中铁工程设计咨询集团有限公司郑州设计院 郑州 450051
摘要:比较2008版和2018版《环境影响评价技术导则 城市轨道交通》 (HJ453)在环境振动预测方法上的差异,选取一定的预测边界条件,分析导则修订前后环境振动预测结果的差异性。
关键词:城市轨道交通 环境 振动 差异
中图分类号 文献标志码 文章编号
1 引言
《环境影响评价技术导则 城市轨道交通》(HJ453-2008)颁布实施十年后,生态环境部于2018年对该导则进行了修订,新导则(HJ453-2018)于2019年3月1日实施。在环境振动影响评价方面,新旧导则在评价范围、源强选取、预测参数等方面进行了修订,本文选取某拟建城市轨道交通线路(地铁地下线),在设计给定边界条件下,分别采用新旧导则对城市集中居住区高层建筑进行环境振动预测,并分析预测结果的差异性。
2 振动影响评价方法修订主要内容
2.1 评价范围、评价量和类比源强的修订
对于地铁地下线,表1列出新旧导则在评价范围、评价量和类比源强方面的区别。
表1 环境振动评价范围、评价量和类比源强修订内容
类别 | 2008版规定 | 2018版规定 |
评价范围 | 60m | 50m |
评价量 | 评价量VLZ10,采取措施VLZmax | VLZmax |
振动源强位置 | 道床上部近轨外侧0.5m | 高于轨面 1.25m隧道壁处 隧道壁 |
参考速度 | 60km/h | 预测速度的75%~125% |
2.2 振动影响预测方法的修订
振动环境影响预测计算公式沿用原导则预测模式,并根据最新的研究成果对车辆簧下质量、轮轨条件、隧道型式、距离衰减、建筑物修正等参数进行了调整,增加车流量修正等。详见表2。
表2 环境振动影响预测计算公式修订主要内容
序号 | 主要修订内容 |
1 | 轴重修正:在轴重修正计算公式中增加簧下质量修正。 |
2 | 轮轨条件:短轨修正改为有缝修正并对修正量进行完善;增加曲线半径修正;增加弹性车轮修正。 |
3 | 隧道和车站修正:增加单线、双线、岩石隧道以及车站的修正量。 |
4 | 振动距离衰减:结合理论和实测结果,完善地下、地面和高架线振动距离衰减计算模型,重点考虑了地质条件对振动传播的影响。 |
5 | 建筑物修正:细化建筑结构类型,根据建筑物类型和特性,明确振动修正值。 |
6 | 车流量修正:根据不同列车对数和线间距,增加列车对数修正。 |
3 地铁环境振动算例分析
本文设定边界条件,分析新旧导则下环境振动预测结果的差异性。
3.1 地铁技术标准
算例地铁工程的技术标准见表3。
表3 地铁工程主要技术标准
指标名称 | 工程技术标准 |
轨道交通制式 | 钢轮钢轨,4动2拖6辆编组A型车 |
正线数目 | 双线;单洞隧道 |
运行速度 | 最高设计运行速度100km/h |
轨道 | 轨距1435mm;60kg/m钢轨;弹条Ⅲ型分开式扣件;长枕式整体道床;无缝线路 |
3.2 振动预测参数
算例地铁的振动预测参数见表4。
表4 地铁环境振动预测参数
参数名称 | 参数选取 | 参数名称 | 参数选取 |
预测速度 | 90km/h | 建筑类型 | 15层高Ⅰ类建筑 |
平均行车密度 | TD>12对/h | 土层剪切波速 | 270m/s |
两线中心距 | 15m<dt≤40m | 预测点地面至轨顶面的垂直距离 | 18m |
振动源强(2008版) | 87.4dB(60km/h) | 振动源强(2018版) | 84.4dB(96km/h) |
3.3 振动预测计算公式
根据HJ453-2008、HJ453-2018并结合表3、表4预测参数,简化得出环境振动预测计算公式如下:
1)HJ453-2008振动预测简化公式
(3-1)
2)HJ453-2018振动预测简化公式
(3-2)
式中:L—预测点至外轨中心线的水平距离,m
3.4 环境振动预测结果及分析
在给定设计边界条件下,距离地铁线路不同水平距离的预测点振动预测结果见表5。
表5 新旧导则下地铁环境振动预测结果
水平距离 | 10m | 20m | 30m | 40m | 50m | 60m |
2008版预测振级(dB) | 66.65 | 64.32 | 62.04 | 60.08 | 58.41 | 56.98 |
2018版预测振级(dB) | 66.45 | 65.46 | 64.89 | 64.48 | 64.16 | 63.90 |
差值(dB) | -0.20 | 1.14 | 2.84 | 4.40 | 5.75 | 6.91 |
从表5可以看出,在采用2018版导则进行环境振动预测时,预测结果较2008版预测结果偏大;随预测点与地铁线路间水平距离的增大,振动衰减不明显。
4、结论
1)在环境振动影响评价方面《环境影响评价技术导则 城市轨道交通》(HJ453-2018)与HJ453-2008相比,在评价范围、振动源强和预测修正等方面进行多处修订。
2)在相同的设计边界条件下,运用新旧导则进行环境振动影响预测结果存在差异,在预测点与地铁线路水平距离10~60m范围内,2018版预测值比2008版预测值高1.14~6.91dB。
作者简介:陈智(1973-),同济大学环境工程专业毕业,注册环境影响评价工程师,高级工程师.