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案例|軌道交通動車組噪聲源強取值研析

作者:辜小安來源:環評互聯網時間:2018-05-22 14:38:2瀏覽次數:4966次

根據目前我國軌道交通客運系統分類,分析了不同類型軌道交通主要設計標準差異,結合大量現場測試案例及相關標準 規范,分類給出了高速鐵路、城際鐵路、市域鐵路、城市軌道交通動車組運行噪聲源強值,并分析得到: 同等動車組運行速度及測點 位置處,城際鐵路動車組運行噪聲源強高于高速鐵路 3.  5   dB(  A)  ;  城市軌道交通地鐵系統動車組運行噪聲源強值高于城際鐵路 6 ~ 7 dB( A) ,高于跨座式單軌系統 5 ~ 7 dB( A) ,高于低中速磁浮系統 4 ~ 11 dB( A) 

預測要求:

噪聲源強,即噪聲污染物的強度,反映噪聲源聲 輻射強度和特征的指標,通常用輻射噪聲的聲功率級或確定環境條件下、確定距離的聲壓級( 均含頻譜) 以及指向性等特征來表示。

      《環評技術導則 聲環境》 ( HJ 2. 4— 2009) 中,對聲環境影響預測要求 : “根據已獲得的 聲源源強的數據和各聲源到預測點的聲波傳播條件 資料,計算出聲源傳播到各預測點的聲衰減量,由此 計算出各聲源單獨作用在預測點時產生的 A 聲級。” 因此聲源源強的準確確定,對預測結果的準確與否至 關重重要。

     技術標準:

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由表1 和表 2 中可見,不同類型軌道交通系統, 其設計速度目標值、車輛類型、線路條件、橋梁結構及 軌道類型等影響噪聲源強的主要技術標準不同,其中 高速鐵路設計標準最高,其次為城際鐵路、市域鐵路 和市域快速軌道交通,城市軌道交通地鐵及輕軌系統 設計標準均低于上述軌道交通系統,因此在確定軌道 交通動車組運行噪聲源強值時,需針對不同的軌道交 通系統及對應的工程條件區別確定。 

噪聲源強測試(案例) 

為了比較不同類型軌道交通噪聲源強差異,以下 結合既有標準規范及測試結果,給出各類軌道交通動 車組代表性運行噪聲源強測試案例。 


依據《聲學軌道機車車輛發射噪聲測量》 ( GB/T 5111—2011)[3],各類軌道交通動車組運行噪聲源強 位置可分別置于距離線路中心線水平距離7. 5 m、高 于軌頂面以上1.2m ± 0. 2 m 處,及距離線路中心線04第5 期 辜小安等: 軌道交通動車組噪聲源強取值研析水平距離 25 m、高于軌頂面以上3. 5 m 處。其中,對 于高速鐵路動車組運行噪聲源強,應設置在距離線路 中心線水平距離25 m、高于軌頂面以上3. 5 m 處; 對 于其他類型軌道交通動車組運行噪聲源強,宜設置在 距離線路中心線水平距離7. 5 m、高于軌頂面以上 1. 2 m ±0. 2 m 處。 


2. 1 高速鐵路動車組運行噪聲源強 

截至2016 年底,我國高速鐵路通車運營里程已 達2. 2 萬 km 以上。高速鐵路噪聲源強影響因素主要 包括線路條件、車輛條件及上述因素間的相互耦合關 系。由表1 可見,目前我國高速鐵路運營動車組包括 CRH1、 CRH2、 CRH3、 CRH5、 CRH380A、 CRH380B 系 列動車組及 CR 中國標準動車組,線路條件包括橋梁 及路基線路,大多采用無砟軌道線路,橋梁線路以 12 m 橋面寬度、箱形梁、帶 0. 7 m 高防護墻為主。2010 年原鐵道部頒布了《鐵路建設項目環境影響評價噪聲 振動源強取值和治理原則指導意見( 2010 年修訂 稿) 》 ( 鐵計[ 2010] 44 號) ,其中關于高速鐵路動車組 運行噪聲源強的規定如表3 所示[5]。該源強取值主要依據 2009 年前投入運營的京津城際、京廣高鐵聯調 聯試現場測試結果給出,但上述 2 條高速鐵路橋梁線 路為13. 4 m 橋面寬度、箱形梁、帶 1 m 高防護墻,與 后續投入運營的高速鐵路橋梁線路邊界條件差別較 大。因此在高速鐵路動車組運行噪聲源強取值時,應 特別注意線路、車輛、運營及環境等邊界條件的差異, 合理確定源強取值,不可生搬硬套。 

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2. 2 城際鐵路動車組運行噪聲源強

城際鐵路是專門服務于相鄰城市間或城市群,設 計速度在200 km/h 及以下的客運專線鐵路。其特點 為連接兩大城市,專門或主要服務于兩大城市和沿途 城市;是快速、便捷、高密度的客運專線; 列車等級、種 類、速度單一。目前,我國珠三角、長三角、長株潭已 開通運營城際鐵路。選擇某運營線路的城際鐵路橋 梁、路基線路開展噪聲源強現場測試,得到其噪聲源 強值,測試結果如表4 所示。即在同樣列車運行速度 及測點位置處,路基線路噪聲源強值高于橋梁線路約 2 dB( A) 。不同動車組在路基線路以160 km/h 速度 運行條件下,在距線路中心 25 m、軌面以上 3. 5 m 處 的測點位置,城際鐵路噪聲源強高于高速鐵路噪聲源 強3. 5 dB( A) 。 

