楊忠平，王冠柏

（1.中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司 生態(tài)環(huán)境設(shè)計研究院，陜西 西安 710043；2.陜西省鐵道及地下交通工程重點實驗室（中鐵一院），陜西 西安 710043）

鐵路噪聲與振動源強是開展鐵路環(huán)境保護工作的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，2006年原鐵道部根據(jù)我國鐵路噪聲、振動現(xiàn)狀及當時的鐵路技術(shù)裝備水平，并借鑒國外相關(guān)經(jīng)驗，發(fā)布《鐵路建設(shè)項目環(huán)境影響評價噪聲振動源強取值和治理原則指導(dǎo)意見》(鐵計〔2006〕44號，以下簡稱“44號文”)；隨后，根據(jù)京津城際、石太、合寧、武廣、鄭西等高速鐵路聯(lián)調(diào)調(diào)試和試運營噪聲振動源強特性現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)，于2010年5月發(fā)布“44號文”修訂稿，距今已有十余年[1]。在此期間，我國鐵路營業(yè)里程從2010年的9.1萬km[2]增加到2020年的14.63萬km[3]，增加了60.8%，復(fù)興號、綠巨人等一批新型動車組上線運營，有必要對現(xiàn)有鐵路噪聲與振動源強體系進行梳理，分析存在的不足并提出建議，以期進一步提高鐵路噪聲與振動環(huán)境影響評價的科學性。

1 現(xiàn)狀梳理

根據(jù)“44號文”修訂稿，從列車類型來分，現(xiàn)有鐵路噪聲源強體系主要由160 km/h及以下速度旅客列車、動車組列車、普通貨物列車、新型貨物列車和雙層集裝箱列車噪聲與振動源強構(gòu)成；從線路類型來分，主要包括路堤、橋梁噪聲與振動源強，而無路塹及隧道源強數(shù)據(jù)。結(jié)合實際工作，主要針對160 km/h及以下速度旅客列車、動車組列車和新型貨物列車不同線路條件的噪聲與振動源強進行梳理。

（1）現(xiàn)有噪聲源強體系均明確了一定速度范圍內(nèi)160 km/h及以下速度旅客列車、動車組列車和新型貨物列車路堤、橋梁線路的源強取值(無路塹及隧道洞口噪聲源強取值)，現(xiàn)有鐵路噪聲源強體系如表1所示。

（2）現(xiàn)有振動源強體系均明確了一定速度范圍內(nèi)160 km/h及以下速度旅客列車、動車組列車和新型貨物列車路堤、橋梁的源強取值，明確了距線路中心線30～60 m范圍內(nèi)、沖積層地質(zhì)、路塹段振動源強的修正量?，F(xiàn)有鐵路振動源強體系如表2所示。

表1 現(xiàn)有鐵路噪聲源強體系

表2 現(xiàn)有鐵路振動源強體系

2 存在的主要問題

2.1 列車混跑

近年來，在中西部地區(qū)規(guī)劃實施了速度目標值200 km/h的客貨共線鐵路，建成運營后，普速旅客列車、動車組列車和貨物列車將在同一條線路上運營。為改善出行條件，一些既有內(nèi)燃鐵路電氣化改造工程實施后，也具備了旅客列車與動車組列車在既有鐵路上運營的條件?！?4號文”修訂稿中動車組噪聲與振動源強的線路條件為高速鐵路，而速度目標值200 km/h的客貨共線鐵路等級一般為Ⅰ級，既有內(nèi)燃鐵路電氣化改造工程實施后等級多為Ⅱ級或更低級別線路，動車組運行在Ⅰ級或更低級別線路上，相比在高速鐵路上測試的源強會發(fā)生大的改變，目前暫無動車組列車在低級別線路上的噪聲與振動源強測試數(shù)據(jù)，難以滿足普速旅客列車、動車組列車和貨物列車混跑線路的噪聲和振動預(yù)測需求。

2.2 橋梁邊界條件變化

“44號文”修訂稿發(fā)布后，鐵路梁型圖進行了多次優(yōu)化修訂，目前高速鐵路橋梁橋面寬度多為12.6 m，客貨共線鐵路橋面寬度為12 m左右?，F(xiàn)有動車組列車橋梁噪聲源強的測試條件為13.4 m，普速旅客列車、新型貨物列車噪聲源強未明確橋梁結(jié)構(gòu)形式。橋梁邊界條件變化引起鐵路噪聲傳播的聲程差發(fā)生改變，噪聲源強也會相應(yīng)發(fā)生變化。

現(xiàn)有160 km/h及以下速度旅客列車、新型貨物列車、無砟軌道動車組列車和有砟軌道動車組列車橋梁振動源強分別在路基振動源強的基礎(chǔ)上修正-3 dB、-3 dB、-4 dB和-6 dB。鐵路橋梁振動由軌面?zhèn)鬟f到橋面，經(jīng)過橋梁基礎(chǔ)傳遞到地面，橋梁高度不可忽略，現(xiàn)有鐵路橋梁振動源強未考慮橋梁高度對振動源強的影響[4]。

