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摘要:通過(guò)對(duì)重慶市軌道交通在建及運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路的環(huán)境影響分析，總結(jié)出重慶軌道交通環(huán)境影響評(píng)價(jià)重點(diǎn)關(guān)注的5個(gè)方面，包括重慶軌道的車(chē)型特點(diǎn)、列車(chē)振動(dòng)影響特點(diǎn)、鋼結(jié)構(gòu)軌道橋環(huán)境影響特點(diǎn)、風(fēng)亭及冷卻塔的選址特點(diǎn)及軌道施工方式特點(diǎn)等。環(huán)境影響評(píng)價(jià)階段需重點(diǎn)關(guān)注由此產(chǎn)生的環(huán)境影響，有針對(duì)性地開(kāi)展環(huán)境影響評(píng)價(jià)。為此，提出以下建議:(1)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)確定列車(chē)噪聲和振動(dòng)源強(qiáng);(2)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)確定土層調(diào)整系數(shù)及距離衰減修正值;(3)除了設(shè)置聲屏障外，從橋梁設(shè)計(jì)、減振設(shè)計(jì)、行車(chē)速度優(yōu)化等多方面提出鋼橋綜合減振降噪措施;(4)充分結(jié)合地形特點(diǎn)或采取與商業(yè)建筑合建的形式，優(yōu)化風(fēng)亭、冷卻塔選址;(5)優(yōu)先采用TBM掘進(jìn)工藝，推薦采用裝配式施工工藝，減少施工環(huán)境影響。

關(guān)鍵詞:重慶市軌道交通;環(huán)境影響評(píng)價(jià);減振降噪;鋼結(jié)構(gòu)軌道橋

近年來(lái)，重慶市軌道交通發(fā)展突飛猛進(jìn)。2020年，重慶市中心城區(qū)軌道交通運(yùn)營(yíng)里程為343.3km，在建213km［1］，到2022年，運(yùn)營(yíng)里程將達(dá)到520km［2］。城市軌道交通在緩解交通擁堵，減少汽車(chē)尾氣排放，促進(jìn)沿線(xiàn)土地開(kāi)發(fā)，引領(lǐng)城市發(fā)展方面優(yōu)勢(shì)顯著，但同時(shí)也產(chǎn)生了不少環(huán)境問(wèn)題，如高架線(xiàn)路的噪聲影響和地下區(qū)間的振動(dòng)影響。與其他城市相比，重慶軌道交通的環(huán)境影響有其自身的特點(diǎn)，需要在規(guī)劃環(huán)評(píng)和項(xiàng)目環(huán)評(píng)中著重關(guān)注。本文結(jié)合重慶多條軌道線(xiàn)路，從5個(gè)方面總結(jié)出重慶軌道交通環(huán)境影響評(píng)價(jià)應(yīng)關(guān)注的問(wèn)題，為重慶以及類(lèi)似“山地城市”的軌道交通環(huán)境影響評(píng)價(jià)提供參考。

1軌道車(chē)型特點(diǎn)及源強(qiáng)選用建議

重慶是典型的褶皺山地，背斜成山，向斜成谷，山谷相間，彼此平行。主城區(qū)坐落在平行嶺谷地區(qū)，有4條南北向山脈，分別為縉云山、中梁山、銅鑼山和明月山，將主城區(qū)分割為3塊低丘槽谷區(qū)域;長(zhǎng)江、嘉陵江2條大江交匯于中部槽谷，主城各區(qū)沿江分布，形成了重慶獨(dú)特的地形特征。為適應(yīng)“山城”地形，重慶軌道交通采用了獨(dú)特的列車(chē)車(chē)型。

1.1山地城市A型車(chē)

為適應(yīng)重慶市兩江阻隔、四山環(huán)抱，地形起伏大，穿山跨江區(qū)間多的特點(diǎn)，在軌道交通第二輪建設(shè)期間，開(kāi)始研制新的地鐵系統(tǒng)，全稱(chēng)為“山地城市A型車(chē)”，簡(jiǎn)稱(chēng)“As車(chē)”［3］(見(jiàn)圖1)?！癆s車(chē)”以爬坡能力強(qiáng)，適應(yīng)小曲線(xiàn)半徑為主要特點(diǎn)，逐漸成為重慶軌道交通第二輪、第三輪、第四輪建設(shè)規(guī)劃的主推車(chē)型，目前已在4號(hào)線(xiàn)一期、5號(hào)線(xiàn)一期、10號(hào)線(xiàn)一期和環(huán)線(xiàn)投入使用。截至2020年5月，除了重慶市外，國(guó)內(nèi)其他城市尚沒(méi)有“As車(chē)”投入使用的案例。

1.2跨座式單軌列車(chē)

