摘要:通常以電能為動力，采取輪軌運轉方式的快速大運量公共交通總稱為軌道交通。未來10年，中國城市、城際軌道交通建設里程將達到1200公里~1500公里，它意味著未來城市交通結構趨于合理，公共交通成為城市主導客運方式，交通擁堵狀況得到緩解和改善。在不斷發展的同時，城市軌道交通建設由于其本身的特點，其噪聲和振動的環境污染越來越引起關注。本文分析該行業重點環境問題，有效的控制軌道交通運營中的環境污染，最大限度的減少對沿線環境的影響。

關鍵詞:城市軌道交通;電能;輪軌;噪聲;震動;沿線兩側 1 城市軌道交通發展現狀及規劃 作為城市公共交通系統的一個重要組成部分，在中國國家標準《城市公共交通常用名詞術語》中，將城市軌道交通定義為“通常以電能為動力，采取輪軌運轉方式的快速大運量公共交通之總稱。”目前國際軌道交通有地鐵、輕軌、市郊鐵路、有軌電車以及懸浮列車等多種類型，號稱“城市交通的主動脈”。城市軌道交通和其他公共交通相比，具有以下特點:用地省，運能大，軌道線路的輸送能力是公路交通輸送能力的近10倍。每一單位運輸量的能源消耗量少，因而節約能源;采用電力牽引，對環境的污染小。噪聲屬集中型，人均噪聲小，易于治理;乘客乘座安全、舒適、方便、快捷。 城市規模的擴大，必然形成城市人口的增加和城區人口密度加大。加上相當固定的流動人口，使得僅僅依靠傳統概念上的公共客運交通即公共汽車和無軌電車已遠遠不夠。目前，中國的城市公交基本上以常規的公共汽車為主，客運量小、速度慢、技術性能差、耗能大、污染也較嚴重。為了擴大輸送能力，只好增加運輸車輛的投入，而這又造成道路阻塞，使運行速度下降。投入車輛越多，阻塞就越嚴重，從而產生了一種惡性循環。 中國國際城市軌道交通展覽會新聞發布會上，中國交運協會城市軌道交通專業委員會副主任周翊民介紹，未來10年，中國將迎來城市、城際軌道交通建設高潮，建設里程將達到1200公里—1500公里，而上世紀70年代世界軌道交通建設高潮期，各國建成的總里程不過1600公里。中國城市、城際軌道交通建設的規模之大，將是世界軌道交通建設史上極為罕見的，這與中國正在全面建設小康社會、國民經濟持續快速發展、城市化進程明顯加快是互相適應的。 中國城市軌道交通建設始于1965年北京地鐵的開工。截至2005年年底，中國已建成18條軌道交通線路，營運總里程累計達到405公里。中國城際軌道交通建設也已開始上馬。廣州至佛山長約33公里的城際軌道交通項目建設已經啟動;總投資224億元的上海至南京城際軌道交通線即將動工，并將于2009年底建成。 中國城市交通的遠景目標是“高效便捷、公平有序、安全舒適、節能環保”。它意味著未來城市交通結構趨于合理，公共交通成為城市主導客運方式，出行的選擇性增強，出行效率提高，交通擁堵狀況得到緩解和改善。《中國城市總體規劃綱要》確定，公共交通優先，大幅提升公共交通的吸引力，實施區域差別化交通政策，引導小汽車合理使用，扭轉交通結構逐步惡化的趨勢，使公共交通成為城市主導交通。由此可見，發展城市軌道交通，是符合國家產業政策和城市總體規劃要求的。 2 軌道交通項目環境污染分析 城市軌道交通系指采用鋼輪-鋼軌導向系統為主的城市公共交通客運系統。按照運量及運營方式的不同，城市軌道交通包括地鐵、輕軌、有軌電車、跨座式單軌以及磁懸浮等形式。 對應不同工程類別的工程內容為土建工程包括線路工程、軌道工程、橋梁工程、隧道工程、車站及建筑工程、車輛段及綜合維修基地，設備系統包括車輛系統、供電系統、通風空調系統、采暖系統、給排水與消防系統。本文以哈爾濱市軌道交通一期工程為例，分析城市軌道交通項目主要的環境影響。 2.1 施工期主要污染分析 工程施工期對環境產生的影響主要有社會影響、城市生態景觀、施工噪聲、振動、揚塵、城市交通、居民出行等，具體分析如下。 