2.3 新的聲環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則發(fā)布

2021年12月，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則聲環(huán)境》(HJ 2.4—2021)，該導(dǎo)則引用了我國高速鐵路噪聲源定量化識別最新研究成果，即我國高速鐵路噪聲源主要是由輪軌滾動噪聲和空氣動力噪聲組成，明確了運行速度200 km/h及以上時，按照輪軌區(qū)域、車體區(qū)域、集電系統(tǒng)不同聲源進行預(yù)測點處噪聲影響預(yù)測[5]，引用“44號文”參考點處的聲壓級通過理論計算聲源聲功率級，并對距離衰減預(yù)測模式、垂直指向性修正計算方法等進行了優(yōu)化，明確了不同速度下高速鐵路噪聲源強的速度修正系數(shù)，新導(dǎo)則實施后，建立了我國高速鐵路噪聲預(yù)測模式。

2.4 裝備技術(shù)水平提升

近年來，我國鐵路裝備技術(shù)水平不斷提升，2017年6月26日由中國鐵路總公司牽頭組織研制、具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的中國標準動車組“復(fù)興號”在京滬高速鐵路的北京南站和上海虹橋站雙向首發(fā)[6]；隨著2019年全路新列車運行圖的實施，新型時速160公里動力集中動車組——CR200J型復(fù)興號列車(“綠巨人”)上線運營[7]?！皬?fù)興號”的誕生標志著中國鐵路技術(shù)裝備水平進入一個嶄新時代，與“和諧號”相比，“復(fù)興號”CR400在車身節(jié)能設(shè)計、使用時間、車身容重等方面進行了優(yōu)化提升，車身采用全新低阻流線型頭型和車體平順化設(shè)計，“復(fù)興號”車頂?shù)氖茈姽涂照{(diào)系統(tǒng)下沉到車頂下的風道系統(tǒng)中，列車阻力減少，空氣動力學噪聲、集電系統(tǒng)噪聲發(fā)生變化[8]?！熬G巨人”運行于普速鐵路，動車組列車運行速度在160 km/h及以下時的噪聲與振動源強取值未明確，現(xiàn)實項目中，采用160 km/h及以下速度旅客列車或車組源強數(shù)據(jù)進行修正，兩者差別較大。因此，現(xiàn)有動車組噪聲振動源強數(shù)據(jù)難以滿足“復(fù)興號”噪聲與振動影響預(yù)測需求。

3 對策與建議

3.1 現(xiàn)有解決對策

查閱南昌至贛州、贛州至深圳、北京至雄安、西安至延安、貴陽至南寧等多條鐵路環(huán)境影響報告書，針對鐵路噪聲與振動源強體系存在的不足，提出主要解決措施如下。

（1）新建高速鐵路12.6 m橋面寬度的噪聲源強，根據(jù)對已運營客運專線現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，在“44號文”修訂稿13.4 m橋面寬度噪聲源強的基礎(chǔ)上加5 dB(A)。

（2）高速鐵路隧道振動類比滬寧鐵路隧道監(jiān)測結(jié)果[9]，動車組行車速度為118.7 km/h時，有砟軌道隧道內(nèi)振動源強VLZmax值為86.9 dB。

（3）動車組列車在低級別線路上運營，噪聲源強參照“44號文”修訂稿中現(xiàn)有源強體系，根據(jù)實際運行速度和線路條件，結(jié)合新導(dǎo)則進行修正。

（4）客貨共線鐵路隧道段振動可類比北京西長線的槐樹嶺隧道、北京延慶縣的軍都山隧道及京原線的監(jiān)測結(jié)果[10]，行車速度為80 km/h時，有砟軌道隧道內(nèi)振動源強VLZmax值為89 dB。

3.2 建議

鐵路噪聲與振動影響是環(huán)境保護工作的關(guān)注點，而源強是一項基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。現(xiàn)有噪聲與振動源強體系存在不足，解決對策也難以充分滿足錯綜復(fù)雜的噪聲與振動環(huán)境影響預(yù)測需求?！董h(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則聲環(huán)境》(HJ 2.4—2021)實施后，鐵路噪聲與振動源強亟需更新完善。一方面，有必要組織鐵路行業(yè)內(nèi)相關(guān)單位開展噪聲與振動源強研討，將各單位鐵路噪聲振動類比監(jiān)測數(shù)據(jù)收集歸納成數(shù)據(jù)庫，有效彌補現(xiàn)階段鐵路噪聲與源強體系的部分不足；另一方面，因開展鐵路噪聲與振動源強現(xiàn)場試驗對試驗手段和試驗數(shù)據(jù)分析能力要求較高，絕大部分單位難以準確獲取相關(guān)源強數(shù)據(jù)，建議由行業(yè)內(nèi)經(jīng)驗豐富、權(quán)威性強的單位開展噪聲與振動源強監(jiān)測工作，統(tǒng)一對外發(fā)布。

4 結(jié)束語

基于現(xiàn)場測試發(fā)布的“44號文”修訂稿距今已有十余年，鐵路噪聲與振動測試的邊界條件發(fā)生了變化，在梳理鐵路噪聲與振動源強體系現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，分析存在的不足，結(jié)合工程實際情況提出現(xiàn)階段的對策，也為下階段鐵路噪聲與振動源強監(jiān)測及完善提供了思路。