城市轨道交通高架线噪声源强取值研究

刘海东，王 豪，杨培盛，赵燕娜

城市轨道交通高架线噪声源强取值研究

刘海东，王 豪，杨培盛，赵燕娜

（济南轨道交通集团有限公司，济南 250101）

随着车辆噪声规范的不断完善及钢轨打磨技术的成熟，车辆系统噪声及轮轨噪声有明显改善。济南轨道交通R1号线环评报告参考北京地铁13号线的监测结果，采用93dB作为噪声源强的合理性有待验证。为了使噪声源强取值更加科学，能够更经济合理地进行城市轨道交通高架线降噪方案设计，依靠专业的测试机构，按照环评导则中要求的测试方案对南京机场线（S1线）以及宁天城际（S8线）高架线进行噪声源强实地测试，修正后得出的噪声源强最大值为85 dB。因此，93 dB作为噪声源强参考取值已经不再适用。R1号线按照85 dB进行设计，将节省降噪措施造价约3 000万。

轨道交通; 高架线；噪声源强；环境评价；降噪

1 研究背景

济南市轨道交通R1号线是济南西部城区一条南北向轨道交通线。线路南起池东站，北至演马庄西站，全长26.1 km，其中高架线长约16.2 km，过渡段长约0.2 km，地下线长约9.7 km，全线共设置11座车站，7座高架站，4座地下站（见图1）。

设计最高速度为100 km/h，初、近、远期车辆编组分别为4、4、6，供电方式为1 500 V接触网供电，高架线采用U型梁结构，轨道类型为预应力长枕式整体道床，采用小阻力扣件（WJ-2A）。

根据环评导则，噪声源强是指按照类比测量法，由布置在距外轨中心线7.5 m，轨面标高以上1.5 m处的传声器，收集到的列车通过时的等效声级（见图2），是环评报告中进行噪声预测的基础值[1]。在城市轨道交通环境影响评价中，噪声源强取值不正确不仅会直接影响噪声预测结果的可靠性和选取环保措施的合理性，而且会影响后期竣工验收工作的顺利完成。因此，在环评阶段选取正确、合理的噪声源强至关重要。环评导则中阐述了声环境评价中噪声源强数据选取的方法：一级评价采用类比测量法确定噪声源强，二级评价主要根据调查资料及参阅相关文献资料确定噪声源强，在实际工作中，城市轨道交通噪声的环境影响评价等级一般为一级评价，因此噪声源强采用类比测量法确定[2]。

图1 济南轨道交通R1号线

图2 高架线噪声源强测点示意图

济南轨道交通R1号线环评报告建议噪声源强值取93 dB[3]。该噪声源强取值是按照类比法参考北京地铁13号线测试数据。该线于2002年开通，至今已有15年。近年来，新发布的列车噪声标准更加严格，如“列车在露天地面水平直线区段自由场内，碎石道床无缝长钢轨轨道上，以60 km/h速度运行时，在车外距轨道中心7.5 m，距轨面高度1.5 m处，测得的连续等效噪声值不大于80 dB（A）”[4]“地铁高架线司机室内、客室内的噪声限值为75 dB（A）”[5]。轨道平顺度标准更加严格[6-7]，钢轨打磨技术也更加成熟[8-10]，轮轨噪声已较北京13号线改善不少。同时，近几年国内高架线路噪声源强取值多在84～90 dB。因此，采用93 dB作为噪声源强值，已经过于保守，将大大增加高架线降噪措施的工程量及造价。在这种情况下，对国内工况相近的高架线路进行噪声源强现场测试，具有较强的必要性。

2 测试方案

2016年12月19—20日，济南轨道交通集团物资管理部组织山东省环科院、山东省分析测试中心、北京城建院等单位对南京地铁机场线（S1线）、宁天城际线（S8线）进行噪声源强测试，测试过程严格按照环评导则中关于类比法进行噪声源强测试的要求，传声器距离高架线路的高度（距轨面以上1.5 m）和水平位置（距外轨中心线7.5 m）通过升降机来控制（见图3）。现场测试情况如下。

图3 现场测试情况

2.1 南京机场线（S1线）测试方案

南京地铁机场线（S1线）桥梁采用U型梁，车辆为6B编组，供电方式为接触网供电，轨道形式为承轨台式整体道床，设计最高速度为100 km/h，除车辆编组与济南R1号线不同，其他对噪声源强影响较大的因素（轨道结构、行车速度、供电方式、桥梁结构等）基本一致。

