胡新濤 劉軍 胡朝偉

摘要：隨著城市軌道交通發(fā)展速度越來越快，眾多已經(jīng)開通運(yùn)營的線路之中，地下線所占據(jù)比重變得越來越大，到如今的占比甚至達(dá)到了線路總長度的百分之七十。在地下線實(shí)際運(yùn)營期間對于環(huán)境造成的影響主要在于環(huán)境振動，基于這種情況就需要對列車運(yùn)營期間所產(chǎn)生的環(huán)境振動影響加以預(yù)測，這屬于評價地下線環(huán)境影響之中的一個關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：城軌交通;環(huán)境影響;環(huán)境振動;預(yù)測模型

中圖分類號：X820.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）06-00-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.06.011

Abstract： With the rapid development of urban rail transit， among the many routes that have been opened for operation， the proportion of underground lines has become larger and larger， and today the proportion even reaches the total length of the line. seventy. The environmental impact during the actual operation of the underground line is mainly due to environmental vibration. Based on this situation， it is necessary to predict the impact of environmental vibrations generated during train operation， which is a key to evaluating the environmental impact of underground lines.

Key words： Urban rail transit; Environmental impact; Environmental vibration; Prediction model

1 應(yīng)用比較多的振動預(yù)測模型

進(jìn)行預(yù)測城市軌道交通地下線環(huán)境振動影響時，應(yīng)用更多的是模型預(yù)測法，目前主要劃分為我國環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)之中所推薦的環(huán)境振動預(yù)測模型、國家規(guī)定的地方環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。

1.1 國際振動預(yù)測模型概述

國際范圍內(nèi)應(yīng)用的環(huán)境影響評價可適用對象，包括了地鐵和輕軌等以輪軌作為導(dǎo)向系統(tǒng)。城軌交通建設(shè)項(xiàng)目可選參照物包括：評價單軌和有軌電車交通建設(shè)項(xiàng)目、直線電機(jī)軌道交通項(xiàng)目以及自動導(dǎo)軌交通建設(shè)項(xiàng)目等環(huán)境影響因素。

下圖VLz所表示的內(nèi)容是現(xiàn)行國際振動預(yù)測模型在預(yù)測點(diǎn)位置的振動數(shù)值，下圖為其計(jì)算公式：

上式里：VLz0，i代表列車之中的振動源強(qiáng)度;選擇列車通過Z時段的參考點(diǎn)進(jìn)行計(jì)權(quán);列車所通過列數(shù)表示為n，列數(shù)n所取的最小值為5;振動的修正值用C表示，其單位屬于dB，依照下圖之中的公式進(jìn)行計(jì)算為：

其中Cv代表速度修正，Cw代表軸重修正，CL代表軌道結(jié)構(gòu)修正，CR代表輪軌條件修正，CH代表隧道結(jié)構(gòu)修正，CD代表距離修正，CB代表建筑物類型修正。

1.2 某市地標(biāo)振動預(yù)測模型

此模型選擇例子為某市地標(biāo)，該地標(biāo)用來指導(dǎo)某市范圍內(nèi)地鐵建設(shè)項(xiàng)目施工時評價振動環(huán)境和噪聲的影響，能為相關(guān)措施的制定、針對既有路線實(shí)施降噪處理提供充分參考。

某市地標(biāo)振動預(yù)測模型里面，計(jì)算預(yù)測點(diǎn)位置振動值Vlzmax用的是下圖公式：

Vlz max表示列車振動源強(qiáng)度的數(shù)值;選擇列車完全通過時段隧道洞壁計(jì)權(quán)，選擇Z這個參考點(diǎn)當(dāng)成振動級最大值;用n代表通過列車的列數(shù)，列數(shù)的最小值依然是5;C代表振動修正項(xiàng)。

以下面的公式來對C進(jìn)行計(jì)算：

注釋：C軌道減振措施——軌道減振措施修正;C車速——車速修正;C彎道——彎道修正;C過渡段——過渡段修正;C車況載重等——車況載重修正;C埋深——埋深修正;C水平衰減——水平衰減修正;C建筑物——建筑物修正。

2 兩種振動預(yù)測模型對比分析

在上文之中所描述的國際振動預(yù)測模型和某市地標(biāo)震動預(yù)測模型擁有本質(zhì)相同的計(jì)算公式，二者差別在于：

針對源強(qiáng)值和預(yù)測值數(shù)值，確定國際振動預(yù)測模型和某地標(biāo)所依照計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)存有差異，分別是ISO2630-85Z和ISO2631-97Z，后者采用Z確定最大振動計(jì)權(quán)級;

振動修正項(xiàng)C和修正參數(shù)不同。修正參數(shù)針對的振動源相同，指的是振動源強(qiáng)數(shù)相同，應(yīng)對相同對象預(yù)測國際和某市地標(biāo)，并且在最終所得到的預(yù)測值也有差異，這種要是因?yàn)槎咧g在振動修正項(xiàng)C上存有區(qū)別，通常情況下我們可以發(fā)現(xiàn)在這兩種預(yù)測模型之中所采用的修正項(xiàng)C都有一定的相同和不同之處;

