中国城市轨道交通环保措施应用效果分析.pdf

第24卷 第4期 2010年 8月 资源环境与工程 Resources Environment 改回日期 2010 - 07 - 21 作者简介曹娜1982 - ,女,工程师,水文与水资源工程专业,从事建设项目环境影响技术评估工作。E - mailyuerbear1631com 中国城市轨道交通环保措施应用效果分析 曹 娜,吕 巍,乔 皎 环境保护部 环境工程评估中心,北京 100012 摘 要随着中国城市轨道交通建设进入高速发展期,轨道交通建设和运营产生的噪声和振动等主要环境 问题备受关注。通过收集和整理国内主要城市在轨道交通规划、建设、运营过程中采取的主要环境保护措 施,重点分析噪声和振动等环保措施的有效性,旨在提出下阶段轨道交通行业环境影响评价中有关噪声和 振动环保措施的建议。 关键词环保措施;噪声与振动;轨道交通 中图分类号 X5;TB535 文献标识码 A 文章编号 1671 - 12112010 04 - 0419 - 05 0 引言 根据2003年 国务院办公厅关于加强城市快速轨 道交通建设管理的通知 ,中国城市轨道交通规划、 建设 与发展已经进入了高速期。目前,已超过30个城市开 展了城市轨道交通前期工作,预计2015年,全国建成和 在建线路共158条,线路总长约4 189 km。截至2009年 11月,已有北京、 上海、 天津、 广州、 长春、 大连、 重庆、 武 汉、 深圳、 南京等10个城市的30条线路建成运营,运营 里程约800 km;地铁在建城市包括沈阳、 成都、 西安、 杭 州、 苏州、 哈尔滨、 佛山、 宁波、 青岛、 无锡、 长沙、 福州、 东 莞、 昆明、 南昌、 郑州等16座,在建线路50条,线路总长 约1 154 km。中国城市轨道交通不管是从建设规模和 建设速度,还是从建设标准和技术水平方面来说,都达 到了国际先进水平。 随着中国城市轨道交通建设、 运营规模的快速发 展,轨道交通从建设到运营过程中产生的诸如噪声、 振动、 电磁辐射、 地下水、 景观等环境问题接踵而至, 尤以噪声和振动影响最为突出,备受各界公众关注。 2003年中国颁布实施中华人民共和国环境影响评 价法 ,提出轨道交通线网规划和建设项目需要开展 环境影响评价工作。现阶段国内大多数轨道交通线 路均已开展了环境影响评价工作,对轨道交通项目 建设和运营可能产生的噪声和振动等主要环境问题 进行了环境现状调查、 影响预测评价,并根据现行的 相应标准要求,提出了相应的环境保护措施。本文 旨在讨论中国轨道交通环境影响评价提出的主要环 境保护措施的有效性,目的是为下阶段轨道交通环 评工作提出建议。 1 中国轨道交通建设采取的主要环保措施 1. 1 施工期 中国城市轨道交通工程施工期间,通过环境影响评 价提出的主要环境保护措施包括施工弃土、 弃渣一般转换 为其它工程的用土一般委托当地渣土管理部门统一处 理 ; 严格施工组织设计,合理确定施工场界,合理安排作 业时间;施工场区设置临时隔音板进行降噪;加强施工期 施工降水的资源化途径,一般经物化处理后回用于工程施 工区用水,剩余部分用于城市绿化、 景观等用水。 通过对中国上海、 广州、 西安、 重庆、 长春、 武汉和 北京等7个轨道交通重点城市的施工现场调查分析, 目前中国轨道交通一般位于城市市区内,施工场地围 挡整齐,场区内较整洁,施工产生渣土均委托当地渣土 办处理,但运输过程中存在遗撒现象;施工期排水量较 大,一般难以全部回用,造成水资源利用率较低,浪费 现象较严重,同时大量排水导致的地表沉降问题反应 较突出,在一些施工现场也发生过房屋开裂等现象。 施工期关于环境保护的投诉相对较少。 1. 2 运营期 城市轨道交通主要环境影响体现在工程运营对沿 线及周边居民区、 学校、 医院、 文物、 古建筑等产生的噪 声和振动等环境影响。目前,中国轨道交通行业通过 环境影响评价提出的运营期主要噪声防治措施包括 选用阻尼钢轨、 弹性车轮、 低噪制动系统等声源控制手 段控制声源噪声;设置声屏障、 隔音罩等通过控制传播 途径进行降噪。