城市軌道交通運(yùn)營引起建筑物內(nèi)振動(dòng)超標(biāo)治理研究

劉 力,王文斌,陳 曦,孫 寧

(1.中國鐵道科學(xué)研究院城市軌道交通中心,北京 100081； 2.北京市軌道交通建設(shè)管理有限公司,北京 100037)

城市軌道交通運(yùn)營引起建筑物內(nèi)振動(dòng)超標(biāo)治理研究

劉 力1,王文斌1,陳 曦2,孫 寧1

(1.中國鐵道科學(xué)研究院城市軌道交通中心,北京 100081； 2.北京市軌道交通建設(shè)管理有限公司,北京 100037)

通過對(duì)隧道內(nèi)、地面和建筑物內(nèi)的振動(dòng)測(cè)試,研究軌道結(jié)構(gòu)形式、受振建筑與地鐵線路距離、地層振動(dòng)特性以及車輛狀態(tài)對(duì)青島嘉園居民區(qū)建筑物環(huán)境振動(dòng)的影響。結(jié)果表明：造成青島嘉園振動(dòng)超標(biāo)的原因是地鐵列車運(yùn)行引起的近場(chǎng)建筑物受迫振動(dòng),下行線梯形軌枕軌道起到了較好的減振作用,其引起的環(huán)境振動(dòng)在標(biāo)準(zhǔn)限值內(nèi)；上行線DTⅥ2扣件引起環(huán)境振動(dòng)較下行線約大6 dB,且超過標(biāo)準(zhǔn)限值。在分析振動(dòng)超標(biāo)原因的基礎(chǔ)上,提出了限速運(yùn)行、扣件改造、分級(jí)提速的治理措施,最終將青島嘉園建筑物環(huán)境振動(dòng)控制在“特殊住宅區(qū)” 65 dB的振動(dòng)限值之內(nèi),解決了北京地鐵大興線青島嘉園振動(dòng)擾民問題。

城市軌道交通；建筑物內(nèi)振動(dòng)；振動(dòng)超標(biāo)；評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

隨著我國大城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的逐漸形成，越來越多的軌道交通線路不可避免地要臨近、通過，甚至下穿建筑物[1-3]。近幾年，在城市軌道交通的建設(shè)過程中，雖然軌道減振的比例不斷提高，但是，部分地段因建筑物內(nèi)振動(dòng)超標(biāo)引發(fā)居民投訴的事件屢有發(fā)生，城市軌道交通運(yùn)營引起的環(huán)境振動(dòng)問題仍倍受關(guān)注。針對(duì)既有地鐵線路引起的建筑物內(nèi)振動(dòng)超標(biāo)問題，主要從振源、傳播路徑和建筑物結(jié)構(gòu)等幾個(gè)方面進(jìn)行治理，主要措施如下。

(1)限速運(yùn)行。限速運(yùn)行是一種簡(jiǎn)單、快速、高效的振源減振措施。在振動(dòng)超標(biāo)治理初期，采取限速措施可以及時(shí)地將環(huán)境振動(dòng)控制在居民可以接受的水平，待其他有效減振措施實(shí)施后，再將行車速度恢復(fù)到合理的運(yùn)行速度。

(2)車輛維修養(yǎng)護(hù)。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)表明，即使是同一地面監(jiān)測(cè)點(diǎn)，不同列車引起的z振級(jí)差值也可達(dá)到10 dB之上。因此，加強(qiáng)車輛維修養(yǎng)護(hù)，對(duì)車輛輪對(duì)病害狀況進(jìn)行監(jiān)控，并及時(shí)進(jìn)行鏇削處理，也是一種有效的振源減振措施。

(3)軌道結(jié)構(gòu)改造。對(duì)減振需求預(yù)估不足而使用普通型式扣件的區(qū)段，將普通扣件更換為減振扣件，以彌補(bǔ)扣件選型偏差所產(chǎn)生的軌道減振性能不足，是另一有效的振源減振措施。

(4)傳播路徑隔振。振源產(chǎn)生的振動(dòng)波傳播到隔振屏障時(shí)，會(huì)發(fā)生透射和反射，屏障后地面振動(dòng)得以降低。常見的傳播路徑隔振主要是在振源和受振體間設(shè)置隔振屏障，如空溝、連續(xù)墻、樁排、孔列、波阻塊等[4-6]方式。

