地铁振动引起的建筑物内二次结构噪声影响实例分析

陈海滨（中煤科工集团重庆设计研究院有限公司 重庆 400016）

近年重庆市轨道交通取得快速发展，除了已经建成运营的1、2、3、6号线外，还有拟开工建设的环线和5号线，轨道交通日渐成为重庆市最主要的城市交通方式，但在给人们出行带来极大的方便同时，也引发了一些环境问题。除地面线和高架线的噪声影响被公众广泛关注外，地下线路对周围建筑物的振动影响及二次辐射噪声影响也日益得到公众的重视，在北京、上海等以地下线路为主的城市，已经出现对地铁列车振动引起相临建筑物内二次辐射噪声扰民的投诉。随着重庆市轨道交通建设由轻轨向地铁发展，其地铁振动引起的二次辐射噪声影响将逐步显现。为此，本文根据国内外已有研究成果，结合重庆市地质条件给出相关参考限值和预测方法，并通过对已经运营的地铁1号线进行实测验证，以期为重庆市地铁建设环境影响评价提供参考。

1 评价标准

建筑物二次辐射噪声的定义为：被激励产生振动的建筑构件，其固体表面振动向周围空气介质辐射的声压波，又称固体噪声或二次结构噪声，是一种低频噪声，频率范围为16Hz～200Hz[1]。目前国内针对地铁振动引起的二次辐射噪声影响尚未颁布统一的评价标准，在地铁建设项目环境影响评价中，针对二次辐射噪声执行标准问题多参照《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/T 170-2009）[2]，但该标准属于建设部发布的行业标准，与HJ453-2008《环境影响评价技术导则城市轨道交通》[3]中规定二次辐射噪声参照执行GBJ118-88《民用建筑隔声设计规范》不同[4]，在执行过程中争议颇多。城市轨道交通列车运行对二次辐射噪声影响评价标准宜执行《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/T 170-2009），即2类功能区昼间41dB、夜间38dB，但评价量宜采用列车通过时最大A声级作为评价量[1]。

2 预测模式

由于二次辐射噪声与地铁列车运行振动传播的诸多因素有关，而地铁环境振动又是横波、纵波、表面波合成的复杂波动现象，其振动机理、传播形态受各种复杂因素影响，研究表明：影响地铁列车振动传播的因素包括车辆条件、轨道线路状况、地基地质条件、隧道埋深、建筑物特性等，其中影响建筑物内的二次辐射噪声的影响包括地板和墙壁尺寸、建筑物内表面吸声条件、振动频率等诸多参数有关[5]。根据《环境影响评价技术导则城市轨道交通》（HJ453-2008）附录C中对二次结构噪声预测说明，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内中部的二次结构噪声预测计算模式为：

式中：

Lp—地铁隧道上部建筑物内的A计权等效声级，dB(A)；

Lp(f)—未计权的建筑物内的声压级，dB；

Li(f)—与频率相对应的A计权值，dB；

VL—地铁列车通过时隧道上部建筑物内的振动加速度级，dB；

f—倍频程中心频率，Hz。

而VL计算公式为：

式中：

VL（隧道壁）—地铁列车通过时地铁隧道壁面产生的对应不同频带下的振动加速度级，dB；

Cg—地基振动传播衰减，dB。Cg与隧道外墙壁到敏感建筑物的最近距离R、地质条件、倍频程中心频率f关系。对于重庆主城区地质条件下，Cgb=-20.7logR+17.6，其中R为测点距振源的几何距离[6]；

Cgb—地基和建筑物间振动传递损失衰减，dB，Cgb的大小与建筑物结构有关，一般直接坐落在岩石上，或轻型结构框架和基础的，取0dB；重型结构框架或基础的，Cgb取15±5dB[7]；

Cb—建筑物中振动传递损失衰减，dB；对于重型结构建筑，随楼层增加振动减少，每层减少1～4dB。轻体结构建筑物的振动不随楼层的增高而减少；

由上述计算公式可知，建筑物内地层室内中部的辐射噪声与地铁列车运行时对该地板产生的振动有关，两者呈直线相关关系，振级越大，声级也越高。但对于多层建筑，楼层每升高一层，振动增加1dB，二次辐射噪声却降低1dB（A）。

3 实测验证分析

采用AWA6228多功能声级计对重庆市地铁一号线二次辐射噪声进行现场实测，测量仪器在计量检定有效期内。设置3个现场实测点，均位于隧道正上方两侧10m范围内，各测点均位于建筑物底层，且门窗均处于关闭状态，距任一反射面至少0.5m、距离地面高1.2m，距外窗1.5m；每个测点分别测量地铁运行时段和非运行时段噪声值，对于地铁运行时段每天监测2次，每次测量不低于上下行5个次车。

各测点现场监测结果及采用(1)、（2）计算公式计算结果见下表1。

表1 现场实测结果与预测计算结果对比分析表

由上表可知，预测值与测量值符合性较好，最大差值不超过1dB(A)，预测结果可以满足环境影响评价要求。同时，根据《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），对于2类声环境功能区（居住、商业混杂区）二次辐射噪声要求为昼间不大于41dB、夜间不大于38dB，而重庆市地铁一号线运行时间为6:30～22:30，运行时间内二次辐射噪声评价执行昼间41dB限值要求，现场监测结果为36.6 dB～39.5dB，可满足标准要求。

4 结语

4.1 城市轨道交通二次辐射噪声评价中，在相关国家标准出台铅，宜采用《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）进行评价，且宜采用列车通过时最大A声级作为评价量；

4.2 重庆主城区地质条件以基岩为主，其地基和建筑物间振动传递损失衰减主要与测点距振源的几何距离（R）有关，根据实例验证，符合性较好；

4.3 建筑物内地层室内中部的辐射噪声与地铁列车运行时对该地板产生的振动有关，两者呈直线相关关系，振级越大，声级也越高。但对于多层建筑，楼层每升高一层，振动增加1dB，二次辐射噪声却降低1dB（A）；

4.4 通过对重庆市地铁一号线运行产生的振动对临近建筑物内二次辐射噪声的实测结果和地铁运行引发建筑物二次辐射噪声的预测计算结果比较，二者之间的差值不大于1dB，满足环境影响评价的要求。

[1]辜小安,谢咏梅,刘扬.地铁列车运行引起建筑物二次辐射噪声执行标准探讨[J].现代城市轨道交通,2012,4:56-59.

[2]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[S].

[3]环境影响评价技术导则城市轨道交通 HJ453-2008[S].

[4]民用建筑隔声设计规范 GBJ118-88[S].

[5]辜小安,刘宪章.地铁环境振动预测方法浅析 [J].环境工程,1996,14(5):35-39.

[6]暨仕臣,高殿森,侯文斌等.重庆地铁岩石隧道环境振动衰减规律[J].重庆环境科学,1993,15(5):30-33.

[7]马筠.地铁列车振动对临近建筑物内结构噪声的影响[A].第十届全国噪声与振动控制工程学术会议论文集[C],2005.