跨座式單軌列車(chē)是通過(guò)單根軌道支持、穩(wěn)定和導(dǎo)向，車(chē)體采用橡膠輪胎騎在軌道梁上運(yùn)行的軌道交通制式，其特點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)、噪聲低、轉(zhuǎn)彎半徑小、爬坡能力強(qiáng)。重慶軌道交通2號(hào)線(xiàn)為國(guó)內(nèi)最早建成的跨座式單軌線(xiàn)路，重慶軌道交通3號(hào)線(xiàn)為世界上線(xiàn)路最長(zhǎng)、客流量最大的單軌線(xiàn)路［4］(見(jiàn)圖2)。截至2020年5月，除了重慶市和銀川市外，國(guó)內(nèi)其他城市尚沒(méi)有跨座式單軌列車(chē)投入使用的案例。

1.3建議

“As車(chē)”和跨座式單軌列車(chē)作為重慶軌道交通的主要車(chē)型，列車(chē)長(zhǎng)度、車(chē)體寬度、車(chē)輛落弓高度、轉(zhuǎn)向架、車(chē)輛軸重等都與其他城市的軌道列車(chē)不同。列車(chē)運(yùn)行產(chǎn)生的噪聲和振動(dòng)影響也與其他車(chē)型有所區(qū)別，噪聲和振動(dòng)源強(qiáng)無(wú)法通過(guò)類(lèi)比其他城市的列車(chē)源強(qiáng)得到。因此，在進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)時(shí)，建議按照《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則城市軌道交通》(HJ453—2018)［5］中“附錄B”要求，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)確定列車(chē)噪聲和振動(dòng)源強(qiáng)。

2振動(dòng)影響特點(diǎn)及預(yù)測(cè)建議

軌道列車(chē)運(yùn)行產(chǎn)生的振動(dòng)是非常復(fù)雜的波動(dòng)過(guò)程，其振動(dòng)的激發(fā)和衰減受到車(chē)輛、軌道系統(tǒng)、軌下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(隧道)和土壤及巖層等多因素綜合影響。全國(guó)不同地域、不同城市之間地質(zhì)條件差別巨大，即使在車(chē)輛、軌道、軌下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)基本一致的情況下，不同地質(zhì)條件下的振動(dòng)傳播及衰減規(guī)律也存在較大差異。

2.1“激發(fā)難，衰減慢”的振動(dòng)影響特點(diǎn)

重慶市主城區(qū)基本為穩(wěn)定的巖石地層，軌道交通圍巖巖體基本為砂巖(含泥質(zhì)砂巖)、砂質(zhì)泥巖以及由其組成的砂泥巖互層，且以砂泥巖互層為主，其次為砂質(zhì)泥巖［6］。依據(jù)城市軌道交通振動(dòng)的實(shí)測(cè)結(jié)果，隧道結(jié)構(gòu)越重，振動(dòng)水平越小。巖石中的隧道相當(dāng)于增加了隧道結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，振動(dòng)水平很小。但同時(shí)振動(dòng)在土質(zhì)較軟的地層中衰減較快，在巖石地層中衰減較慢［7］。所以重慶軌道交通的振動(dòng)影響具有“激發(fā)難，衰減慢”的特點(diǎn)，這與北京、上海、廣州、成都等城市的地鐵振動(dòng)特征有所不同。

2.2振動(dòng)預(yù)測(cè)情況

目前，城市軌道交通環(huán)境振動(dòng)預(yù)測(cè)分析均采用《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則城市軌道交通》(HJ453—2018)規(guī)定的模型和預(yù)測(cè)參數(shù)，該預(yù)測(cè)模型及參數(shù)主要以北京、上海、廣州等城市的地鐵研究成果為依據(jù)?，F(xiàn)行導(dǎo)則雖然在2008年版的基礎(chǔ)上完善了振動(dòng)預(yù)測(cè)模型［8］，增加了巖石隧道結(jié)構(gòu)的修正量以及“堅(jiān)硬土、軟質(zhì)巖石、巖石”的土層調(diào)整系數(shù)，但數(shù)據(jù)范圍不能很好地反映出重慶地區(qū)以砂質(zhì)泥巖和砂巖為主的地質(zhì)特點(diǎn)，在實(shí)際運(yùn)用中，VLzmax預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相差較大。從近幾年完成的軌道驗(yàn)收監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，部分路段減振措施設(shè)置偏保守。例如，根據(jù)《重慶市軌道交通6號(hào)線(xiàn)二期竣工環(huán)境保護(hù)驗(yàn)收調(diào)查報(bào)告》，線(xiàn)路分別正下穿2處振動(dòng)敏感點(diǎn)(均執(zhí)行《城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》中“居民、文教區(qū)”標(biāo)準(zhǔn)值)，埋深分別為30m和31m，列車(chē)通過(guò)2處敏感點(diǎn)的速度相當(dāng)，在采取GJ－Ⅲ減振扣件(中等減振措施)和不采取減振措施的條件下，環(huán)境振動(dòng)和二次結(jié)構(gòu)噪聲均能滿(mǎn)足相應(yīng)要求，這說(shuō)明預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)測(cè)影響相差較大。

