道交通线路振动影响的现场测试统计，轨道交通地下线和地面线振动影响范围较大，一般在线路两侧 60m 范围；高架线路振动影响范围较小（振动通过桥梁桥墩传播振动至地面，再由地面向四周扩散），

2、一般在线路两侧 20m 范围。1、评价量与评价标准环境振动评价因子为铅垂向 Z 振级 VLz，其评价量为 VLZ10 值。评价区域执行城市区域环境振动标准（GB10070-88），详见下表。表1-1环境振动执行标准值表适用地带范围昼间（dB）夜间（dB）特殊住宅区6565居住、文教区7067混合区、商业中心区7572工业集中区7572交通干线道路两侧7572铁路干线两侧8080由轨道交通列车运行产生的室内二次辐射噪声执行城市轨道交通引起建筑物振动与二次辐射噪声限值及其测量方法标准（JGJ/T170-2009），见下表。表1-2建筑物室内二次辐射噪声限值区域昼间 dB(A)夜间（A）0 类383

3、51 类38352 类41383 类45424 类45422、环境保护目标轨道交通振动环境影响主要表现为列车通过时的振动对人体、建筑物及精密仪器和设备的影响，以及由于振动激励引起的固体结构声影响。故轨道交通振动环境保护目标主要为工程沿线的学校、医院、居民住宅、机关办公建筑、文物古迹、实验室或精密仪器单位等。通过对规划线路的现场调查，规划线路方案的主要振动环境敏感目标见下表。线位位置敏感点16 号线南延线起点至长江埔站润筑幼儿园、横岗花半里、长江埔站至阿波罗站荷坳社区园山站至东兴站龙村福坑站至西坑站安良村3 号线东延双龙站至梨园站东龙社区、东二村、东一村、慧园巷居民房梨园站至新生站龙岗中心医院、

4、莱茵路居民房、楚丰苑、低山一巷居民房新生村新生站至坪西站东兴外国语学校、乌料龙、老屋村坪西站至低碳城站老屋村、坪西村低碳城站至白石塘站香园新村、吉祥二路居民房白石塘站至富坪站坪地第一小学、坪地十九小区富坪站至荔园新村、振兴路居民房、振兴路居民房、联盛路居民房六联小学7 号线起点至大学城北西湖林语、AA野生动物园、清华大学AA研究生院、北京大学AA研究生院大学城北至大学城东水木丹华小区、崇文花园大学城东至终点/8 号线东延涌溪社区盐村涌溪社区盐村10 号线东延起点至龙平路站商会会所员工宿舍楼、金桂华府小区、水贝居住中心、新时代家园、东江花园、明远小学、嘉辉豪庭、名流印象、大运城邦龙平路站至油杆埔

5、站（东莞）油杆埔站至官井头站（东莞）官井头站至大运城邦（东莞）大运城邦至数码城站大运城邦、东北师大附属益田小学表1-3主要振动环境敏感点线位位置敏感点数码城站至终点AA广播电视大学、天健现代城13 号线北延上屋北站至市中医院站园领村、鸿景花园、园岭小区、恒富花园、园岭旧村、石岩园岭幼儿园、隆兴花园市中医院站至光明城站凤凰村、凤凰小学光明城站至同观路站茶怀村同观路站至观光站光明大第、光明大地幼儿园、九龙台观光站至东周路站面前岭小区、前路小区、周家村、光明新区实验学校东周路站至公明南路将围新村、公明人民医院、光明新区高级中学、将石新村公明南路至公明广场明日之星幼儿园、龙挺阁、天汇城一期公明广场至长