(5)建筑物被動(dòng)隔振。在既有軌道交通附近修建新的建筑物時(shí)，采取鋼彈簧隔振基座或橡膠、聚氨酯等減振材料包裹建筑物基礎(chǔ)是一種建筑物自身被動(dòng)隔振措施，此外，還可在建筑物設(shè)計(jì)時(shí)增大樓板剛度、安裝調(diào)質(zhì)阻尼器、設(shè)置樓板隔振系統(tǒng)等。

目前，由于傳播路徑隔振措施大多停留在數(shù)值模擬層面，缺少充分的試驗(yàn)研究數(shù)據(jù)和工程應(yīng)用先例，既有建筑物被動(dòng)隔振措施工程實(shí)施難度大，因此，在實(shí)際工程中主要采用振源治理措施。結(jié)合青島嘉園振動(dòng)超標(biāo)治理實(shí)例，詳細(xì)介紹了實(shí)際工程中振動(dòng)超標(biāo)的原因分析，有針對(duì)性的振源治理措施的選擇，以及措施應(yīng)用效果的測(cè)試與評(píng)價(jià)方法等。

1 工程背景

青島嘉園是位于北京市軌道交通大興線高米店北站—高米店南站區(qū)間西側(cè)的住宅小區(qū)。該住宅區(qū)樓體為現(xiàn)澆五層結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，埋深為1.5～2.0 m。青島嘉園距離大興線右線(下行)線路中線最近約12.5 m(10號(hào)樓)，距離線路左線(上行)線路中線約25.5 m；區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)為馬蹄形復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)覆土深8.0～9.6 m；該區(qū)間左線為DTⅥ2型扣件普通混凝土道床結(jié)構(gòu)，右線在青島嘉園區(qū)段采用梯形軌枕軌道結(jié)構(gòu)，布設(shè)長度為293 m。青島嘉園俯視圖如圖1所示。

圖1 青島嘉園俯視

大興線試運(yùn)行后期，多次接到青島嘉園居民有關(guān)振動(dòng)擾民的投訴。針對(duì)此情況，通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、振動(dòng)測(cè)試等一系列手段，分析振動(dòng)擾民的原因，提出相關(guān)治理措施，并對(duì)改造工程完工后的實(shí)際效果進(jìn)行評(píng)估。

2 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試與結(jié)果分析

2.1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)量

根據(jù)大興區(qū)規(guī)劃，青島嘉園為交通干線兩側(cè)功能區(qū)域，其環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)《城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》(GB10070—1988)[7]，晝間振動(dòng)限值為75 dB、夜間振動(dòng)限值為72 dB。

根據(jù)《城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)測(cè)量方法》(GB10071—1988)[8]的規(guī)定，振動(dòng)測(cè)量量為鉛垂向z振級(jí)，時(shí)間計(jì)權(quán)常數(shù)為1 s，讀取每輛列車通過過程中最大示數(shù)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)連續(xù)測(cè)量20次列車，以20次讀值的算術(shù)平均值為評(píng)價(jià)量，即z振級(jí)峰值VLzmax。

環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)根據(jù)《城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)測(cè)量方法》和《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 城市軌道交通》(HJ453—2008)[9]的要求，置于建筑物室外0.5 m處。

2.2 測(cè)點(diǎn)布設(shè)

為探尋作用于建筑物的振動(dòng)水平和主要振動(dòng)能量的頻帶分布情況以及青島嘉園振動(dòng)擾民的原因和主要影響因素，分別對(duì)左右線隧道內(nèi)、地面及青島嘉園建筑物進(jìn)行了環(huán)境振動(dòng)測(cè)試，測(cè)點(diǎn)布置如圖2所示。其中，在左右線同一里程斷面鋼軌、道床和隧道壁上布置傳感器，用于測(cè)量振源處振動(dòng)強(qiáng)度水平及頻譜分布規(guī)律；在右線隧道頂部地面(建筑物前15 m)、建筑物前7.5 m和0.5 m處布置傳感器，用于分析地層對(duì)振動(dòng)的衰減規(guī)律；建筑物1、3和5層測(cè)點(diǎn)用于分析建筑物內(nèi)的振動(dòng)水平。

