大同環(huán)城高速公路西環(huán)路安置小區(qū)路段增設(shè)聲屏障的方案研究與設(shè)計(jì)

張 敏

（山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院，山西 太原 030012）

1 工程概況

大同環(huán)城高速公路西環(huán)路安置小區(qū)，位于大同環(huán)城K22+180～K24+170段路基左側(cè)，規(guī)劃總用地304畝，住宅建筑面積24萬(wàn)m2，安置4000戶(hù)城市棚戶(hù)區(qū)居民，人口密集，學(xué)校、公園等文化設(shè)施配備齊全。

2 聲環(huán)境現(xiàn)狀

西環(huán)路安置小區(qū)西側(cè)靠近已建成的大同環(huán)城高速，且靠近高速公路路線中心線200m范圍內(nèi)幾乎全為住宅樓，最近一棟七層的住宅樓距離路線中心線僅為62m，其中還有一所學(xué)校，距離路線中心線102m，學(xué)校內(nèi)有兩棟五層的教學(xué)樓。大同環(huán)城高速公路自2007年通車(chē)以來(lái)，交通量逐漸增長(zhǎng)，交通噪聲的影響也越來(lái)越大。通過(guò)對(duì)安置小區(qū)聲環(huán)境進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，參照該項(xiàng)目聲環(huán)境執(zhí)行《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3096—2008），得到該小區(qū)敏感點(diǎn)噪聲現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)結(jié)果如表1所示，可以看出，該區(qū)域聲環(huán)境現(xiàn)已超標(biāo)。

表1 敏感點(diǎn)噪聲現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)結(jié)果一覽表

表1 （續(xù)）

3 聲環(huán)境預(yù)測(cè)結(jié)果

選取安置小區(qū)具有代表性的兩處敏感點(diǎn)：距離路線最近的一棟七層的居民樓（A點(diǎn)）、和瑞學(xué)校（B點(diǎn)）。計(jì)算時(shí)，分別選取了居民樓的一層、三層、七層和學(xué)校的一層、三層進(jìn)行預(yù)測(cè)。根據(jù)大同環(huán)城高速公路西北段環(huán)境影響報(bào)告書(shū)的標(biāo)準(zhǔn)，七層的居民樓、和瑞學(xué)校均執(zhí)行2類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)（即晝間60dB，夜間50dB）。經(jīng)計(jì)算，居民樓、和瑞中學(xué)在2011年噪聲值有輕微超標(biāo)，并在預(yù)測(cè)中后期（2025年）噪聲超標(biāo)嚴(yán)重。2025年超標(biāo)情況詳見(jiàn)表2。

表2 敏感點(diǎn)噪聲值超標(biāo)情況（2025年）

4 安置小區(qū)聲環(huán)境降噪措施選擇與論證

根據(jù)《公路環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG B04—2010），公路沿線聲環(huán)境敏感點(diǎn)的保護(hù)措施應(yīng)根據(jù)敏感點(diǎn)的性質(zhì)、位置、規(guī)模、當(dāng)?shù)貤l件及工程特點(diǎn)確定。一般而言，可供選擇的聲環(huán)境保護(hù)方案有以下七種：

（1）調(diào)整公路線位；

（2）利用工程棄方降噪；

（3）拆遷建筑物或調(diào)整其使用功能；

（4）栽植綠化林帶；

（5）經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償；

（6）建筑物設(shè)置隔聲設(shè)施（如通風(fēng)隔聲窗）；

（7）建造聲屏障。

由于大同環(huán)城高速公路已通車(chē)近四年，且安置住宅小區(qū)已成片入住，目前采取調(diào)整公路線位、利用工程棄方降噪、拆遷建筑物或調(diào)整其使用功能等措施來(lái)降低噪聲已不現(xiàn)實(shí)。