2.3建議

在進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)時(shí)，有必要通過(guò)測(cè)量典型斷面的衰減情況，得到土層調(diào)整系數(shù)及距離衰減修正值，使振動(dòng)預(yù)測(cè)結(jié)果更為準(zhǔn)確，為下一步的軌道減振設(shè)計(jì)提供參考。同時(shí)有必要推進(jìn)巖石地質(zhì)條件下的振動(dòng)環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)方法的研究，特別關(guān)注預(yù)測(cè)模型在重慶軌道交通環(huán)境影響評(píng)價(jià)中的應(yīng)用，結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，促進(jìn)評(píng)價(jià)結(jié)果準(zhǔn)確性和可靠性的不斷提高。

3鋼結(jié)構(gòu)軌道橋環(huán)境影響特點(diǎn)及減振降噪建議

重慶是山水之城，長(zhǎng)江、嘉陵江穿城而過(guò)，橋梁對(duì)連接“兩江四岸”的交通起著舉足輕重的作用。截至2019年，重慶中心城區(qū)已建及在建軌道專(zhuān)用橋或者公軌兩用橋18座［1］，其中鋼結(jié)構(gòu)橋梁的占比高達(dá)82.3%。相較于混凝土橋，鋼橋具有自重輕、強(qiáng)度高、跨距大、工期短、成本低、維護(hù)方便等特點(diǎn)。但與混凝土橋相比，鋼橋結(jié)構(gòu)噪聲更顯著，且振動(dòng)特性也與混凝土橋有很大差異，其振動(dòng)頻譜寬，分析上限頻率高，這給鋼橋噪聲準(zhǔn)確預(yù)測(cè)帶來(lái)很大難度［9］。

3.1鋼橋振動(dòng)噪聲影響

由于重慶市主城區(qū)用地緊張，飲用水水源保護(hù)區(qū)分布較密集，過(guò)江通道非常有限，跨江鋼橋不得不建設(shè)在距離敏感建筑很近的地方?！董h(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則城市軌道交通》(HJ453—2018)中的高架噪聲預(yù)測(cè)模型主要以混凝土高架軌道橋的研究成果為依據(jù)，僅考慮了列車(chē)通過(guò)橋梁時(shí)產(chǎn)生的輪軌噪聲，未考慮鋼桁架橋梁振動(dòng)引起的次生噪聲問(wèn)題。重慶軌道交通6號(hào)線(xiàn)一期“千廝門(mén)大橋”為典型的鋼桁架橋，在南橋頭設(shè)置了全封閉聲屏障(見(jiàn)圖3)。根據(jù)6號(hào)線(xiàn)一期驗(yàn)收調(diào)查報(bào)告中距離“千廝門(mén)大橋”40m處敏感點(diǎn)的監(jiān)測(cè)結(jié)果，設(shè)置全封閉聲屏障后降噪效果僅為3.3～5.4dB(A)。

3.2建議

研究表明，減振墊浮置板能有效地對(duì)鋼橋的振動(dòng)噪聲進(jìn)行控制，可使總振級(jí)降低13dB左右，總聲壓級(jí)降低6dB左右［10］;安裝道床吸音板能夠起到一定的降噪效果，降噪最大可達(dá)4.9dB;行車(chē)速度對(duì)鋼橋結(jié)構(gòu)噪聲影響較大，車(chē)速?gòu)?0kmh降低到50kmh時(shí)，總聲壓級(jí)降低約4～5dB［9］;優(yōu)化橋梁斷面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，也可有效降低噪聲影響。所以在環(huán)評(píng)階段，特別是對(duì)于鋼橋兩側(cè)50m范圍內(nèi)有聲環(huán)境敏感目標(biāo)的情況，除了設(shè)置聲屏障外，還應(yīng)從橋梁設(shè)計(jì)、減振設(shè)計(jì)、行車(chē)速度優(yōu)化等多方面提出對(duì)策建議，達(dá)到綜合減振降噪的目的。同時(shí)在進(jìn)行規(guī)劃環(huán)評(píng)時(shí)，針對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)提出“盡量避免采用鋼桁架橋梁形式”的建議，從源頭上減少噪聲影響。另外，在《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則城市軌道交通》(HJ453—2018)修訂時(shí)建議考慮增加針對(duì)鋼橋的聲環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)方法，以期更準(zhǔn)確、更有針對(duì)性地進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)。

