辜小安

重載鐵路環(huán)境影響評(píng)價(jià)中噪聲源強(qiáng)取值的合理確定

辜小安

《鐵路建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)噪聲振動(dòng)源強(qiáng)取值和治理原則指導(dǎo)意見(jiàn)（2010年修訂稿）》中尚未對(duì)重載鐵路噪聲源強(qiáng)做出規(guī)定。該文在分析比較了國(guó)內(nèi)外重載鐵路主要技術(shù)參數(shù)及噪聲源強(qiáng)測(cè)試結(jié)果的基礎(chǔ)上，初步提出我國(guó)擬規(guī)劃建設(shè)的重載鐵路噪聲源強(qiáng)值宜確定為：Ⅰ級(jí)鐵路，無(wú)縫、75 kg/m鋼軌，軌面狀況良好，混凝土軌枕，有砟道床，平直、4 m高路堤線路，25 t軸重C80貨物列車，列車運(yùn)行速度為80 km/h條件下，距列車運(yùn)行線路中心25 m，軌面以上3.5 m處的噪聲源強(qiáng)值可初步確定為82 dB(A)。

重載鐵路；噪聲；源強(qiáng)

根據(jù)《鐵路主要技術(shù)政策》中的定義：“重載鐵路為滿足列車牽引重量8 000 t及以上、軸重為27 t及以上、在至少150 km線路區(qū)段上年運(yùn)量大于4 000萬(wàn)t 三項(xiàng)條件中兩項(xiàng)的鐵路[1]。本文所討論的噪聲振動(dòng)源強(qiáng)僅適用于上述邊界條件下的重載鐵路線路環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作。

1 我國(guó)重載鐵路工程概況

重載鐵路運(yùn)輸因其運(yùn)能大、效率高、運(yùn)輸成本低而受到世界各國(guó)的廣泛重視，目前國(guó)外如美國(guó)、加拿大、巴西、澳大利亞、南非等國(guó)，大力發(fā)展重載鐵路運(yùn)輸，大量開(kāi)行重載列車。其中美國(guó)、加拿大、澳大利亞已普遍采用35 t軸重列車，巴西、瑞典已采用33 t 軸重列出。詳見(jiàn)表1。

表1 國(guó)外重載鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)一覽表[2]

依據(jù)重載鐵路定義，目前我國(guó)已投入運(yùn)營(yíng)的既有鐵路中僅大秦鐵路屬重載鐵路范疇，列車牽引重量8 000 t 以上、在至少150 km線路區(qū)段上年運(yùn)量大于4 000萬(wàn)t。該線路是借鑒北美、加拿大、澳大利亞等國(guó)開(kāi)行重載單元列車的經(jīng)驗(yàn)，由中國(guó)自行設(shè)計(jì)和建設(shè)的第一條雙線電氣化運(yùn)煤專線，全長(zhǎng)653 km。建成初期開(kāi)行重載單元列車，2006年正式開(kāi)行2萬(wàn)t重載組合列車。其機(jī)車牽引主要采用HX系列大功率機(jī)車，目前主要運(yùn)用的機(jī)車型號(hào)為D和型，單機(jī)功率為7 200 ～10 000 kW。車輛主要采用C80運(yùn)煤敞車，機(jī)車車輛的主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2。由表中數(shù)據(jù)可以看出目前大秦鐵路重載列車持續(xù)運(yùn)行速度為48～70 km/h，軸重25 t。2014年即將通車運(yùn)營(yíng)的山西中南部鐵路及擬規(guī)劃建設(shè)的蒙西鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與大秦鐵路基本相當(dāng)，同屬重載鐵路，詳見(jiàn)表3。

表2 大秦鐵路牽引機(jī)車和車輛技術(shù)參數(shù)

表3 我國(guó)重載鐵路建設(shè)概況[2-4]

重載鐵路的線路條件和所采用的機(jī)車車輛等技術(shù)條件有別于普通鐵路，其中直接影響噪聲振動(dòng)源強(qiáng)的相關(guān)工程內(nèi)容主要體現(xiàn)在鋼軌重量、列車軸重、列車編組、機(jī)車牽引質(zhì)量等技術(shù)參數(shù)。兩者間的主要技術(shù)參數(shù)區(qū)別見(jiàn)表4。由此可見(jiàn)，不同的工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)及對(duì)應(yīng)的技術(shù)參數(shù)，將產(chǎn)生不同的環(huán)境噪聲振動(dòng)源強(qiáng)。

表4 重載鐵路與普通鐵路主要相關(guān)技術(shù)參數(shù)區(qū)別一覽表[1-6]

2 重載鐵路噪聲源強(qiáng)的合理確定

由于重載鐵路與普通鐵路在工程技術(shù)條件上有較大的差別，因此其噪聲源強(qiáng)也將有所不同。目前在鐵路建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境噪聲影響評(píng)價(jià)中，大多依據(jù)《鐵路建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)噪聲振動(dòng)源強(qiáng)取值和治理原則指導(dǎo)意見(jiàn)（2010年修訂稿）》（鐵計(jì)[2010]44號(hào)文，以下簡(jiǎn)稱鐵計(jì)44號(hào)文）中的相關(guān)源強(qiáng)參數(shù)確定。值得注意的是，鐵計(jì)44號(hào)文中對(duì)有關(guān)鐵路噪聲源強(qiáng)的確定，均對(duì)應(yīng)有嚴(yán)格的工程邊界條件適用范圍，當(dāng)擬建工程邊界條件不滿足鐵計(jì)44號(hào)文中的相關(guān)規(guī)定時(shí)，不宜直接套用鐵計(jì)44號(hào)文中給定的源強(qiáng)值，而應(yīng)通過(guò)聲源類比測(cè)量或從有關(guān)資料、研究報(bào)告中獲取。