種植綠化林帶，一方面可以降低交通噪聲的影響，另一方面也可以改善路邊的景觀。一般而言，樹(shù)木降噪效果與林帶結(jié)構(gòu)和寬度有關(guān)，林帶越寬效果越明顯，但對(duì)于寬50m，足夠高、足夠密的林帶，其附加降噪量也僅為5～7dB。而大同環(huán)城高速公路沿線住房已經(jīng)靠近了現(xiàn)有公路，再征用足夠?qū)挼耐恋兀N植植被來(lái)取得較佳的減噪效果很顯然已不太貼合實(shí)際。

經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償作為環(huán)境保護(hù)的一種經(jīng)濟(jì)手段，可依據(jù)環(huán)境保護(hù)法規(guī)定，對(duì)受污染人進(jìn)行經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。但由于安置小區(qū)受影響范圍廣，需與當(dāng)?shù)卣嚓P(guān)部門(mén)充分協(xié)商，以求得共識(shí)。實(shí)際操作難度較大，且可能把問(wèn)題遺留下來(lái)，經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償終究不能解決實(shí)質(zhì)性問(wèn)題。

建筑物設(shè)置隔聲設(shè)施，如設(shè)置隔聲窗，也能大大減少公路交通噪聲的影響。但由于窗戶(hù)密閉，安裝通風(fēng)設(shè)施就成為必然，所以費(fèi)用也較高。國(guó)外此種降噪措施一般用于公共建筑物（學(xué)校、科研學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)），或者噪聲污染特別嚴(yán)重，而且沒(méi)有其他措施可行的私人住宅。國(guó)內(nèi)，按《公路環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG B04—2010）規(guī)定，環(huán)境敏感點(diǎn)規(guī)模較小或建筑物高度較大時(shí)，可設(shè)置建筑物隔聲設(shè)施。但對(duì)于本項(xiàng)目，受影響區(qū)域較大，且面對(duì)的都是單一用戶(hù)，操作難度大，需要投入大量的人力去談判和協(xié)調(diào)，故此方案也不可行。

聲屏障就是在聲源和受聲者之間插入一個(gè)設(shè)施，通過(guò)設(shè)施材料對(duì)聲波進(jìn)行吸收、反射、透射和衍射等一系列物理效應(yīng)，使聲音在傳播過(guò)程中有一個(gè)顯著的附加衰減，從而在一定區(qū)域內(nèi)減弱對(duì)受聲者的噪聲影響。近年來(lái)由于聲屏障具有施工方便、建設(shè)期短、降噪效果明顯等優(yōu)點(diǎn)，該方法被廣大公路建設(shè)部門(mén)廣泛采用。聲屏障由于結(jié)構(gòu)外形、降噪方式、材質(zhì)等的差異，導(dǎo)致其類(lèi)型多種多樣，各有特色。選用時(shí)，應(yīng)根據(jù)受聲點(diǎn)的敏感程度、當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)狀況、自然環(huán)境來(lái)合理選擇適用的聲屏障類(lèi)型。一般3～6m高的聲屏障，其聲影區(qū)內(nèi)降噪效果為5～12dB。聲屏障也有一定的局限性，尤其在設(shè)置較長(zhǎng)距離的聲屏障時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生景觀限制，使司乘人員產(chǎn)生一定的壓抑感。如若屏體使用透明材料，又易發(fā)生眩目和反光現(xiàn)象，而且還要經(jīng)常清洗。

綜上所述，對(duì)于本項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，只有建造聲屏障方案能最有效地減少交通噪聲，保障安置小區(qū)居民的正常生活及生產(chǎn)活動(dòng)。

5 聲屏障設(shè)計(jì)方案

聲屏障設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是對(duì)降噪效果、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)與景觀等方面設(shè)計(jì)的綜合考慮。該聲屏障設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下。