圖2 測(cè)點(diǎn)布置示意

2.3 測(cè)試結(jié)果分析

為評(píng)估大興線青島嘉園區(qū)段地鐵列車運(yùn)行引起的環(huán)境振動(dòng)影響及治理方案的實(shí)施效果，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)分別進(jìn)行了加速度1/3倍頻程和時(shí)域z振級(jí)峰值VLzmax分析。

圖3～圖6為車速60 km/h時(shí)隧道內(nèi)和地面測(cè)點(diǎn)的1/3倍頻程振動(dòng)加速度級(jí)。

圖3 隧道內(nèi)測(cè)點(diǎn)1/3倍頻程加速度級(jí)

圖4 樓前0.5 m測(cè)點(diǎn)1/3倍頻程加速度級(jí)

圖5 列車上行時(shí)地面測(cè)點(diǎn)1/3倍頻程加速度級(jí)

圖6 列車下行時(shí)地面測(cè)點(diǎn)1/3倍頻程加速度級(jí)

由圖3可以看出，列車在梯形軌道上運(yùn)行引起的鋼軌振動(dòng)加速度級(jí)遠(yuǎn)大于DTⅥ2型扣件，在30 Hz附近頻段相差最大，達(dá)到20 dB以上，但在60～80 Hz頻段兩者相近。

在3～40 Hz頻段，梯形軌道隧道壁振動(dòng)加速度級(jí)略大于DTⅥ2型扣件，表明相對(duì)于DTⅥ2型扣件梯形軌道對(duì)此頻段的振動(dòng)有放大作用，在25 Hz附近頻段相差最大，達(dá)到15 dB；在40～110 Hz頻段，梯形軌道隧道壁振動(dòng)加速度級(jí)小于DTⅥ2型扣件，表明相對(duì)于DTⅥ2型扣件梯形軌道在此頻段具有減振作用，在60 Hz附近頻段相差最大，達(dá)到13dB；在110～200 Hz頻段，兩者隧道壁振動(dòng)加速度級(jí)基本相等。

由圖4可以看出，建筑物振動(dòng)能量輸入測(cè)點(diǎn)(樓前0.5 m測(cè)點(diǎn))，在2～4 Hz頻段，梯形軌道、DTⅥ2型扣件地面振動(dòng)與背景振動(dòng)加速度級(jí)基本相等，列車運(yùn)行對(duì)此頻段地面環(huán)境振動(dòng)基本無影響。

4～200 Hz頻段，列車運(yùn)行對(duì)地面環(huán)境振動(dòng)的貢獻(xiàn)明顯，且不同頻帶的貢獻(xiàn)差異較大，其中，梯形軌道的主要貢獻(xiàn)頻帶為30 Hz左右，與其主頻一致[10]，其貢獻(xiàn)量約為38 dB；DTⅥ2型扣件的主要貢獻(xiàn)頻帶為60 Hz左右，其貢獻(xiàn)量約為42 dB。

在4～35 Hz頻段，梯形軌道地面振動(dòng)加速度級(jí)略大于DTⅥ2型扣件，在30 Hz附近頻段相差最大，達(dá)到8 dB；在35～200 Hz頻段，梯形軌道地面振動(dòng)加速度級(jí)小于DTⅥ2型扣件，在60 Hz附近頻段相差最大，達(dá)到12 dB。

由圖5和圖6可以看出，對(duì)于左線(DTⅥ2型扣件)，地面振動(dòng)的主要振動(dòng)能量主要集中在60 Hz附近頻段，具有能量高頻段窄的特點(diǎn)；對(duì)于右線(梯形軌道)，由于梯形軌枕的減振削峰作用，使地面主要振動(dòng)能量的頻帶范圍加寬(30～70 Hz)，但振動(dòng)能量降低。地鐵線路與青島嘉園間約寬15 m的地層對(duì)30～70 Hz頻段的振動(dòng)無衰減作用，并有所放大。