社會環境影響主要為占地及動遷各類管線、各類用房、綠地對沿線區域的城市環境格局及動遷居民的生活質量產生影響;對城市交通的影響工程實施期間，由于車站封閉施工及施工占地，將對原有道路的交通產生阻塞干擾，影響市民出行;對沿線居民及商服、休閑場所的影響;工程施工，尤其是車站施工過程中產生的噪聲、施工機械廢氣、粉塵、揚塵等污染物將影響附近區域的環境質量，進而影響區域內居民的生活質量。 施工期施工過程及拆遷對沿線及附近區域城市景觀將產生不利影響。 工程施工過程中的車站挖掘、大型構件的吊裝、混凝土拌和、站臺基礎施工時使用的鉆孔、破除和修復路面時采用的空壓機和壓路機等施工機械產生的噪聲及振動將對車輛段、沿線各車站、控制中心及主變電站附近的聲環境及振動環境產生不利影響。 另外，建筑材料及殘土運輸過程中產生的交通噪聲及振動將對運輸道路沿線的聲環境及振動環境產生不利影響。 地鐵施工期的影響程度和范圍與施工方法密切相關。車站施工方法有明挖法、暗挖法與明挖法相結合的施工方案，對交通繁忙的重要路口，可選用蓋挖順作法施工，先蓋后挖。后者施工成本較高，但對周圍環境影響時間較短，前者施工成本較低，但對周圍環境影響時間較長。區間盾構法施工過程中可能引起地面沉降，過量下沉會對地鐵沿線周圍的建筑物和地下管線造成不利影響。盾構機施工過程中，石油類污染物可能進入地層土壤中，隨地下水流動(擴散)，污染地下水水質。 總之，車站施工中，噪聲與振動污染主要來自清場、拆除、破路、排水、挖掘、運土、回填、復路各階段使用的施工機械和運載車輛，影響程度嚴重，涉及面廣，而且施工周期較長，每座車站需24—30個月。地下區間隧道采用盾構法，由于暗挖法作業在地下，則施工產生的噪聲對地面影響較小，僅在下軌口或豎井及已建區間隧道與新建隧道的連接處為影響區。

綜上分析可知，地鐵建設施工中的噪聲和振動污染問題主要發生在地下車站的施工過程中，影響區域遠大于地下車站施工場地。 從不同施工方法與機械設備所產生的噪聲和振動污染比較來看，施工中采用暗挖法，其污染影響程度和范圍要比明挖法小得多，逆作法的挖掘現場其污染對環境的影響時間比順作法短，影響范圍也小。 地下隧道施工均采用暗挖法，由于在地下深處掘進不破壞路面，不影響地面交通，則噪聲對環境的污染相對較小。另外，重型運輸車輛對敏感目標的噪聲和振動影響不可忽視，應選擇影響最小的運行道路。 2.2 運營期主要污染分析 2.2.1 噪聲影響特點及源強 工程建成運營期間，列車高速行駛時輪軌之間磨擦和撞擊，列車的發動機、壓縮機、電剎車、傳動系統以及通風、空調系統的運轉產生噪聲是敞開段主要噪聲源;車輛段維修車間的機械運轉和維修作業等，都會產生噪聲;地下車站和隧道通風系統使用的軸流風機產生的空氣動力性噪聲，是車站風亭進、出口的主要噪聲源;另外還有主變電站噪聲。各種噪聲源源強類比已建成的北京地鐵項目監測資料，見表1。

3 城市軌道交通的污染防治措施分析 3.1 車站通風亭噪聲污染控制措施 車站風亭設計應合理選擇風亭的位置，風亭與噪聲敏感建筑物的距離應在10m以上，在文物保護建筑所在地段或特別安靜的區域不宜設置風亭，風亭出風口應背向居民住宅。車站內通風系統的換氣風機后端必須安裝風機排氣消聲器，消聲器的消聲量不應低于25dB(A)。車站通風系統通向地面風亭的管道還應采取進一步的降噪措施，在管道內加裝吸聲材料，風亭風道則采用3m長片式消聲器。地面通風亭的進出風口必須安裝消聲百葉，風亭百葉風速一般控制在4m/s以內。 3.2 車輛段噪聲污染防治措施 哈爾濱軌道交通一期工程車輛段擬建地址拆除舊有棚戶區，根據地鐵車輛段周圍及廠內布置，廠界北側緊鄰太平橋火車站，南側隔平湖路為居民生活小區，東側為新江橋街，西側為紅旗大街，車輛段內噪聲源均為固定的點聲源，根據設計規劃，設備間均布設在北側國鐵一側，遠離居民區，選址較為合適。 