浅谈玉铁线铁路降噪与相应措施

曾锋莲　林宇

摘 要：随着我国铁路事业的快速发展，铁路噪声污染急剧增加，对周边群众的生活带来了较大的负面影响。因此，铁路发展必须考虑噪声污染治理。本文主要分析铁路噪声的主要声源及常见降噪措施，并以玉林至铁山港铁路为例，说明取消鸣笛、轨道结构方案的控制措施、声屏障、隔声窗、绿化的降噪效果及可行性，对降低铁路噪声具有一定指导意义。

关键词：铁路；噪声源；治理措施；玉铁线

Abstract： With the rapid development of Chinas railway industry， the railway noise pollution has increased dramatically， which has brought about a great negative impact on the lives of the people around them. Therefore， the railway development must consider the noise pollution control. This paper mainly analyzes the main source of railway noise and noise reduction measures. Taking the Yulin-Tieshangang railway as an example， we explains the feasibility and effect of noise cancellation that are the control measures of the whistle， the track structure scheme， the sound barrier， the sound insulation window， and the greening. It has a certain guiding significance to reduce the noise of the railway.

Keywords： Railway； noise source； control measures； Yu-Tie railway line

中圖分类号：U238 文献标识码：A

0.引言

铁路由于具有速度快、运能大、能耗低、污染轻等诸多技术经济优势，截至2016年底，我国铁路营业总里程达12.4万km，位居世界第二；高速铁路里程达2.2万km，位居世界第一。2017年全国铁路行业将投产新线2100km、复线2500km、电气化铁路4000km。随着铁路的不断发展，运营速度不断提高，铁路运营过程中环境问题越来越凸显，尤以噪声影响最为显著。

1.铁路噪声源

铁路噪声是由各种不同类型的噪声合成的，主要包括鸣笛噪声、钢轨和车轮的转动噪声（轮轨噪声）、车体的空气阻力噪声（空气动力噪声）、结构物噪声、电装置的受电系统噪声（集电噪声）等。

1.1 鸣笛噪声

鸣笛主要是对铁路养护工人及私自进入铁路用地范围内的人畜起警示作用。高铁由于线性指标较高、车速快，线路全封闭，除进出站外一般不鸣笛。而普通铁路没有全线设置栅栏，或虽设置栅栏，但沿线部分村民为方便出行，反对栅栏全封闭，或自私破坏、翻越栅栏，所以普通铁路基本都鸣笛。

根据《铁路技术管理规程（普通铁路部分）》，鸣笛标志设置在道口、大桥、隧道及视线不良地点的前方500m～1000m；另外，火车进站、出站也会鸣笛。国际铁路联盟规定：风笛声级在5m处需达到120～125dB（A）。我国机车鸣笛的噪声等级情况见表1。

1.2 轮轨噪声

轮轨噪声主要是以低中频成分为主，其峰值集中在125Hz～2000Hz。在过去，通常采用的是道碴和枕木系统，虽然其下面垫有一定厚度的梯形碎石，可以理解为一种多孔材料，它对声能量具有一定的衰减作用。但是在列车经过的时候，振动还是相当地强烈，导致周围的房屋和居民生活受到了严重的影响。

1.3 空气动力噪声

列车行进时其外表面与空气的作用，由于在运动时受到了气体的阻力，导致的气体粘滞性在列车表面引起附面层压力变化，激发出表面振动，导致了噪声的产生；同时产生气流涡旋和磨擦冲击，形成高频气流噪声。当速度越大的时候，其声能量场越强，噪声越大。

1.4 集电系统噪声

凡由动车组电弓引发的声音，统称为集电噪声，它的噪声源主要来源于以下3个方面：①受电弓沿接触网导线滑动而引起的机械滑动声；②受电弓离线时产生的电弧放电噪声，瞬时最大可达100dB，它与接触网掉悬的弧度大小有关；③整个受电弓与导线滑动过程中产生的风切声，它与导线的张力有关。

2.玉林至铁山港铁路的概况

玉林至铁山港铁路自玉林站Ⅱ场引出，由北向西南方向经玉林市的玉州区、陆川县、福绵管理区、博白县，钦州市的浦北县，然后穿越云开大山余脉，进入北海市的合浦县、铁山港区，接入在建的铁山港支线，线路全长131.463km；铁路等级为国铁I级，采用电力牵引，客货共线，牵引质量4000t，速度目标值160km/h。该铁路目前处于试运营阶段。

3.主要降噪措施探讨

本文主要从取消鸣笛、轨道结构方案的控制措施、声屏障、隔声窗、绿化5个方面探讨降噪措施的效果。

3.1 取消鸣笛

玉林至铁山港铁路双向设置鸣笛标志170处；沿线72处声环境敏感点，各敏感点周边300m均有鸣笛标志。沿线群众反映，夜间突发性鸣笛对群众尤其是幼儿及老人造成惊扰。

铁路鸣笛设备通常设置在火车头部，火车车厢高度约2.5m，道砟层高度约0.5m，即鸣笛设备距铁路路基高度为3m左右。而普通铁路声屏障的高度在3m～3.5m，鸣笛设备高度与声屏障高度相差不大，因此声屏障对鸣笛噪声作用不大。