5.1 聲屏障規(guī)模的確定

聲屏障規(guī)模的確定主要是聲屏障高度和長(zhǎng)度的確定。由表2知安置小區(qū)在預(yù)測(cè)年中后期最大超標(biāo)值為17.21dB，要想滿(mǎn)足整個(gè)安置小區(qū)的聲環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，必須將17.21dB確定為聲屏障設(shè)計(jì)目標(biāo)值；再根據(jù)安置小區(qū)與該段高速公路之間的相對(duì)位置、周?chē)匦蔚孛驳纫蛩兀_定出無(wú)限長(zhǎng)聲屏障對(duì)安置小區(qū)的衰減量；根據(jù)該衰減量，通過(guò)多次修正試算，最終確定符合本設(shè)計(jì)目標(biāo)值所需的聲屏障規(guī)模。

5.2 聲屏障結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

根據(jù)該段高速公路的路基形式，聲屏障基礎(chǔ)分為路堤段基礎(chǔ)和通道橋段基礎(chǔ)。路堤段聲屏障基礎(chǔ)采用現(xiàn)澆樁梁基礎(chǔ)形式，基礎(chǔ)頂部與硬路肩頂部高程一致。鋼立柱與樁基礎(chǔ)之間采用預(yù)埋件進(jìn)行連接，通道橋段聲屏障基礎(chǔ)采用鉆孔植筋形式。

本項(xiàng)目位于大同市，氣候寒冷，風(fēng)沙大。因此本聲屏障的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要考慮風(fēng)力和冰凍深度。本項(xiàng)目最大凍土深度為159cm，風(fēng)速為34.4m/s，風(fēng)力為0.65kN/m2。根據(jù)上部結(jié)構(gòu)抗風(fēng)載的整體穩(wěn)定性，鋼立柱采用型號(hào)為125×125×6.5×9的Q235質(zhì)熱軋H型鋼型材可以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。路堤段基礎(chǔ)采用埋深3m的樁基礎(chǔ)，既滿(mǎn)足了凍土深度，又能保證在風(fēng)荷載下結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。為了保證螺栓的抗拉力，路堤段預(yù)埋螺栓錨入梁內(nèi)450mm，外露100mm全絲。通道橋段的螺栓采用植筋方法種植于通道橋混凝土護(hù)攔外側(cè)。

5.3 聲屏障材料的選擇

聲屏障選用材料必須符合現(xiàn)行環(huán)保要求，應(yīng)能防腐、防潮（水）、防老化、防塵、防火，且不會(huì)造成二次污染，因此聲屏障材料采用輕型材質(zhì)——玻璃鋼，有效杜絕了材料的二次污染。色彩采用溫和的豆綠色，既能保證美觀效果，與周?chē)坝^協(xié)調(diào)，又能增加司乘人員舒適度，確保行車(chē)安全。聲屏障復(fù)合板采用現(xiàn)場(chǎng)色彩噴涂工藝。鋼立柱顏色與板材顏色協(xié)調(diào)一致，并采用熱鍍鋅工藝。

6 結(jié)論及建議

通過(guò)設(shè)施比較和設(shè)計(jì)要點(diǎn)論證得出，在大同環(huán)城高速公路西環(huán)路安置小區(qū)路段設(shè)置聲屏障1 990m，其中路堤段高度為3m，通道橋段高度為2.5m，就可使安置小區(qū)基本處于聲影區(qū)之內(nèi)，同時(shí)噪聲值也能滿(mǎn)足《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3096—2008）2類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，即晝間60dB，夜間50dB。

但由于安置小區(qū)住戶(hù)現(xiàn)已陸續(xù)入住，在項(xiàng)目施工時(shí)會(huì)有施工機(jī)械的噪聲對(duì)居民生活產(chǎn)生影響，因此，施工時(shí)須嚴(yán)格遵照《建筑施工場(chǎng)界噪聲限值》（GB 12523—90）進(jìn)行施工，合理安排施工時(shí)間，盡量減少施工機(jī)械對(duì)安置小區(qū)居民產(chǎn)生二次噪聲污染。