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地铁环境振动评价标准及评价量探讨

学术探讨都市快轨交通·第32卷 第4期 2019年8月doi: 10.3969/j.issn.1672-6073.2019.04.013地铁环境振动评价标准及评价量探讨龚平(中铁第四勘察设计院集团有限公司,武汉 430063)摘要: 现行国家《城市区域环境振动标准》和《城市区域环境振动测量方法》没有针对地铁的适用范围和评价量。

当前地铁振动环境影响评价参照声环境“4a类(即交通干线两侧)功能区”评价在科学性和合规性方面存在瑕疵;但可根据标准的技术原理和地面道路相邻区域建筑功能属性,相应将地面道路两侧一定区域划分为“交通干线道路两侧”振动标准的“适用地带范围”。

地铁环境振动评价量采用VL Z10,但隧道内监测实施难度大,地面测量又难以精确监测和验证,类比在振动机理、时域、频域等特征相似的铁路振动评价,地铁采用VL Zmax为评价量和测量方法,可以反映出人体受振动干扰最强烈的情况,易于测量和验证,更具科学性和合理性。

根据环境影响评价管理要求和不同振动敏感目标环境保护要求,应用于环境振动治理的减振产品,其效果的评价指标应采用Z计权振级;应用于古建筑或振动敏感建筑(如优秀历史建筑等)减振的减振产品,其效果的评价指标应采用振动速度。

关键词:地铁;振动;评价;标准中图分类号:U231 文献标志码: A 文章编号: 1672-6073(2019)04-0074-05Study on Assessment Standards and Indexes of EnvironmentalVibrations in SubwaysGONG Ping(China Railway Siyuan Survey and Design Group CO., LTD., Wuhan 430063)Abstract: Referring to 4a noise environment function division along arterial traffic in subway environmental vibration assessments in Standard of Environmental Vibration in Urban Area and Measurement Method of Environmental Vibration of Urban Area, there is a lack of a specific range of application and assessments on subways. Based on technical principles of environmental standards and functional properties of adjacent buildings, certain regions along the traffic route can be demarcated as a range of application for vibration standard as arterial traffic. VL Z10 is used as an index for subway environmental vibration assessments; however, it is difficult to implement this index in monitoring tunnels and inaccuracies may arise in verifying its results with ground tests. By analogy of environmental vibrations in railways that are similar in mechanism and time and frequency domains, VL Zmax is considered to be more scientific and logical for adoption as an assessment index of environmental vibrations in subways as it reflects strongest human body disturbances and is easy to monitor and verify.In accordance with the requirements of environmental impact assessments and the protection of diverse vibration sensitive targets, a Z-weighted vibration level is proposed as an index to evaluate the effect of environmental vibration attenuation; the vibration velocity was considered for vibration-sensitive buildings such as historical and heritage buildings.Keywords:subway; vibration; assessment; standard收稿日期:2018-06-01修回日期:2018-06-24作者简介: 龚平,男,大学本科,副总工程师/高级工程师,从事铁路和轨道交通工程环保设计和环评工作,451611918@地铁环境振动评价标准及评价量探讨地铁作为公共交通基础设施正在特大型、大型城市得到广泛采用,截至2017年年底,我国大陆地区已开通运营的城市有31个,正在规划和建设的城市有一百余个,北京、上海、广州、深圳等城市已经在城市建成区基本形成密集网络。

由于地铁穿行于住宅建筑的地下,其运行产生的振动成为主要环境影响。

长期以来,对地铁振动环境影响进行评价时,振动评价标准适用范围一般均套用地方环保行政主管部门确定的声环境功能区,在科学性和合规性方面存在瑕疵。

近10余年来,地铁引起振动的环境投诉时有发生,并成为沿线公众广泛关注的环境问题,振动评价标准适用范围和评价量成为环境管理和振动环境纠纷诉讼提供科学合规技术支持的重要因素。

1 振动环境标准的适用地带范围1.1 振动环境标准的局限性目前,我国环境振动标准为《城市区域环境振动标准》(GB10070—88)和《城市区域环境振动测量方法》(GB10071—88)。

