地铁振动对周围环境影响的实测与分析

    1 研究背景

    1.1 地铁发展概况与振动污染

    随着中国经济、科学技术的发展以及城市化水平的不断提高，各大城市积极发展公共交通系统，以缓解日益紧张的空间、时间资源短缺问题；地铁因其快捷、准时、卫生和运量大等特点成为其中大力扶持和发展的首选。根据建设部最新统计显示,内地目前已有北京、上海、广州等 10 个城市陆续修建地铁及轻轨线路并已投入运营。根据中国政府提出的“优先发展城市公共交通”以提高交通资源利用效率,缓解城市交通拥堵的相关政策，以及为了顺应我国城市化的发展趋势,地铁地下交通必将成为我国大城市地下空间开发与利用的重点工程。

    然而随着越来越多的地铁线路投入运营,人们逐步认识到尽管地铁总体上较其他交通方式污染较少,但仍然不能完全避免对沿线周围环境的影响,特别是振动污染问题。为了缓解交通压力，不少地铁路段不得不穿过城市中密集的居民区、商业中心，而且采用浅埋方式，地铁隧道离建筑物越来越近，同时地铁运行的总体密度逐步提高，由地铁运行诱发的振动和噪声问题越来越严重，早已被列为国际七大环境公害之一。

    1.2 地铁振动的机理

    在地铁中,当列车以一定速度在轨道上运行时,车辆、轨道以及它们之间的相互作用将产生振动，如:

    ①列车本身在动力作用下产生的振动,这与列车的行走速度、重量、尺寸有关；

    ②轨道的构造不同将产生不同的振动；

    ③轨道的不平顺以及钢轨的不均匀磨耗也将产生振动；

    ④车轮安装偏心产生的连续不平稳所引起的振动，根据有关数据检测,当列车以 60 km/ h 运行,噪声在 100 dB 左右；而当列车进、出站台时,站台噪声在 75 dB以上。

    这些振动经钢轨通过道床传到隧道结构,再通过隧道结构传递到周围的土层中,进而通过土层向四周传播,诱发了附近地下结构以及地面建筑物的二次振动。

    1.3 振动带来的危害

    振动及噪声对周围的环境影响主要有三方面：

    ①直接影响车内驾驶员和乘客；

    ②列车进出站时,给车站环境带来振动、噪声影响；

    ③以土质为媒介,通过车轮震动→轨道→隧道结构→周围土壤→相邻建筑物等传播途径,使地铁沿线地面建筑物产生振动和二次结构噪声。

    对于居住在地铁附近、铁路沿线或是公交车站旁的居民来说,便利的交通给他们带来了出行的方便,但也因此也感受到振动和噪声给生活造成诸多影响。国外研究证明,人对振动的心烦效应和对振动的感觉十分一致,这是由于振动感觉器官遍布全身的缘故。