6、春北路站富豪花园、长春花园、公明第二幼儿园长春北路站至下村站元山围合式小区、上村社区、百世珑庭、公明第二小区下村站至公明北站凯奇幼儿园、跑台路居民点6 号线支线南延华夏路站至碧眼站碧眼新村碧眼站至终点凤新路居民点、北区湖畔小区、荔园区12 号线北延松岗站至沙浦站松岗实验学校、御景城、沙浦围花园沙浦站至步涌站中海西岸华府、大田西区小区、才华学校、金龙名居小区步涌上埔小区、西边旧区小区、祠堂北小区步涌站至沙三站步涌村、阳光幼儿园、北帝堂二路居民区、沙四村东路居民区、幸福家园、蚝四村、森业楼沙三站至蚝乡站沙井大街居民区、沙三社区、耗一村、蚝二村、辛养村、耗业小学、康城花园、蚝乡路居民区、丰泽园、汇源

7、蚝庭冠群实验学校、蚝二学府花园蚝乡站至海上田园东站锦绣公寓、德丰围街居民区、民主新村11 号线东延福田站至岗厦北站普林斯顿国际幼儿园岗厦北站至华强南福田中学、中山大学附属第八医院、福田小学拆建教学楼和宿舍楼、金海花园、福星北住宅区、福田外贸大厦东侧高楼、华强花园、医疗中心小区、AA市中医院、赛格苑中电小区、下步庙北区、爱华住宅小区、旧墟村、锦龙新居、5.2.2 振动环境影响预测1、振动预测模式（1） 预测经验公式当列车运行时，车辆和轨道系统的耦合振动，经钢轨通过扣件和道床传到线路基础，再由周围的地表土壤介质传递到受振点，如敏感建筑物，较大的振动会产生环境振动污染。影响环境振动的因素主要包括车辆

8、类型、线路结构、轮轨条件、地质条件、建筑物类型等。根据环境影响评价技术导则 城市轨道交通（HJ453-2008）确定列车运行振动 VLZ 预测及修正项，其基本预测公式如下：式中：1 n= n å±VLzVLz 0,iCi=1（式2-1）VLz0,i 列车振动源强，列车通过时段的参考点Z 计权振动级，单位dB；n列车通过列数，n 5； C振动修正项，单位dB。振动修正项C，按下式计算。C = CV + CW+ CL + CR + CH + CD + CB（式5.2.2-2）式中：CV 速度修正，单位dB； CW 轴重修正，单位dB； CL 轨道结构修正，单位dB； CR 轮轨

9、条件修正，单位dB； CH 隧道结构修正，单位dB； CD 距离修正，单位dB； CB 建筑物类型修正，单位dB。（2） 振动源强一般将隧道结构振动级作为列车经过时产生的振动激励量，即振动源的强度， 简称源强，其源强大小与车辆类型、轨道构造、隧道条件及运行速度等因素有关。 目前国内城市轨道交通车辆类型主要有 A、B 两种，轨道结构均为无缝线路、整体道床；隧道结构可分圆形、马蹄型、矩形等，其中圆形隧道为主。根据城市 轨道交通振动和噪声控制简明手册，通过对部分城市轨道交通振动的测量，其 源强见下表。表2.-1国内部分轨道交通列车运行振动测量值线路名称车辆生产厂商车辆长度（m/辆）车辆自重（t/辆）

10、车型车辆编组列车速度（km/h）测点与轨道距离（m）振动源强（VLzmax）广州地铁一号线德国24.437A6600.587.0天津地铁长春19.037B4600.587.0上海地铁一号线德国23.538A6600.587.4北京地铁一号线长春、北京19.037B6600.587.2结合AA市城市轨道交通规划环境影响跟踪评价报告，对已运营的AA地铁 1 号线区间隧道进行振动源强类比监测。根据监测结果，列车以 7080km/h 的速度在单线圆形隧道内运行时，地下段振动在隧道底部近轨外侧 0.51.0m 处的 Vlzmax 为 89.893.4dB，Vlz10 为 86.890.4dB；折合成 6

11、0km/h，Vlz10 约为84.387.9dB。综上，确定本次规划环评地下线振动源强 Vlz10 为 87.9 dB（列车速度为60km/h，无缝线路，普通整体道床，单圆隧道）。（3） 其它预测参数车辆轴重的影响式中：CW =20 lg（W1/W0）（式 5.3.2-3）W1车辆轴重；W0参考车辆轴重。列车运行速度的影响振动速度修正量 CV 为：式中：CV =20 lg（v/v0）（式 5.3.2-4）v列车实际运行速度v0源强速度，60km/h。轨道条件影响隧道振动的大小与轮轨条件有很大关系，车轮与钢轨表面的粗糙不平、波纹状磨损等可使振动频率高频成分增加，一般 Z 振级可按增加 25dB