中国轨道交通行业通过环境影响评价 提出的减小运营期环境振动保护措施主要包括对于 超标量8 dB的路段建议采用弹性短轨枕道床或其 它减振扣件;对超标量在8～15 dB的路段采用 Vanguard减振扣件或其它轨道结构形式;对于超标量 在15 dB以上以及线路下穿敏感点距线路中心线水 平距离15 20～30北京13号、4号、5号、10号线1 500 13～20广州轨道交通 3 4 梯形轨枕 先锋扣件 高等减振地 段超10～ 15 15～20北京5号线试铺800 15～20北京4号线试铺500 5 6 弹性短轨枕 减振器扣件 中等减振地 段超5～ 10 8～12 北京轨道交通、 深圳轨道交通 北京5号线高架线160 7 弹性分开式扣件、 无缝 线路、 钢轨打磨涂油 中等减振地 段超 5 中国轨道交通建设对于重要振动环境敏感点,一 般推荐采用减振效果较好的钢弹簧浮置板道床的减振 措施。初步统计,全国各城市通过环评提出采用钢弹 簧浮置板道床减振措施实施情况见表4。 024 资源环境与工程 2010年 表4 钢弹簧浮置板道床在中国轨道交通的应用实例 Table 4 Case of the application of steel spring floating slab track bed in rail transit 年份/年应用地点环境敏感点长度/m减振效果/dB 2002北京城铁西直门交通枢纽相邻高档写字楼312620～30 2002北京城铁东直门段隧道紧贴居民楼基础212020～30 2004深圳市民中心车站市民中心附近车站225320～30 2005上海明珠二期四川路高架桥29520～30 2005上海明珠二期居民楼下隧道412020～30 2005广州三号线 珠江电影制片厂下地铁隧道, 三组钢弹簧浮置板道岔 65320～30 2005广州四号线华帝古庙受保护文物下地铁隧道70020～30 2006上海2号线西延伸线地铁公安分局办公楼下地铁隧道218020～30 2006北京5号线医院、 文物保护单位下地铁隧道20～30 2007上海6号线居民楼旁边地铁高架桥2 46020～30 2007上海8号线居民楼下地铁隧道1 79220～30 2007上海9号线微电子公司大楼下地铁隧道1 28020～30 2007上海1号线北延伸线高架桥,一组钢弹簧浮置板道岔43320～30 2008北京10号线 地铁隧道穿过海淀妇幼医院、 航 天技术单位、 国家科研单位、 居民楼 2 93020～30 2009北京4号线国家重点大学实验室下地铁隧道3 07020～30 2 中国城市轨道交通环保措施效果分 析 以西安和北京为例 2. 1 西安 西安地铁2号线线位穿越国家级重点文物保护单 位钟楼和明城墙。地铁施工必将对此类古建筑产生振 动等环境影响。环评阶段提出,工程在施工前对古建 筑采取预加固措施,保证古建筑施工期安全。为此,工 程在施工前,在钟楼基座外围8 m左右设一圈旋挖桩 隔断地层,减小地层沉降槽向钟楼方向的发展,加固桩 直径1 m,桩间距1. 3 m,围护桩长度21. 8～29. 9 m,共 272根;钻孔桩施工完毕后,在桩顶施做冠梁将加固桩 连接为整体,增加加固桩的抗沉降能力。 在明城墙洞内两侧分别埋设一排袖阀管,间距2 m, 一字形布置,孔深约16 m,暂不注浆,待盾构通过后,立 即向袖阀管内注浆加固;在明城墙外围设一排钻孔灌注 桩隔离的层沉降槽,桩径1 m,间距1. 3 m,桩顶置冠梁; 在明城墙门洞内用钢板对城墙进行支撑加固。 根据施工期现场监测结果,西安地铁2号线施工 期间城墙处地表沉降稳定在- 2. 25 mm,远低于国家 - 30 mm标准以及国家文物部门要求的- 15 mm的标 准。此例说明,环评阶段提出工程防护措施,可有效减 免工程施工对敏感建筑产生的环境影响。 2. 2 北京 北京市地铁5号线环境影响评价提出依据敏感点 相对于线路位置,分别在高架桥、 挡土墙、 路堑区段上 的部分路段设置声屏障。经过声学计算及技术经济比 较,确定具体声屏障安装位置和形式。在高架桥及挡 土墙上设置声屏障的路段,声屏障立柱同时兼用人行 道及电缆托架立柱,利用声屏障代替桥上栏杆,起到隔 声和综合利用的功能。同时考虑到今后城市建设的发 展,在目前没有敏感建筑,但规划为声环境敏感点的地 段,均设置声屏障立柱预埋件,为将来安装声屏障预留 土建条件。声屏障根据结构外形的不同可分为直立式、 半封闭式、 全封闭式三大类,全线共采用单侧直立声屏 障2 510延米、 双侧直立声屏障360延米、 半封闭声屏障 2 765延米,声屏障总面积合计51 290 m 2 ,声屏障总投资 约为6 900万元。