对普通铁路来说，取消鸣笛是最有效的降噪方法。但从安全角度考虑，无法全路段取消鸣笛。经咨询铁路运营管理部门，普通铁路栅栏全封闭，确保不会有人私自进入铁路用地范围内的情况下，可向运营公司申请，公司经研究后确定取消鸣笛是否可行。广西钦防铁路已有部分路段取消鸣笛的先例。

玉铁线DK38+352～DK41+769路段长度3.417km，路基长度仅60m（路基路段与地面高差11.5m），其余路段均为桥梁（囤谷坪大桥、博白立交特大桥），桥梁与地面的高差13m左右。该区域声环境敏感点众多，地势平坦，村民出行方便，且桥梁高差大，村民攀爬铁路桥的可能性极小。因此，具备取消鸣笛的条件。预测在距铁路外轨中心线30m处，取消鸣笛可使铁路噪声贡献值可减小3.0～7.5dB（A）。

3.2 轨道结构方面的控制措施

轨道结构方面的控制措施在铁路设计阶段要落实。无缝线路、阻尼钢轨、道床吸声板等为轨道结构的降噪措施，适用于以轮轨噪声影响为主的线路。其中无缝线路可以降低噪声3dB（A）左右；阻尼钢轨可以降低噪声3～5dB（A）；道床吸声板可以降低噪声1～3dB（A）。玉铁线设计阶段已采取无缝铁路等结构方面的降噪措施。

3.3 声屏障

在铁路纵向长度100m，距外轨中心线80m区域内居民户数不小于10户，且铁路噪声排放大于《铁路边界噪声限值及其测量方法》GB12525时，应采取声屏障措施。根据京沪高铁声屏障降噪效果监测，3m高屏障对铁路边界处插入损失为7.1～11.0dB（A），平均9.1dB（A）；200m～400m长度的声屏障对铁路边界处插入损失是4.9～7.4dB（A）。玉铁线目前已在路基路段设置声屏障14段，对临近敏感点起到一定降噪效果。

声屏障降噪效果的不足主要有：

①降噪范围有限

以3m高铁路声屏障为例，只对屏障后60m，高度5m范围内有明显降噪效果，超过这个范围作用不大；

②造价高

3m高H型钢插板式结构声屏障约3500元/延米，每处长度大于100m，造价不低于35万；

③设计阶段必须对桥梁声屏障进行预留

玉铁线已投入试运营，因桥梁在设计时未预埋声屏障连接件、未考虑声屏障的重量等因素，已不具备追加声屏障的可行性。

3.4 隔声窗

当敏感点处未达到声屏障的设置条件，或虽已设置声屏障仍然超标的住户采取换装隔声窗。根据类比湘桂铁路等铁路项目隔声窗的降噪效果对比监测，在关窗的情况下，隔声窗降噪效果可达16.0～17.8dB（A）。铁路为线性工程，里程长，敏感点众多，采用换窗方式可能引起周边社会矛盾，措施应慎重。

3.5 绿化降噪

绿化林带主要采用常绿乔木，适用于铁路边界内有空闲用地，敏感目标区段景观要求相关较高而降噪效果不高的区段。一般树木高大，枝叶茂密的10m宽绿化林带的附加降噪量为1～2dB（A），30m宽绿化林带的附加降噪量5～7dB（A）。铁路外轨中心线30m范围内为铁路用地，但由于征地拆迁成本较高，玉铁线用地红线控制在最外侧排水边沟1m～2m外，距外轨中心线2m～10m范围，可绿化用地有限，绿化降噪效果不明显。

结语

铁路的噪声问题是一个综合效应问题，其产生的原因涉及到机车车辆、集电系统、轨道、結构物、地基、建筑物以及传播的介质等，控制措施应该包括从噪声源到传播途径的各个方面，应针对所有产生的原因采取相应的综合控制措施。其中取消鸣笛、轨道结构属于噪声源控制措施；声屏障、绿化属于传播途径控制措施，隔声窗属于受声点控制措施。应结合各超标敏感点的实际情况采取相应的措施。

参考文献

[1]张俊峰.城市铁路与道路交通噪声的初步研究[D].太原理工大学，2010.

[2]吴小萍，费广海，廖晨彦.高速铁路不同高度声屏障的降噪效果分析[J].中国铁道科学，2015，36（3）：127-132.

[3]辜小安，伍向阳，邵琳，等.高速铁路典型高架车站减振降噪技术方案探讨[J].铁路节能环保与安全卫生，2016，6（3）：109-111.

[4]王玉红，张林，曹亚丽，等.高速铁路建设的环境影响分析及环保策略建议——以沪宁城际铁路为例[J].环境科学与管理，2016，41（6）：179-183.

[5]孙大新，高亮.高速铁路轮轨噪声及其控制措施[J].中国安全科学学报，2005，15（11）：87-90.

[6]胡文林，胡叙洪，齐春雨，等.高速铁路桥梁声屏障插入损失五声源预测模式研究[J].铁道标准设计，2016（4）：118-124.