12、考虑。评价轮轨条件按 60kg/m 焊接长钢轨，车轮圆整、钢轨顶面平顺考虑，则 CR =0。轨道结构的影响一般轨道弹性越大，质量越大，轨下振级越小，目前国内轨道交通线路采用的钢轨类型相同（均为 60kg/m 钢轨），轨道结构对振动的影响主要体现在道床结构、扣件类型的选取上。下表列出了不同轨道结构的振动修正值 CL。表2-2不同轨道结构的振动修正值 CL道床结构、轨道扣件类型CL（dB）普通钢筋混凝土整体道床0轨道减振器式整体道床-3-5弹性短轨枕式整体道床-8-12橡胶浮置板式整体道床-13-20钢弹簧浮置板式整体道床-20-30隧道结构的影响不同隧道结构振动修正量可按下表确定。表2-3不同隧

13、道结构振动修正量 CH序号地铁隧道结构类型CH（dB）1矩形隧道+12单洞隧道03双洞隧道24车站区段隧道4距离衰减 C D距离衰减修正 C D 与工程条件、地质条件有关，导则建议采用类比方法确定修正值。当地质条件接近时，可选择工程条件类似的既有轨道交通线路进行实测， 按下式计算。a. 隧道垂直上方预测点（当L5m 时）çD÷C = -a lg æ H öH式中：è0 ø（式5.2.2-5）H0隧道顶至轨顶面的距离，单位m，本工程单洞隧道H0=5m。b. 隧道两侧预测点（当L5m 时）CD = -algR + b（式5.2.2-6）式

14、中：R预测点至隧道底部外轨中心线的直线距离，单位m，采用下式计算得出。R= （式5.3.2-7）L预测点至外轨中心线的水平距离，单位m； H预测点至轨顶面的垂直距离，单位m；本次评价：a = 20，b = 12。不同建筑物类型的影响不同地面建筑物对振动的响应是不同的。一般而言，质量大、基础好的钢筋混凝土框架建筑（楼层在 810 层以上）对振动有较大的衰减的建筑物称为类； 基础一般的砖混、砖木结构楼房（楼高 38 层或质量较好的平房、23 层住宅） 称为类；基础较差的低矮、陈旧建筑或轻质结构房屋，其自身振频率接近于地表，受激励后易产生共振，对振动产生放大作用的建筑物称为类。表2-4不同建筑物类型

15、的振动修正值建筑物类型建筑物结构及特性振动修正值（dB）基础良好框架结构建筑（高层建筑）-15-8基础一般的砖混、砖木结构建筑（中层建筑或质量较好的低层建筑）-8-3基础较差的轻质、老旧房屋（质量较差的低层建筑或简易临时建筑）-33（4） 根据预测条件和参数，确定本次规划线路运营期环境振动预测公式：隧道外两侧地面建筑物外（内）预测公式VLZ10 = 87.920lg（V/V0）20lg（R）12CB（式2-8）隧道顶部（垂直）上方地面建筑物外（内）预测公式VLZ10 = 87.920 lg（V/ V0）20lg（H/5） CB（式2-9） 2、环境振动预测（1） 预测情景预测情景的主要设计参数

16、如下： 车型：A 型车；运行速度为：最高速度 80km/h120km/h。结构形式：单洞单线隧道。预测情景采用的振动源强为：V=60km/h，普通钢筋混凝土整体道床，弹性分开式扣件，隧道壁 87.9dB。（2） 环境振动预测本评价预测了不同埋深隧道侧向和下穿振动敏感目标的 VLz10。不同埋深隧道侧向通过 VLz10 预测结果速度 80km/h，不同埋深隧道侧向振动敏感目标的 VLz10 预测结果见下表。表2-5速度 80km/h、不同埋深侧向 VLz10 预测结果表侧向距离（m）埋深（m）预测值（dB）对标分析特殊住宅区（65/65dB*）居民文教区（70/67dB混合区、工业集中区、） 交