测点情况（见图4）：测点位于机场线（S1线）翔宇路北站以北约450 m丁字路口，背景噪声54 dB，列车通过速度约80 km/h。由升降机控制传声器位于外轨中心线7.5 m，轨顶面以上1.5 m处，背景噪声低于被测声源的噪声级10 dB以上，且列车运行速度超过75%最高运行速度，完全符合技术导则要求。

图4 南京机场线（S1线）测点

2.2 宁天城际线（S8线）测试方案

南京地铁宁天城际线（S8线）桥梁采用箱型梁，梁上装有护栏板，车辆为4B编组，供电方式为接触网供电，轨道形式为承轨台式整体道床，设计最高速度为100 km/h，除桥梁形式较济南R1号线不同，其他对噪声源强影响较大的因素（车辆编组、行车速度、轨道结构、供电方式等）基本一致。

测点情况（见图5）：测点位于宁天城际线（S8线）长芦站以北约600 m，千人计划化学化工研究院门口，背景噪声67 dB，列车通过速度约75 km/h。由于外轨中心线7.5m处上空有电线，因此由升降机控制传声器位于外轨中心线6.2 m，轨顶面以上1.5 m处，背景噪声低于被测声源的噪声级10 dB以上，且列车运行速度达到75%最高运行速度，完全符合环评导则要求。

图5 南京宁天城际（S8线）测点

3 测试结果及分析

3.1 南京机场线（S1线）测试结果

依据环评导则的要求，现场进行了5次测试，每次采样时长约为8 s，均在线路上行一侧，测试结果如表1所示。

表1 南京机场线测试结果

3.2 宁天城际线（S8线）测试结果

依据环评导则的要求，现场进行了5次测试，每次采样时长约为5 s，均在线路下行一侧，测试结果如表2所示。

表2 南京宁天城际线测试结果

3.3 测试结果分析

由南京地铁机场线（S1线）的实测数据可以看出，噪声源强最大为77.9 dB；宁天城际（S8线）由于受测试条件限制，在距离线路更近的情况下，测得最大噪声源强为82.1 dB。对比两次测试结果，并考虑了一定的余量，采用82.1 dB作为本次测试的最大噪声源强值。由于南京机场线（S1线）、宁天城际（S8线）高架线分别采用了U型梁和箱形梁结构，U梁腹板和箱梁护栏板均能起到一定的降噪作用，上述两个测点距轨面标高1.5 m，均处于声影区。因此，测得的噪声源强值应参考文献[2]的研究成果进行修正，最终结果为85 dB，远低于93 dB。

而北京13号线采用箱形梁裸梁结构（没有护栏板），这是导致南京机场线和宁天城际噪声源强的测试结果远低于93 dB的原因之一。但随着城市轨道交通环保要求的不断提高，采用U梁腹板及护栏板来降噪，已经为多数地铁建设单位所接受。因此，综合考虑南京机场线、宁天城际的测试结果及环保要求的不断提高，93 dB作为目前及后续城市轨道交通高架线噪声源强参考值已不再适用。

结合济南轨道交通R1号线，将测得的噪声源强值代入到噪声预测公式，并进行降噪方案设计，得出的降噪措施为采用1.8 km半封闭声屏障，比采用93 dB噪声源强时减少1.2 km全封闭声屏障的设置，预计节省降噪措施造价约3 000万元。

4 结论

通过对南京机场线（S1线）及宁天城际（S8线）高架线噪声源强实地测试，得出以下结论：

1）随着车辆噪声规范的不断完善及轨道打磨技术的成熟，环评报告中建议高架线采用93 dB的噪声源强值有些保守；

2）噪声源强取值高低对城市轨道交通高架线降噪措施（声屏障、隔声窗等）的工程造价影响较大，选择一个合理的取值有利于在满足降噪功能的同时，降低工程造价。

5 展望

建议对国内城市轨道交通高架线进行广泛的调研及测试，通过数据分析，得出一个具有指导意义的高架线噪声源强取值，并随着车辆制式、轨道结构、桥梁型式及供电方式等的发展不断进行更新，可为后续高架线的环评及降噪方案设计提供借鉴。

[1] 环境影响评价技术导则(城市轨道交通): HJ 453—2008[S]. 北京: 中国环境科学出版社, 2009: 9.