根据竣工环保验收调查结果,沿线各 敏感点声环境基本能够满足相应标准要求。 北京地铁十号线一期含奥运支线工程沿线均 为城市中心区、 居民住宅集中,并有学校、 医院等重要 环境敏感点。环评报告书及审批要求工程应充分考虑 出站口、 风亭设置与绿化景观设计相结合,合理布置地 下段通风亭的位置,拟建通风亭周围不宜新建学校、 医 124 第4期曹 娜等中国城市轨道交通环保措施应用效果分析 院、 居民楼等噪声敏感建筑。万柳站、 苏州街站、 呼家 楼站、 劲松站等通风亭风口应背向敏感点,对进、 排气 口安装消声器,对冷却塔采取降噪措施;在冷却塔面向 居民楼方向设置声屏障;严格落实车站通风亭、 冷却塔 的空压机、 风机等产声设备的消声、 隔声措施,并在设 计阶段进一步优化防治方案,确保沿线通风亭和站场 周围噪声敏感点达到城市区域环境噪声标准 GB3096 93 相应功能区要求。根据竣工环保验收 审查意见,各站风亭风机前均采用结构片式消声器,车 站送、 排风机采用减振基础,在与扩散筒的连接处采用 软连接, 4处冷却塔临近敏感点一侧安装了声屏障并 加装导风罩,工程附近敏感点处的环境噪声和背景值 均有超过 声环境质量标准 GB30962008的情况, 环境噪声相比背景值增量为0. 2～2. 3 dB,敏感点超标 主要受公路交通噪声影响较大,而轨道交通噪声贡献 量较小。此例说明,工程沿线风亭、 冷却塔所产生的噪 声影响,通过环评报告书提出的加装延长消声器、 出口 背向敏感点、 采用低噪声设备等环保措施,可有效减缓 其所产生的环境影响,噪声可以达标或维持现状水平。 北京地铁4号线沿线有多处国家级、 市级及区级 文物保护单位、 四合院保护区、 大专院校和科研单位 等,地铁线路穿行于繁华市区地下,地铁运营引起的振 动对沿线两侧敏感点将产生一定影响。环评提出需采 取减振措施的地段共15处,双线共计8 590 m,轨道采 取了分级减振的设计,分别采用了减振器整体道床压 缩性和剪切型2种、 弹性整体道床、 梯形轨枕整体道 床、 浮置板整体道床等措施。根据目前运营的情况,绝 大部分敏感点的减振措施都达到了预期目的,但个别 点也有投诉,具体情况及原因正在调查中。 2008年至今,北京市地铁运营单位对投诉较多的 地铁13号线、5号线等31处地段进行现场调研和监 测,发现部分住宅小区规划建设在地铁规划建设后,公 路、 铁路、 商业活动等噪声与地铁噪声混合,背景噪声 较高,地铁建成交付使用时已设声屏障,噪声不超标, 但群众仍有反映。针对以上问题,地铁运营公司采取 “ 现场调研、 全力协调、 协助解决 ” 的应对机制,并通过 技术改造尽量解决目前存在的噪声和振动扰民问题。 北京市轨道交通环保技术改造主要包括对地铁5号线 增建声屏障5 000 m 2、 更换扣件 10. 16 km,对13号线 交大东路20号院沿线加装声屏障;完成复兴门 西单 区间、 太平湖出入段线较高减振地段轨道结构改造上 行线200 m ,采取了高弹性减振垫板和减振鱼尾板措 施;在改造地铁1、2号线轨道过程中,将原有正线短轨 区段钢轨尽可能按最大长度焊接成无缝线路,减少了 大量钢轨接头等措施。 3 结论与建议 3. 1 结论 总体而言,现阶段中国城市轨道交通施工期和运 营期在采取相应降噪、 减振等措施后,工程沿线及周边 声环境和振动环境基本可满足相应标准要求或维持现 状水平,说明现阶段中国轨道交通行业环评所提的噪 声和振动环保措施是有效的。轨道交通工程建设和运 营期间,应按环评报告书及审批意见要求,落实好施工 期和运营期的噪声和振动防护措施,有效控制工程建 设和运营可能产生的不利环境影响。 3. 2 建议 1城市轨道交通相关建设单位、 环评单位和设 计单位应加大对城市轨道交通可能产生的噪声和振动 等环境问题的重视程度,有关噪声和振动影响预测、 环 保措施等相关技术成果应具有科学性、 针对性、 客观性 和可操作性。 2加大政策、 资金投入,加强对轨道交通行业环 保措施包括声屏障、 轨道减振技术等的科学研究力 度,积极创造新型环保技术,努力提升各项环保措施的 实用效果,并对各项环保措施的效果进行跟踪监测和 评价。 3针对轨道交通技术改造过程中的技术、 投资 等现实情况,工程建设单位须严格落实环境影响报告 书及审批提出的各项措施和要求,以免工程运行过程 中发现问题后,通过技术改造解决问题,既浪费人力、 物力、 财力,又不便施工,影响运营。 