17、通干线两侧（75/72dB）昼间夜间昼间夜间昼间夜间101079.4 14.4 14.4 9.4 12.4 4.4 7.4 101577.3 12.3 12.3 7.3 10.3 2.3 5.3 102075.4 10.4 10.4 5.4 8.4 0.4 3.4 102573.8 8.8 8.8 3.8 6.8 达标 1.8 151077.3 12.3 12.3 7.3 10.3 2.3 5.3 151575.9 10.9 10.9 5.9 8.9 0.9 3.9 152074.4 9.4 9.4 4.4 7.4 达标 2.4 152573.1 8.1 8.1 3.1 6.1 达标 1.1

18、201075.4 10.4 10.4 5.4 8.4 0.4 3.4 201574.4 9.4 9.4 4.4 7.4 达标 2.4 202073.4 8.4 8.4 3.4 6.4 达标 1.4 202572.3 7.3 7.3 2.3 5.3 达标 0.3 301072.4 7.4 7.4 2.4 5.4 达标 0.4 301571.9 6.9 6.9 1.9 4.9 达标 达标 302071.3 6.3 6.3 1.3 4.3 达标 达标 302570.6 5.6 5.6 0.6 3.6 达标 达标 401070.1 5.1 5.1 0.1 3.1 达标 达标 401569.8 4.8

19、4.8 达标 2.8 达标 达标 402069.4 4.4 4.4 达标 2.4 达标 达标 402568.9 3.9 3.9 达标 1.9 达标 达标 501068.2 3.2 3.2 达标 1.2 达标 达标 501568.0 3.0 3.0 达标 1.0 达标 达标 502067.8 2.8 2.8 达标 0.8 达标 达标 502567.5 2.5 2.5 达标 0.5 达标 达标 601066.7 1.7 1.7 达标 达标 达标 达标 601566.6 1.6 1.6 达标 达标 达标 达标 602066.4 1.4 1.4 达标 达标 达标 达标 602566.1 1.1 1.1

20、 达标 达标 达标 达标 *：65/65，为昼间/夜间标准值，下同。速度 100km/h，不同埋深隧道侧向振动敏感目标的 VLz10 预测结果见下表。表2-6速度为 100km/h 时，不同埋深侧向 VLz10 预测结果表侧向距离（m）埋深（m）预测值（dB对标分析）特殊住宅区（65/65）居民文教区（70/67dB混合区、工业集中）区、交通干线两侧（75/72dB）昼间夜间昼间夜间昼间夜间101081.3 16.3 16.3 11.3 14.3 6.3 9.3 101579.2 14.2 14.2 9.2 12.2 4.2 7.2 102077.3 12.3 12.3 7.3 10.3 2.

21、3 5.3 102575.7 10.7 10.7 5.7 8.7 0.7 3.7 151079.2 14.2 14.2 9.2 12.2 4.2 7.2 151577.8 12.8 12.8 7.8 10.8 2.8 5.8 152076.4 11.4 11.4 6.4 9.4 1.4 4.4 152575.0 10.0 10.0 5.0 8.0 0.0 3.0 201077.3 12.3 12.3 7.3 10.3 2.3 5.3 201576.4 11.4 11.4 6.4 9.4 1.4 4.4 202075.3 10.3 10.3 5.3 8.3 0.3 3.3 202574.2 9.