車輛段車間或廠房的通風設備選用低噪聲設備，并應安裝排氣消聲器，空壓機房內的空壓機應選用低噪聲設備，并安裝隔聲罩及減振設施;采取上述措施后，各設備間室外噪聲在70dB(A)以下，同時廠界南側設有30m寬的綠化帶及隔聲屏的降噪，通過面聲源計算公式可計算得到這些設備對居民點噪聲影響聲級均已較小，廠界處能夠達到Ⅱ類廠界噪聲晝、夜標準。 本工程附屬車輛段出入段線，在進入車輛段之后有約200多米長的線路為敞開段，其平湖街一側規劃有住宅，列車(空車)出入車輛段時，運行速度≤30km/h，最大聲級估計可達75~80dB(A)。在線路二側20m~60m范圍內環境噪聲等效連續聲級可達55~63dB(A)，這對線路二側影響較為嚴重。為解決車輛段敞開段的噪聲超標問題，從經濟性及降噪性能考慮，本工程對外部敞開段采用半封閉型的隔聲屏障，在線路南側出口至車庫及北側出口至綜合樓設置3m高、540m長隔聲板，經過上述措施后，兩側地區處減噪10dB(A)以上，從而達到GB1234-90中Ⅱ類地區標準要求。 3.3 站臺人流噪聲控制 站臺噪聲雖然不是外環境，但其對乘客和站臺服務人員的影響極大。目前國內新建的地鐵站臺一般都作內部吸聲處理，但往往忽視了地下站臺的活塞風帶來的噪聲。為控制地下站臺的活塞效應產生的噪聲，可以在站臺的出入隧道口作壁面吸聲處理，吸聲隧道長度在20米左右，可以使進、出站時站臺噪聲持續時間分別減小40秒和15秒，從而使站臺內的連續等效A聲級降低2dB。 3.4 振動影響控制措施 為了減輕地鐵一號線建成后對周圍地面和建筑物的干擾程度，結合預測評價結果，本著技術可行、經濟合理的原則，擬從以下幾方面提出振動防護措施: (1)根據地鐵振動的產生機理，在車輛類型、軌道構造、線路條件等方面進行減振設計，將降低輪軌撞擊產生的振動源強值，從根本上減輕軌道交通振動對周圍的影響。包括車輛采用彈性車輪振動控制、軌道結構在鋼軌、扣件、道床等方面采取相應的減振措施、線路和車輛的維護保養等。 (2)超標敏感點振動治理措施 根據敏感點處振動以及東正教堂、基督教堂等單位的振動速度預測結果，對振動超標的一曼街90號居民樓、化工大世界、21中學、文化宮、南直路居民及東站廣場等點位提出振動防治措施。 超標較大的點多集中在煙廠站至哈爾濱東站站路段。該路段相應的地面道路是沿一曼街、東直路、樺樹街，路面較學府路、東西大直街(寬60~80m)相對窄(寬30~40m)。線路穿越化工大世界，該敏感點處振動采用金屬彈簧浮置板道床(減振效果為13~25dB)，其余敏感點處采用彈性扣件、彈性短枕式整體道床。治理后各環境敏感點的振動影響可降至最小程度，做到達標排放，約附加投資788萬元。 (3)有保護價值的建筑物振動治理措施東正教堂和基督教堂為省級文物保護單位。東正教堂和基督教堂兩點預測振動速度為5.7~6.7mm/s，已超過《機械工業環境保護設計規定(試行)》(JB16-88)中的建筑物振動容許值3.0~5.0mm/s的規定，對以上兩處建筑將會有輕微損壞。因此，除采用一般建筑物的治理措施外，還應采取特殊振動控制措施。

由表中可看出，治理后東正教堂和基督教堂及秋林公司振動速度預測值為1.5~1.8mm/s，與振動現狀值疊加后的振動速度為1.8~2.3mm/s，滿足《機械工業環境保護設計規定(試行)》(JB16-88)中的建筑物振動容許值的規定，約附加投資2400萬元。 4 綜合分析 城市軌道交通的建設和運營與城市環境有密切關連，一是環境對工程的制約，二是工程對環境的影響。盡管地鐵、輕軌、單軌、磁懸浮列車等模式的城市快速軌道交通在節能、效率、安全、有害氣體排放、噪音總量等一系列方面比其它交通形式有著明顯優點，但由于它是龐大、復雜、諸多工種交叉的城市區域中的系統工程，城市軌道交通建設的環境影響主要包括對鄰近建筑物的噪聲及振動、地下線的施工影響、城市景觀、人文影響、電磁輻射影響及固體廢棄物的環境影響等，在工程建設的過程中要注意環境保護設施的三同時建設。