Technical Guidelines for Environmental Impact Assess­ment of Urban Rail Transit : HJ 453—2008[S]. Beijing: China Environmental Science Press, 2009: 9.

[2] 王巧燕, 李晓东, 周兴敏. 城市轨道交通高架线路噪声源强测量方法[J]. 上海船舶运输科学研究所学报, 2016, 39(1): 73-75.

WANG Qiaoyan, LI Xiaodong, ZHOU Xingmin. On noise source intensity test for elevated railway[J]. Journal of Shanghai Ship and Shipping Research Institute, 2016, 39(1):73-75.

[3] 中铁二院工程集团有限责任公司. 济聊城际轨道交通济南至长清线(暨城市轨道交通R1号线)建设项目环境影响报告书[R]. 济南, 2014.

[4] 地铁车辆通用技术条件: GB 7928—2003[S]. 北京: 中国标准出版社, 2006: 4.

General Technical Specification for Metro Vehicles: GB 7928—2003 [S]. Beijing: China Standard Press, 2006: 4.

[5] 城市轨道交通列车噪声限值和测量方法: GB 14892—2006 [S]. 北京: 中国标准出版社, 2006: 2.

Noise Limit and Measurement for Train of Urban Rail Transit: GB 14892—2006 [S]. Beijing: China Standard Press, 2006: 2.

[6] 地下铁道工程施工及验收规范: GB 50299—1999(2003)[S].北京: 中国计划出版社, 2004: 112-120.

Code for Construction and Acceptance of Metro Engi­neering: GB 50299—1999(2003)[S]. Beijing: China Planning Press, 2004: 112-120.

[7] 地铁设计规范: GB 50157—2013[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2014: 45-52.

Code for Design of Metro : GB 50157—2013[S]. Beijing: China Construction Industry Press, 2014: 45-52.

[8] 刘月明, 李建勇, 蔡永林, 等. 钢轨打磨技术现状和发展趋势[J]. 中国铁道科学, 2014, 35(4): 29-37.

LIU Yueming, LI Jianyong, CAI Yonglin, et al. Current state and development trend of rail grinding technology[J]. China railway science, 2014, 35(4): 29-37.

[9] 金学松, 杜星, 郭俊, 等. 钢轨打磨技术研究进展[J]. 西南交通大学学报, 2010, 45(1): 1-11.

JIN Xuesong, DU Xing, GUO Jun, et al. State of arts of research on rail grinding [J]. Journal of Southwest Jiao­tong University, 2010, 45(1): 1-11.

[10] 周亮节. 钢轨打磨形面研究[D]. 成都: 西南交通大学, 2010.

ZHOU Liangjie. Study of rail grinding profile[D]. Chengdu:Southwest Jiaotong University, 2010.

（编辑：郝京红）

Discussion on the Intensity of Noise Source of Urban Rail Transit

LIU Haidong, WANG Hao, YANG Peisheng, ZHAO Yanna

(Jinan Rail Transit Group, Jinan 250101)

As the noise standard of metro vehicles has improved and the rail-grinding technology has become more advanced, the wheel rail-deduced noise has considerably improved. According to the environmental impact assessment report of rail transit line R1, Jinan city, the noise source intensity of an elevated line is 93 dB, which is based on the test of Beijing metro line 13, which has been in operation since 2002, and is tested using the analogy method. However, the rationality of this value needs to be verified. To make the design of the noise reduction measures of the urban rail transit elevated line more reasonable and economical based on a rational noise source value, a professional testing organization was established, in accordance with the technical guidelines for environmental impact assessment of urban rail transit, to test the noise source intensity of the Nanjing Airport Line (Line S1) and Ningtian intercity elevated line (Line S8), and the revised maximum source value was 85 dB. Therefore, 93 dB is inappropriate as the noise source intensity of an elevated line. According to the 85-dB noise source intensity, the noise reduction measures of line R1 will save about 30 million yuan in cost.

rail transit; elevated line; noise source intensity; environmental impact assessment; noise reduction

U231

A

1672-6073(2018)02-0098-04

10.3969/j.issn.1672-6073.2018.02.016

2017-05-23

2017-08-15

刘海东，男，硕士，研究员，从事城市轨道交通机电设备相关理论与技术的研究，lhdoing@qq.com

王豪，男，硕士，工程师，从事城市轨道交通轨道及声屏障相关理论与技术的研究，whjntrack@qq.com

国家住建部课题（2016-R1-010）；山东省住建厅课题（2017-R1-026）