22、2 9.2 4.2 7.2 达标 2.2 301074.3 9.3 9.3 4.3 7.3 达标 2.3 301573.8 8.8 8.8 3.8 6.8 达标 1.8 302073.2 8.2 8.2 3.2 6.2 达标 1.2 302572.5 7.5 7.5 2.5 5.5 达标 0.5 401072.0 7.0 7.0 2.0 5.0 达标 达标 401571.7 6.7 6.7 1.7 4.7 达标 达标 402071.3 6.3 6.3 1.3 4.3 达标 达标 402570.9 5.9 5.9 0.9 3.9 达标 达标 501070.2 5.2 5.2 0.2 3.2 达标

23、 达标 501570.0 5.0 5.0 达标 3.0 达标 达标 502069.7 4.7 4.7 达标 2.7 达标 达标 502569.4 4.4 4.4 达标 2.4 达标 达标 601068.7 3.7 3.7 达标 1.7 达标 达标 601568.5 3.5 3.5 达标 1.5 达标 达标 602068.3 3.3 3.3 达标 1.3 达标 达标 602568.1 3.1 3.1 达标 1.1 达标 达标 从以上 2 种预测情景可知，在不采取任何减振措施的情况下，预测速度为80km/h 时，对于要求严格的“特殊住宅区”，防护距离至少需要 60m 以上，“居民文教区”也需要 5

24、0m 的距离才能夜间达标，而“混合区”至少需要 30m 的防护距离可基本满足标准要求；预测速度为 100km/h 时，对于 “特殊住宅区”及“居民文教区”防护距离至少需要 60m 以上，而“混合区”至少需要 40m 的防护距离可基本满足标准要求不同埋深隧道下穿振动敏感目标的 VLz10 预测结果速度 80km/h，不同埋深隧道下穿振动敏感目标的 VLz10 预测结果见下表。表2-7速度 80km/h、不同埋深下穿振动敏感目标预测结果表埋深（m）预测值（dB）1084.41580.92078.42576.4速度 100km/h，不同埋深隧道下穿振动敏感目标的 VLz10 预测结果见下表。表2-8

25、速度 100km/h、不同埋深下穿振动敏感目标预测结果表埋深（m）预测值（dB）1086.3 1582.8 2080.3 2578.4 从上述预测情景可以看出，当下穿敏感目标时，即使埋深为 25m，也将造成特殊住宅区、居民文教区、混合区振动超标，需要采取减振措施。（3） 达标距离预测按不同行车速度、不同埋深及不同建筑物类型的预测情景，评价计算了在不采取任何措施情况下轨道交通振动影响的达标距离，预测结果见下表。表2-9振动达标距离预测表（不采取减振措施、设计速度 80km/h）功能区标准值（dB）建筑物类型埋深（m）满足标准的最小侧向距离（m）昼间夜间昼间夜间特殊住宅区6565103636153

26、535203232252828302323105252155151204949254747304444107474157474207272257171306969居民、文教区706710192815152620722256163006102841152640功能区标准值（dB）建筑物类型埋深（m）满足标准的最小侧向距离（m）昼间夜间昼间夜间20223725163430630104159154058203757253454303052混合区、商业中心区、工业集中 区、交通干线两侧75721071415482006250030001014221581920613250630001022321519

27、302013272562230015表2-10振动达标距离预测表（不采取减振措施、设计速度 100km/h）功能区标准值（dB）建筑物类型埋深（m）满足标准的最小侧向距离（m）昼间夜间昼间夜间特殊住宅区6565104646154545204343254040303636106666156565206363256262305959109393159292209292259090308989居民、文教区706710253615223420183225928功能区标准值（dB）建筑物类型埋深（m）满足标准的最小侧向距离（m）昼间夜间昼间夜间306221036521534512032492528473

28、02243105274155173204972254770304368混合区、商业中心区、工业集中 区、交通干线两侧7572101119156152006250630001019281515262062225616300610284115263920223725163430629表2-11振动达标距离预测表（不采取减振措施、设计速度 120km/h）功能区标准值（dB）建筑物类型埋深（m）满足标准的最小侧向距离（m）昼间夜间昼间夜间特殊住宅区656510565615545420535325515130484810797915787820777725767630747410112112功能区标准