4風(fēng)亭、冷卻塔選址特點(diǎn)及建議

4.1風(fēng)亭、冷卻塔選址特點(diǎn)

與平原城市不同，重慶市主城區(qū)的山地約占41%［11］，道路大多依山勢(shì)而建，沿地形走向，多為不規(guī)則布置。特別是在老舊城區(qū)，地形高差大，道路曲折狹窄。很多道路沒(méi)有條件設(shè)置綠化帶和人行道，造成軌道車(chē)站附屬設(shè)施用地極為緊張，風(fēng)亭、冷卻塔選址困難，非常容易導(dǎo)致風(fēng)亭、冷卻塔與敏感建筑物距離過(guò)近，無(wú)法滿(mǎn)足《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則城市軌道交通》(HJ453—2018)中“風(fēng)亭、冷卻塔的噪聲防護(hù)距離不宜小于10m”的要求。如重慶軌道交通1號(hào)線(xiàn)楊公橋站西北端的風(fēng)亭距離居民樓僅為5m;重慶軌道交通6號(hào)線(xiàn)二期長(zhǎng)生橋站的冷卻塔距離居民樓僅4m。

4.2建議

在環(huán)評(píng)階段提出優(yōu)化風(fēng)亭、冷卻塔選址布局的要求，充分結(jié)合地形特點(diǎn)或采取與商業(yè)建筑合建的形式，避免排風(fēng)口正對(duì)敏感建筑物。有條件的車(chē)站可考慮將冷卻塔設(shè)置為全地下或半地下形式。必要時(shí)在風(fēng)亭或冷卻塔周?chē)O(shè)置消聲百葉或隔聲屏障。

5軌道施工方式及建議

5.1重慶軌道施工方式

重慶市主城區(qū)高樓林立，橋梁眾多，地質(zhì)條件復(fù)雜，同時(shí)受斷面形式，始發(fā)、接收?qǐng)龅兀瑓^(qū)間長(zhǎng)度等因素制約，無(wú)法大規(guī)模采用全斷面隧道掘進(jìn)(TBM)施工。重慶特殊的地質(zhì)狀況———基巖埋深淺且整體性好，為地下工程采用鉆爆法施工創(chuàng)造了很好的條件。相對(duì)于其他城市而言，在重慶市采用鉆爆法施工難度小，造價(jià)相對(duì)低，且不干擾交通，是重慶軌道交通最常用的施工方法，例如，重慶軌道交通4號(hào)線(xiàn)一期地下區(qū)間長(zhǎng)度為10.78km，采取鉆爆法的區(qū)間長(zhǎng)度為9.69km，占比達(dá)到近90%。通過(guò)對(duì)已通車(chē)線(xiàn)路竣工環(huán)保驗(yàn)收中施工期回顧調(diào)查發(fā)現(xiàn)，爆破過(guò)程中，附近敏感建筑受炮損影響較大，尤其對(duì)位于爆破點(diǎn)正上方的建筑振動(dòng)影響最大［12］。

5.2建議

在環(huán)評(píng)階段，針對(duì)穿越城市建成區(qū)或者埋深較淺區(qū)段的軌道施工，建議優(yōu)先采用TBM掘進(jìn)工藝;推薦采用裝配式施工工藝，將傳統(tǒng)建造方式中大量現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工作轉(zhuǎn)移到工廠進(jìn)行，將在工廠加工制作好的構(gòu)件、配件等運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)可靠的連接方式在現(xiàn)場(chǎng)裝配安裝，可有效地從源頭減少施工振動(dòng)影響及炮損。同時(shí)優(yōu)化爆破設(shè)計(jì)方案，如采取微差爆破、減少單孔裝藥量、開(kāi)挖減振溝等。

6結(jié)語(yǔ)

重慶軌道交通在施工及運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的環(huán)境影響有著與其他城市不同的特點(diǎn)，針對(duì)這些特點(diǎn)，需要在規(guī)劃環(huán)評(píng)和項(xiàng)目環(huán)評(píng)中給予重點(diǎn)關(guān)注。建議通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)確定列車(chē)源強(qiáng)及振動(dòng)衰減參數(shù);從橋梁設(shè)計(jì)、減振設(shè)計(jì)、行車(chē)速度優(yōu)化等多方面提出鋼橋綜合減振降噪措施;充分結(jié)合地形特點(diǎn)，優(yōu)化風(fēng)亭、冷卻塔選址;推薦采用TBM掘進(jìn)及裝配式施工工藝，減少施工環(huán)境影響。

作者:劉劍梅 雷志斌 楊軍 劉玉潔 單位:中冶賽迪重慶環(huán)境咨詢(xún)有限公司