表1為樓前0.5 m測(cè)點(diǎn)時(shí)域z振級(jí)峰值統(tǒng)計(jì)。

表1 樓前0.5 m測(cè)點(diǎn)時(shí)域z振級(jí)峰值 dB

由表1可以得出，右線20趟列車經(jīng)過時(shí)引起的監(jiān)測(cè)點(diǎn)振動(dòng)數(shù)據(jù)中，有6組數(shù)據(jù)超過交通干線道路兩側(cè)振動(dòng)限值72 dB，20次數(shù)據(jù)平均時(shí)域z振級(jí)峰值為70.7 dB，未超過72 dB振動(dòng)限值；左線20趟列車經(jīng)過時(shí)引起的監(jiān)測(cè)點(diǎn)振動(dòng)數(shù)據(jù)中，有12組數(shù)據(jù)超過交通干線道路兩側(cè)振動(dòng)限值72 dB，20次數(shù)據(jù)平均時(shí)域z振級(jí)峰值為76.5 dB，超過72 dB振動(dòng)限值；左、右線由于車輛狀況不同引起的地面振動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)域z振級(jí)峰值差值分別為16.5 dB和15.4 dB。

2.4 振動(dòng)超標(biāo)主要原因

通過以上測(cè)試數(shù)據(jù)分析可以得出，大興線青島嘉園小區(qū)振動(dòng)問題屬于地鐵列車運(yùn)行引起的近場(chǎng)建筑物受迫振動(dòng)；左線(DTⅥ2型扣件)的影響約大于右線(梯形軌道)6 dB左右，且列車上行時(shí)地面監(jiān)測(cè)點(diǎn)處振動(dòng)量值已超過環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的交通線道路兩側(cè)夜間振動(dòng)量不超過72 dB的限值，達(dá)到了76.5 dB，列車下行時(shí)地面監(jiān)測(cè)點(diǎn)處振動(dòng)量值僅為70.7 dB，未超過振動(dòng)限值；狀態(tài)良好的列車運(yùn)營引起的地面環(huán)境振動(dòng)與狀態(tài)不良的列車運(yùn)營引起的地面環(huán)境振動(dòng)的最大差值在15 dB以上，車輛狀態(tài)對(duì)地面環(huán)境振動(dòng)影響顯著。

3 治理方案及效果評(píng)估

3.1 振動(dòng)超標(biāo)治理方案

我國西安地鐵為減輕地鐵運(yùn)營對(duì)古建筑鐘鼓樓的振動(dòng)危害，采取了限速經(jīng)過措施，已取得了理想的效果。北京地鐵5號(hào)線在劉家窯—宋家莊區(qū)間振動(dòng)超標(biāo)地段使用先鋒扣件替換了原DTⅥ2型扣件[11]，更換后減振效果明顯，地面z振級(jí)減少了10dB以上。根據(jù)上述分析結(jié)果，結(jié)合既有線振動(dòng)超標(biāo)治理措施，針對(duì)本工程的具體情況，提出了以下振動(dòng)超標(biāo)治理方案。

(1)為快速消除列車運(yùn)行引起的振動(dòng)對(duì)居民生活的影響，同時(shí)考慮到青島嘉園區(qū)段為高米店北—高米店南進(jìn)出站區(qū)段，車速快慢對(duì)整個(gè)區(qū)間運(yùn)營時(shí)間影響較小，暫時(shí)將該區(qū)段列車車速限制在25 km/h。

(2)根據(jù)目前大興線軌道結(jié)構(gòu)既有狀況及上下行的影響規(guī)律，在限速期間將左線青島嘉園受保護(hù)區(qū)段兩端各外延30 m范圍內(nèi)的DTⅥ2型扣件更換為先鋒扣件，更換區(qū)間為左線DK9+250～DK9+540。

(3)待扣件改造工程完畢后，采取分級(jí)提速與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)相結(jié)合的方法，最終確定最佳運(yùn)行時(shí)速。

(4)加強(qiáng)車輛維修養(yǎng)護(hù)，對(duì)車輛輪對(duì)病害狀況進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)病害輪對(duì)及時(shí)進(jìn)行鏇削處理。