29、值（dB）建筑物类型埋深（m）满足标准的最小侧向距离（m）昼间夜间昼间夜间15111111201111112511011030108108居民、文教区7067103044152842202540252037301533104463154262204060253758303356106389156288206087255886305684混合区、商业中心区、工业集中 区、交通干线两侧757210152315102120616250630061023341521332016302562630619103449153348203046功能区标准值（dB）建筑物类型埋深（m）满足标准的最小侧向距离（m

30、）昼间夜间昼间夜间252644301940比较表中距离变化可以看出，随着速度的增高，振动影响范围不断变大，其达标距离越远。3、二次辐射噪声预测分析（1） 预测模式当轨道交通线路下穿建筑物时，轨道交通车辆与轨道间的振动通过轨道、隧道结构、大地介质透射传播至空气，并引起建筑物的结构产生振动，从而辐射噪声，这种低频的噪声又称为二次辐射噪声。对于隧道垂直上方或距外轨中心线两侧 10m 范围内的振动环境保护目标，其列车运行时建筑物内最低楼层室内中部的二次结构噪声采用环境影响评价技术导则城市轨道交通（HJ453-2008）推荐的预测模式，其基本预测计算式如下：LP ( f ) = VL - 20 log(

31、 f ) + 37（式2-10）式中：nPL = 10 log å100.1( LP ( f )-LI ( f )i=1（式2-11）LP 建筑物内中部的 A 计权声压级，dB(A)； LP ( f ) 未计权的建筑物内中部声压级，dB； Li ( f )与频率相对应的 A 计权值，dB；VL 建筑物内中部的振动加速度级，dB；f 1/3 倍频程中心频率，Hz。（2） 二次辐射噪声预测分析按预测情景，隧道上部地面建筑辐射二次噪声预测结果见下表。表2-10二次辐射噪声对地面影响分析r（m）对应隧道埋深（m）二次辐射噪声（dB(A)）71341.881440.991539.9101639

32、111738由表可见，当隧道上部建筑物至隧道外壁的最近距离 r10m，亦即埋深 17m，就可以满足 38dB(A)的限值。根据对国内既有轨道交通沿线二次结构噪声影响调查，其主要影响地下室和地面一层住宅，而通过对AA市居民建筑设计情况和居住习惯的调查发现，临路居民住宅一般底层作为商业用途，地下室不作为居住用房。由此可见，本次规划的轨道交通产生的二次结构噪声一般不会对居民生活产生影响。在进行项目环评时，应对线路两侧建筑物进行详细调查，若涉及对声环境要求较高的剧院、录音棚、实验室等建筑时，在设计中应考虑二次结构噪声的影响， 采取浮置板道床、弹性短轨枕等减振降噪措施，从根本上减轻二次结构噪声影响。4、

33、已运营线路验收情况根据已运营的轨道交通 4 号线工程验收报告，对沿线振动敏感点进行监测。监测点位中敏感点距离外轨中心线最近距离 7m，埋深 15m。根据监测结果，工程所带来的振动影响并不明显，各振动敏感点的 VLZ10 、VLZ max 均符合城市区域环境振动（GB10070-88）中相应的“交通干线道路两侧”（昼/夜低于 75/72dB）、“混合区、商业中心区”（昼/夜低于 75/72dB）和“居民、文教区”（昼/夜低于 70/67dB）标准。5.2.3 振动防治措施1、设计选线中的振动防护根据地铁设计规范（GB50157-2013），当地铁以隧道形式穿越居民区、文教区时，应使线路上方及两侧敏感点环境振动达到规定的环境振动限值标准； 敏感点室内二次辐射噪声应符合表的规定。当不能满足标准要求时，应采取相应的轨道减振措施。表3-1地下线敏感点的环境振动限值各环境功能区敏感点建筑物类型振动限值（dB）昼间夜间居民、文教区、机关的敏感点、类7067商业与居民混合区、商业集中区、交通干线两侧的敏感点、类7572表3-2轨道中心线距各类区域敏感点的控制距离及振动限值表区域昼间（dB(A)）夜间（dB(A)）0 类38351 类38352 类41383 类45424 类45422、规划线路需重点考虑减振措施的区段根据建设规划线路方案，11