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2. 3 市域鐵路動車組運行噪聲源強

市域鐵路定位為服務于城市內主城區及其衛星 城,設計速度 100 ~ 160 km/h,連接主城區及其衛星 城,采用市域 D 型、 A 型及 CRH6F 動車組。因目前尚 無已投入運營的市域鐵路可供動車組運行噪聲源強 現場測試,因此噪聲源強取值僅能依據《市域鐵路設 計規范》中的相關規定確定,即在 ISO 3095 標準規定 的環境條件下,路基線路、有砟軌道[16],距列車運行線 路中心7. 5 m,軌面以上1. 2 m 處,當列車運行速度為 100 km/h 時,噪聲限值為83 dB( A) ,當列車運行速度 為120 km/h 時,噪聲限值為85 dB( A) ,當列車運行速 度為140 km/h 時,噪聲限值為87 dB( A) ,當列車運行速度為160 km/h 時,噪聲限值為 89 dB( A) 。值得注 意的是,對于市域鐵路在橋梁線路、無砟軌道運行的動 車組噪聲源強取值時,應考慮相應的修正。 


2. 4 城市軌道交通動車組運行噪聲源強 

根據《城市軌道交通技術規范》 [10]中的定義,城 市軌道交通包括地鐵系統、輕軌系統、單軌系統、有軌 電車、磁浮系統、自動導向軌道系統、市域快速軌道系 統,對應車型包括 A 型車、 B 型車、 C 型車、直線電機、 跨座式單軌、有軌電車、中低速磁浮、市域快軌車輛 等。表5 給出了城市軌道交通不同系統制式動車組運行噪聲源強測試案例。其中,市域快軌動車組運行 噪聲源強可依據《市域快速軌道交通( 120 ~ 160 km/ h) 技術規范》 [15]中的相關規定,確定即在 ISO 3095 標準規定的環境條件下,路基線路,有砟軌道,距列車 運行線路中心7. 5 m,軌面以上1. 2 m 處,當列車運行 速度為120 km/h 時,噪聲限值為 82 dB( A) ,當列車 運行速度為140 km/h 時,噪聲限值為85 dB( A) ,當列 車運行速度為 160 km/h 時,噪聲限值為 87 dB( A) 。 值得注意的是,對于市域快軌在橋梁線路、無砟軌道運 行的動車組噪聲源強取值時,應考慮相應的修正。 

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由表5 噪聲源強測試結果可知,在已投入運營的 城市軌道交通各種系統制式中,在同等運行速度及測 點位置條件下,地鐵系統動車組運行輻射噪聲最大, 其次為輕軌及跨座式單軌系統,中低速磁浮運行輻射 噪聲影響最低。其中,地鐵列車運行噪聲源強值高于 跨座式單軌列車 5 ~ 7 dB( A) ,高于低中速磁浮列車 4 ~11 dB( A) 。 


同時,比較城際鐵路和城市軌道交通動車組在路 基線路無砟軌道以 70 km/h 速度運行條件下的噪聲 源強,城市軌道交通地鐵系統動車組在該條件下的運 行噪聲源強值高于城際鐵路 6 ~ 7 dB( A ) 。《市域鐵 路設計規范》中規定的動車組運行噪聲源強值較《市 域快速軌道交通( 120 ~160 km/h) 技術規范》中的相 應規定寬松2 ~3 dB( A) 。 

結論:

目前,我國軌道交通客運系統包括高速鐵路、城 際鐵路、市域鐵路、城市軌道交通等多種類型。由于 不同類型軌道交通的設計速度目標值、車輛類型、線 路條件等主要技術標準不同,因此在確定軌道交通動 車運行噪聲源強值時,需針對不同軌道交通系統和對應的工程條件區別確定,不可生搬硬套。

( 1) 對不同類型軌道交通開展的大量現場測試 結果表明:同等動車組運行速度及測點位置處,高速 鐵路動車組運行噪聲源強最低,城際鐵路居中,城市 軌道交通最高。其中,高速鐵路和城際鐵路動車組在 路基線路無砟軌道以 160 km/h 速度運行條件下,城 際鐵路噪聲源強高于高速鐵路噪聲源強3. 5 dB( A) ; 城際鐵路和城市軌道交通動車組在路基線路無砟軌 道以70 km/h 速度運行條件下,城市軌道交通地鐵系 統噪聲源強值高于城際鐵路噪聲源強6 ~ 7 dB( A) 。 因此,提高軌道交通線路條件及動車組設計標準,是 降低動車組運行噪聲源強的最有效措施。

 

( 2) 城市軌道交通不同系統制式中,同等動車組 運行速度及測點位置處,地鐵系統噪聲源強值最大, 其次為輕軌及跨座式單軌,中低速磁浮噪聲源強值最 低。在橋梁線路以70 km/h 速度運行條件下,地鐵列 車運行噪聲源強值高于跨座式單軌列車 5 ~ 7 dB( A) ,高于低中速磁浮列車4 ~11 dB( A) 。


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