第三，速度方面，國際和某市地標(biāo)都做出了各自的修正，兩者對均速列車行駛時采用相同計(jì)算公式進(jìn)行速度修正，不同之處是某市地標(biāo)之中還依照列車不同運(yùn)行狀態(tài)，把速度類型劃分出減速、勻速以及加速三種，針對修正量不同速度和狀態(tài)之下的速度修正量也存有區(qū)別;其次，是國際振動預(yù)測模型里面，比某地表多修訂了列車軸，這個修訂參數(shù)在某地標(biāo)振動修正項(xiàng)里沒有提及;最后，對于軌道的結(jié)構(gòu)，國際振動預(yù)測模型和某市地標(biāo)各自也做出了相應(yīng)修正，只是在名稱上存有區(qū)別，兩者雖然都是把修正的參數(shù)具體劃分成五個等級，但修正量上有著明顯區(qū)別，國際振動預(yù)測和某地標(biāo)，分別給出的是一個范圍值和一個固定值。

3 國際振動預(yù)測模型和某地標(biāo)各自具備的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 國際振動預(yù)測模型所具有的優(yōu)點(diǎn)

（1）對于軸重這個修正參數(shù)進(jìn)行有了一定的考慮，因?yàn)?，車輪和鋼軌撞擊造成列車振動出現(xiàn)，所以我們可以采用軸重這個指標(biāo)，針對于撞擊的強(qiáng)度會產(chǎn)生較為重要的影響，所以也會對振動源的強(qiáng)度造成一定程度的影響。（2）考慮到了隧道結(jié)構(gòu)這個修正參數(shù)，因?yàn)榱熊嚠a(chǎn)生震動的傳播都是經(jīng)由隧道結(jié)構(gòu)向地面?zhèn)鞑?，基于這種情況，預(yù)測點(diǎn)的振動預(yù)測值就會受到隧道結(jié)構(gòu)的直接影響。

3.2 國際振動預(yù)測模型的缺點(diǎn)

（1）設(shè)定的修正參數(shù)里不存在彎道和過渡段，但在列車車輪和鋼軌有撞擊發(fā)生時就會或多或少的產(chǎn)生一些振動，影響列車之后的運(yùn)營與實(shí)測結(jié)果準(zhǔn)確性;其他情況相同時，如果過渡段和彎道鋼軌平順性差，便可能出現(xiàn)彎道過渡段位置的列車產(chǎn)生高于平直軌道列車產(chǎn)生的振動，此時如果我們不對這兩個參數(shù)進(jìn)行考慮的話，必然會對預(yù)測值的準(zhǔn)確性帶來影響。（2）在國際之中對于振動修正項(xiàng)C所給出的修正參數(shù)屬于一個范圍值，并且上限和下限之間有很大的差距，在預(yù)測同一個對象期間所得到的結(jié)果會有較大的差距，這會直接影響模型應(yīng)用的可操作性。

3.3 有關(guān)于某市地標(biāo)振動預(yù)測模型所具備的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)在于：第一，修正參數(shù)里面包括了過渡段和彎道，這和地鐵實(shí)際運(yùn)行時，振動帶來的影響是比較契合的;第二，在地標(biāo)之中計(jì)算的修正參數(shù)里給定的是一個固定值，這個固定值的好處是能夠規(guī)避了人為因素造成預(yù)測結(jié)果準(zhǔn)確性不足的問題，并且極大的提高了實(shí)際應(yīng)用期間的可操作性。缺點(diǎn)在于：第一，沒有考慮軸重這個參數(shù)，地標(biāo)里面給出了更強(qiáng)的六節(jié)編組B型車的振動源，不過，列車編組和車型出現(xiàn)差異的話，還不針對軸重修正，而仍然只是預(yù)測給定源強(qiáng)，便必然影響預(yù)測值的準(zhǔn)確性;第二，在地標(biāo)之中所列出來的關(guān)于“埋深”這個修正參數(shù)，并將地鐵線路不大于20m的埋深參數(shù)上詳細(xì)劃分出了3個等級，然而針對那些埋深超過了20m的修正量卻沒給出與之相對應(yīng)的參數(shù)，這與當(dāng)前某市所投入的埋深超過20m的地鐵線路的需求不符，基于這種情況就需要對埋深這個修正參數(shù)及時予以完善。

4 結(jié)論

綜上所述，本文對國際和某市地標(biāo)振動預(yù)測模型進(jìn)行了一定的描述，并且針對二者之間存在的優(yōu)缺點(diǎn)作出了對比，認(rèn)為二者都有一定的優(yōu)勢，也在存在一些方面存有明顯不足。所以，在對振動預(yù)測模型構(gòu)建期間需要全方位衡量優(yōu)缺點(diǎn)，保證預(yù)測對象的全面性，提高預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

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收稿日期：2019-03-01

作者簡介：胡新濤（1985-），男，漢族，碩士研究生，工程師，研究方向?yàn)檐壍澜煌üこ汰h(huán)境保護(hù)及環(huán)境影響。