《城市区域环境振动标准》的适用范围采用“适用地带范围”分类规定,包括特殊住宅区,居民、文教区,混合区、商业中心区,工业集中区,交通干线道路两侧,铁路干线两侧等6类区域。

表1列出了这6类区域的名称和对应的振动标准值[1-2];“适用地带范围”由地方人民政府划定。

表1 城市各类区域铅锤向Z振级标准值Tab. 1 The standard value of Z weighted vibrationacceleration level in various urban areas dB适用地带范围昼间夜间监测、评价量特殊住宅区65 65居民、文教区70 67 混合区、商业中心区75 72 工业集中区75 72 稳态振动:VL Z 冲击振动:VL zmax 无规振动:VL Z10交通干线道路两侧75 72 无规振动:VL Z10铁路干线两侧80 80 单次列车:VL zmax上述振动环境标准是1988年发布的,当时仅北京市有正常运营的地铁线路,地铁振动影响还没有成为环境问题,因此,该标准“适用地带范围”也没有涉及地铁项目;另外,我国也没有城市环境主管部门发布过振动环境“适用地带范围”或功能区。

在环评实践中,振动环境“适用地带范围”一般是套用声环境功能区,但这样操作的科学性存疑,因为声波传播的介质是大气,而振动波传播的介质是大地,大气和大地是完全不同属性的传播介质,振动环境影响范围与交通干线两侧区域噪声影响范围的界定方法完全没有关联性和可比性。

环境振动标准中的各类“适用地带范围”均是以人为保护对象,振级标准值均根据人的响应进行了Z 计权[3],为保证人的生活、学习、工作(不包括仪器、设备的工作和生产[4])等正常活动而对振动环境质量需求的规定,载体是住宅建筑物。

1.2 地铁振动环境功能区与环境影响范围虽然没有振动环境“适用地带范围”的划定,但从技术层面上,可以根据标准的技术原理对沿道路行进的地铁沿线给出振动标准的“适用地带范围”。

“交通干线道路两侧”功能区是随道路“伴生”的,即当道路被规划或建设后,其沿线两侧一定范围随之就形成了技术层面的“交通干线道路两侧”功能区,政府划定环境功能区也是以此为基础,这个功能区以交通干线道路为土地使用功能和环境特征,既适用于声环境,也适用于振动环境。

振动环境功能区的宽度划分可参照《声环境功能区划分技术规范》(GBT15190—2014)中关于“4a类功能区”的划分方法[5],即①相邻区域为“居民、文教区”功能区,距离为50±5 m;②相邻区域为“商居混合”功能区,距离为35±5 m;即振动环境功能区与声环境功能区都基于交通干线道路进行环境管理,划定的范围相同,但因为振动波传播的介质差异,振动划定的范围与地面建筑的高度无关联。

交通干线与居民住宅在物理空间上是分离的,因此这种将地铁基于地面交通干线的划分方法具有可行性。

根据《环境影响评价技术导则城市轨道交通》(HJ453—2018)的规定,振动环境影响评价范围为距地下线路外轨中心线两侧50 m[6]。

该评价范围大于上述“交通干线道路两侧”功能区范围,该功能区内的敏感目标均可纳入振动影响评价目标,因此这种划分方法具有科学性。

地下线路经过“交通干线道路两侧”功能区以外的区域,建议根据地面建筑的功能属性确定振动评价适用标准。

2 地铁振动环境标准评价量20世纪90年代中期,我国北京、上海、广州等城市开始成规模成网络建设地铁。

地铁建设项目振动环境影响评价执行《城市区域环境振动标准》,采用都市快轨交通·第32卷 第4期 2019年8月“铅垂向Z 振级”作为标准值的评价量[1]。

但该标准未明确环境振动的各类标准值在针对稳态振动、冲击振动、随机振动以及铁路振动时应采取的评价量,而是采用不同的评价量去对应相同的标准值。

2.1 地铁振动采用VL Z10评价量的局限性地铁环境振动评价量既有VL Z10也有VL zmax ,但采用VL zmax 和VL Z10存在很大的差异,尤其是VL Z10的大小与测量的列车通过时间的长短有关,在实际测量时,往往存在较大的误差[7]。

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