3.2 振動(dòng)超標(biāo)治理效果評(píng)估3.2.1 限速及扣件改造措施效果評(píng)估

采取限速及扣件改造措施后，青島嘉園居民表示減振效果明顯，基本感覺不到振動(dòng)。圖7～圖9為限速前后樓前0.5 m測(cè)點(diǎn)的1/3倍頻程振動(dòng)加速度級(jí)。表2為實(shí)施限速措施前后及更換先鋒扣件后樓前0.5 m測(cè)點(diǎn)時(shí)域z振級(jí)峰值統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

圖7 列車下行時(shí)樓前0.5 m測(cè)點(diǎn)1/3倍頻程加速度級(jí)

圖8 列車上行時(shí)樓前0.5 m測(cè)點(diǎn)1/3倍頻程加速度級(jí)

圖9 25 km/h時(shí)樓前0.5 m測(cè)點(diǎn)1/3倍頻程加速度級(jí)

由圖7和圖8可以看出，與限速前相比，限速后作用于建筑物的主要振動(dòng)能量頻帶基本無變化；限速后列車運(yùn)行引起的地面振動(dòng)加速度級(jí)普遍小于限速前，10～200 Hz頻段，振動(dòng)加速度級(jí)最大降低約10 dB，限速運(yùn)行的減振效果明顯。

由圖9可以看出，在10～35 Hz頻段，先鋒扣件地面振動(dòng)加速度級(jí)略大于DTⅥ2型扣件，在30 Hz附近頻段相差最大，達(dá)到5 dB；在35～200 Hz頻段，先鋒扣件地面振動(dòng)加速度級(jí)小于DTⅥ2型扣件，在60 Hz附近頻段相差最大，達(dá)到13 dB。

由表2可以得出，相對(duì)于限速前，限速后列車下行與上行時(shí)，地面振動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)域z振級(jí)峰值分別降低6.2 dB和7.6 dB，限速措施減振效果明顯；相對(duì)于DTⅥ2型扣件，先鋒扣件地面振動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)域z振級(jí)峰值降低了10.2 dB，先鋒扣件減振效果明顯。

表2 限速前后樓前0.5 m測(cè)點(diǎn)時(shí)域z振級(jí)峰值 dB

3.2.2 分級(jí)提速及最佳運(yùn)行時(shí)速分析

為降低限速對(duì)運(yùn)營的影響，對(duì)限速區(qū)段進(jìn)行試驗(yàn)性提速，同時(shí)進(jìn)行環(huán)境振動(dòng)監(jiān)測(cè)分析，作為最終提速方案制定的依據(jù)，試提速工況分別為：行車速度25、35 km/h和45 km/h。

圖10和圖11為分級(jí)提速時(shí)樓前0.5 m測(cè)點(diǎn)的1/3倍頻程振動(dòng)加速度級(jí)?？梢钥闯?，隨著車速的增加，列車運(yùn)行引起的地面環(huán)境振動(dòng)1/3倍頻程加速度級(jí)逐漸增大，先鋒扣件在30 Hz和100 Hz附近頻段，梯形軌道在自振頻率30 Hz附近頻段加速度級(jí)增大較快。

圖10 列車上行時(shí)樓前0.5 m測(cè)點(diǎn)1/3倍頻程加速度級(jí)

圖11 列車下行時(shí)樓前0.5 m測(cè)點(diǎn)1/3倍頻程加速度級(jí)

表3為試提速階段樓前0.5 m測(cè)點(diǎn)時(shí)域z振級(jí)峰值。由表3可以得出，隨著車速的增加，列車運(yùn)行引起的地面時(shí)域z振級(jí)峰值明顯增大，相對(duì)于先鋒扣件，梯形軌枕對(duì)車速的敏感度較高。車速從25 km/h增加到45 km/h時(shí)，上行線路和下行線路地面振動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的時(shí)域z振級(jí)峰值分別增大了3.3dB和4.5dB。

表3 試提速階段樓前0.5 m測(cè)點(diǎn)時(shí)域z振級(jí)峰值 dB

考慮到青島嘉園居民要求，為切實(shí)保障居民的生活質(zhì)量，北京市軌道交通建設(shè)管理有限公司和京港地鐵運(yùn)營有限公司決定將青島嘉園環(huán)境振動(dòng)控制在《城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》(GB10070—1988)中“特殊住宅區(qū)”標(biāo)準(zhǔn)65 dB的限值內(nèi)。根據(jù)試提速測(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)推算結(jié)果，在車速為40 km/h時(shí)，青島嘉園小區(qū)環(huán)境振動(dòng)能夠滿足此要求。