4环评提出的减振措施在使用中是否达到预期 减振效果会因地铁列车运行的速度和振动的频率而不 同,不同减振设施的减振效果也是在一定的频率范围 内才可起到最佳效果;不同专家对轨道交通减振要求 不尽相同。建议开展关于轨道交通减振措施的专项研 究工作,研究内容应包括各种减振措施的适用频率范 围及其减振效果研究,工程质量对减振效果的影响研 究,减振设施的使用年限及维护周期等;对于不同专家 对振动措施的不同要求,建议通过技术研讨,由环保权 威部门统一提出具体要求。 5抓紧启动轨道交通建设项目环境影响后评价 工作,通过对噪声、 振动等环保措施实际运行效果的监 测与分析评价,为以后轨道交通行业项目环评提供有 力依据。 224 资源环境与工程 2010年 参考文献 [1 ] 杨柳.北京城市轨道交通现状及快速发展动因分析[J ].城市发展 研究, 2009, 165 64 - 69. [2 ] 贺建良,万泉,蒋伟康.高架城市轨道交通的噪声特性分析[J ].城 市轨道交通研究, 2007 18 57 - 60. [3] 彭华,杨广庆.城市轨道交通的噪声与振动及其控制措施[ J ].铁 道工程学报, 2001, 724 38 - 40. [4] 蒋伟康,陈光冶等.轻轨交通新型声屏障技术[J ].上海交通大学 学报, 2001, 3512 1 869 - 1 872. [5] 练松良,刘卫星.轨道垫层振动特性的试验研究[ J ].城市轨道交 通研究评论, 2001, 44 9 - 14. [6] 练松良,刘加华.城市轨道交通减振降噪型轨道结构的选择[ J ]. 城市轨道交通研究, 2003, 6 3 35 - 41. [7] 蒋伟康,万泉,严莉,张海滨,贺建良.轨道交通的约束阻尼钢轨吸 振器技术研究与应用[J ].振动与冲击, 2009, 2810 78 - 80. [8] 陈爱侠,董小林,杨莉.城市地铁项目对古建筑的影响[J ].建筑科 学与工程学报, 2007, 241 80 - 84. 责任编辑于继红 Analysis of Application Effect of Environmental Protection M easures on Urban Ra il Transit CAO Na, LV Wei, Q I AO Jiao Appraisal Center for Environm ent noise and vibration; rail transit 上接418页 Study on Close Computation of Parameters of Bursa Transation M odel L IU Renzhao 1 , DUAN Wengui 2 ,ZHANG Yutang 1 1. HubeiLand and Resource Vocational College, Jingzhou, Hubei 434000;2. Hubei Geophysical Exploration Institute,W uhan, Hubei 430056 Abstract Aiming at the existing teaching materials about the model of Bursa Linear Transfor mation just to be designed for s mall rotary angles, a kind of coordinate centralized of close computation of parameters is put forward in this paper, and the search step is not needed during the process . It is demonstrated by the example that the is reliable, and fits in with any coordinate transation of large Euler angles . Key words Bursa transation model; centrlized coordinate; least square ; iterative calculation 324 第4期曹 娜等中国城市轨道交通环保措施应用效果分析