表4為行車速度40 km/h時(shí)，青島嘉園建筑物內(nèi)時(shí)域z振級(jí)峰值。可以看出，列車以40 km/h速度運(yùn)行時(shí)，上行和下行工況，青島嘉園建筑物室內(nèi)時(shí)域z振級(jí)峰值均小于65 dB，滿足《城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》(GB10070—1988)中的“特殊住宅區(qū)”標(biāo)準(zhǔn)要求。

表4 40 km/h時(shí)建筑物內(nèi)時(shí)域z振級(jí)峰值

4 結(jié)語

對(duì)于城市軌道交通運(yùn)營引起的環(huán)境振動(dòng)問題，應(yīng)從前期環(huán)境影響評(píng)價(jià)、軌道減振設(shè)計(jì)選型、減振產(chǎn)品和減振軌道結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量等環(huán)節(jié)進(jìn)行綜合控制，盡量避免新建線路投入運(yùn)營后產(chǎn)生振動(dòng)超標(biāo)和擾民問題。后期的治理不但會(huì)造成建設(shè)投資的大幅增加，而且受已形成的土建結(jié)構(gòu)和運(yùn)營的限制，往往不得不采取限速措施，從而對(duì)運(yùn)營組織造成影響。

近年來，雖然各相關(guān)單位對(duì)城市軌道交通運(yùn)營引起的環(huán)境振動(dòng)問題的重視程度不斷增加，軌道減振的運(yùn)用比例不斷提高，但新建線路運(yùn)營后振動(dòng)擾民投訴仍屢有發(fā)生，根本性的問題仍未得到有效解決，主要體現(xiàn)在振動(dòng)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)體系、減振產(chǎn)品性能認(rèn)證和減振軌道設(shè)計(jì)3個(gè)方面。

(1)我國《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則—城市軌道交通》(HJ453—2008)采用經(jīng)驗(yàn)鏈?zhǔn)焦阶鳛榄h(huán)境振動(dòng)預(yù)測(cè)計(jì)算方法，由于全國各地地質(zhì)差異以及沿線建筑物結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性千差萬別，經(jīng)驗(yàn)鏈?zhǔn)焦降贸龅沫h(huán)評(píng)預(yù)測(cè)值精度較低。

(2)我國尚未建立統(tǒng)一、完善的軌道減振產(chǎn)品檢測(cè)與評(píng)價(jià)方法，難以客觀地認(rèn)識(shí)各種軌道產(chǎn)品的減振性能。

(3)地鐵線路及沿線敏感目標(biāo)環(huán)境振動(dòng)要求發(fā)生變化時(shí)，補(bǔ)充環(huán)評(píng)工作不夠及時(shí)，造成軌道減振設(shè)計(jì)選型與實(shí)際環(huán)境振動(dòng)要求脫節(jié)，新建線路運(yùn)營后振動(dòng)超標(biāo)問題頻發(fā)[12]。

為解決上述問題，提出以下建議。

(1)從振動(dòng)傳播方式出發(fā)，全面考慮振源特性，地層特性以及建筑物動(dòng)力特性三方面對(duì)振動(dòng)產(chǎn)生和傳播的影響，研究高精度的地鐵運(yùn)營引起的環(huán)境振動(dòng)預(yù)測(cè)方法[13-14]。

(2)建立國家認(rèn)可的城市軌道交通軌道產(chǎn)品認(rèn)證檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)，開展軌道減振產(chǎn)品減振性能認(rèn)定專項(xiàng)研究工作，統(tǒng)一產(chǎn)品減振性能的測(cè)試方法以及減振性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，建立城軌交通市場(chǎng)準(zhǔn)入制度，為城軌市場(chǎng)提供安全、可靠、高性能的減振產(chǎn)品。

(3)地鐵線路及沿線敏感目標(biāo)環(huán)境振動(dòng)要求發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充環(huán)評(píng)報(bào)告，設(shè)計(jì)單位應(yīng)按補(bǔ)充環(huán)評(píng)報(bào)告結(jié)果修改減振軌道設(shè)計(jì)與選型，避免因設(shè)計(jì)問題而產(chǎn)生的環(huán)境振動(dòng)超標(biāo)。

[1]Xia H， et al. Experimental study on train-induced vibrations of environment and buildings[A]. Proc. MCCI’2000[C]， 2000:115-122.

[2]MA M， MARKINE V L， LIU W N， et al. Metro train-induced vibrations on historic buildings in Chengdu，China[J]. Journal of Zhejiang University-SCIENCE A， 2011，10:782-793.

[3]劉維寧，夏禾，郭文軍.地鐵列車振動(dòng)的環(huán)境響應(yīng)[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，1996，15(增刊)：586-593.

[4]高廣運(yùn)，楊先健，等.排樁隔振的理論與應(yīng)用[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，1997，18(4)：58-69.

[5]栗潤德.地鐵列車引起的地面振動(dòng)及隔振措施研究[D].北京：北京交通大學(xué)，2008.

[6]Takemiya H. Field vibration mitigation by honeycomb WIB for pile foundations of a high-speed train viaduct[J]. Soil Dynamics and Earthquake Engineering， 2004，24(1)：69-87.

[7]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).GB10071—88城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)測(cè)量方法[S].北京：1988.

[8]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).GB10070—88城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：1988.

[9]中華人民共和國國家環(huán)境保護(hù)局.HJ453—2008環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則—城市軌道交通[S].北京： 中國環(huán)境科學(xué)出版社，2008.

[10]寸冬冬，曾京，齊琳.縱向軌枕軌道振動(dòng)特性數(shù)值分析[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2012(8)：8-11.

[11]王文斌，劉維寧，賈穎絢，等.更換減振扣件前后地鐵運(yùn)營引起地面振動(dòng)的研究[J].中國鐵道科學(xué)，2010，31(1)：87-92.

[12]王文斌，劉力，孫寧.我國城市軌道交通軌道減振現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].中國鐵路，2013(4)：92-94.

[13]李克飛，韓志偉，劉維寧，等.基于現(xiàn)場(chǎng)錘擊試驗(yàn)的地鐵軌道振動(dòng)特性分析及參數(shù)研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2014，58(2)：12-16.

[14]王文斌，劉維寧，孫寧，等.基于脈沖激勵(lì)的地鐵運(yùn)營引起鄰近建筑物內(nèi)振動(dòng)預(yù)測(cè)方法[J].中國鐵道科學(xué)，2012，33(4)：139-144.

Study on Excessive Vibration in Buildings Caused by Urban Rail Transit

LIU Li1, WANG Wen-bin1, CHEN Xi2, SUN Ning1

(1.Urban Rail Transit Center of China Academy of Railway Sciences, Beijing 100081, China；2.Beijing MTR Construction Administration Corporation, Beijing 100037, China)

The environmental vibration impact of different track structures, the distance between buildings affected and metro line, the vibration characteristics of stratigraphy and the state of vehicles on the buildings of Qingdao Jiayuan residential area are investigated through vibration test in tunnel, in building and on ground. The results show that the cause of the excessive vibration in Qingdao Jiayuan is near-field forced-vibration induced by the operation of metro operation. The ladder-sleeper track of down-line is effective in vibration isolation and the environmental vibration is under the limit. In comparison with the ladder-sleeper track, the environmental vibration contributed by fasteners DTⅥ2 of up-line is 6dB higher, exceeding the limit. Based on cause analysis, such countermeasures are put forward as speed limiting, fasteners improvement, and increasing speed in grades, and the nuisances are resolved and the environmental vibration impact on Qingdao Jiayuan is brought under the limit of 65dB of for“special residential areas”.

Urban rail transit； Vibration in buildings； Excessive vibration； Evaluation criteria

2015-01-09；

2015-02-02

國家自然科學(xué)基金(51278043)

劉力(1982—)，男，工程師，2008年畢業(yè)于中國鐵道科學(xué)研究院，工學(xué)碩士，E-mail：liuli800814815@163.com。

1004-2954(2015)08-0150-05

X593

A

10.13238/j.issn.1004-2954.2015.08.032