2.1 鐵計(jì)44號(hào)文的使用范圍

鐵計(jì)44號(hào)文中，有關(guān)貨物列車的噪聲源強(qiáng)分別給出了普通貨物列車和新型貨車的源強(qiáng)值。其適用的邊界條件見(jiàn)表5，測(cè)點(diǎn)位置：距列車運(yùn)行線路中心25 m，軌面以上3.5 m處。

表5 鐵計(jì)44號(hào)文中規(guī)定的普通貨物列車噪聲源強(qiáng)

由表5數(shù)據(jù)可見(jiàn)，在同樣的線路條件運(yùn)行時(shí)，不同類型的貨物列車噪聲源強(qiáng)有所不同。同樣速度條件下，新型貨物列車噪聲源強(qiáng)低于普通貨物列車噪聲源強(qiáng)約2～3 dB(A)。值得注意的是，新型貨物列車噪聲源強(qiáng)只適用與列車構(gòu)造速度大于100 km/h的車輛，且列車軸重為21 t。因此對(duì)于蒙西鐵路煤運(yùn)通道工程，擬采用25 t軸重貨物列車，最高運(yùn)行速度80 km/h，因其線路條件和車輛條件與鐵計(jì)44號(hào)文中規(guī)定的邊界條件并不相同，不宜直接套用鐵計(jì)44號(hào)文中規(guī)定的普通或新型貨物列車噪聲源強(qiáng)值，而應(yīng)按照鐵計(jì)44號(hào)文中對(duì)噪聲源強(qiáng)值的原則要求：“通過(guò)聲源類比測(cè)量或從有關(guān)資料、研究報(bào)告中獲取 確定。

2.2 國(guó)內(nèi)外有關(guān)貨物列車運(yùn)行噪聲源強(qiáng)測(cè)試結(jié)果

表6給出了中國(guó)大秦鐵路、美國(guó)、澳大利亞重載列車、德國(guó)、意大利貨物列車運(yùn)行噪聲測(cè)量結(jié)果。為了便于分析比較，表中數(shù)據(jù)均對(duì)應(yīng)于80 km/h運(yùn)行速度條件，測(cè)點(diǎn)位置距列車運(yùn)行線路中心25 m，軌面以上3.5 m處。由表中數(shù)據(jù)可見(jiàn)，對(duì)于重載鐵路路基線路，美國(guó)、澳大利亞重載貨物列車運(yùn)行噪聲源強(qiáng)值在80～87 dB(A)間；德國(guó)、意大利普通貨物列車運(yùn)行噪聲源強(qiáng)約為76～86 dB(A)。

表6 國(guó)內(nèi)外貨物列車噪聲源強(qiáng)一覽表

由此可見(jiàn)，噪聲源強(qiáng)值與工程線路和機(jī)車車輛技術(shù)條件密切相關(guān)。美國(guó)重載內(nèi)燃機(jī)車采用徑向轉(zhuǎn)向架技術(shù)，可減少輪對(duì)對(duì)軌道間的沖角，比傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向架可減少75%，還降低輪軌間橫向作用力，提高穩(wěn)定性；車輛采用新型轉(zhuǎn)向架及懸掛系統(tǒng)，總體而言美國(guó)重載鐵路噪聲源強(qiáng)低于其他國(guó)家噪聲影響水平。

3 結(jié)論與建議

（1）通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外重載鐵路主要技術(shù)參數(shù)及噪聲源強(qiáng)測(cè)試結(jié)果的分析比較，初步提出我國(guó)擬規(guī)劃建設(shè)的重載鐵路，噪聲源強(qiáng)值宜確定為：Ⅰ級(jí)鐵路，無(wú)縫、75 kg/m鋼軌，軌面狀況良好，混凝土軌枕，有砟道床，平直、4m高路堤線路，25 t軸重C80貨物列車，列車運(yùn)行速度為80 km/h條件下，距列車運(yùn)行線路中心25 m，軌面以上3.5 m處的噪聲源強(qiáng)值可初步確定為82 dB(A)。

（2）建議下階段隨著我國(guó)重載鐵路建設(shè)的逐步實(shí)施，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)我國(guó)重載列車運(yùn)行噪聲源特性的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量，掌握我國(guó)重載鐵路橋梁、路基線路兩側(cè)區(qū)域，不同列車運(yùn)行速度、不同牽引質(zhì)量條件下的環(huán)境噪聲源強(qiáng)數(shù)據(jù)，量化給出不同線路條件的噪聲源強(qiáng)差別，并分析評(píng)價(jià)其與普速、高速鐵路噪聲源強(qiáng)特性的差異。為補(bǔ)充完善我國(guó)重載鐵路噪聲源強(qiáng)參數(shù)確定提供技術(shù)依據(jù)。

[1] 鐵道部.鐵路主要技術(shù)政策[EB/OL]. (2013-01-09) [2014-06-16]. http:// www.gov.cn/flfg/2013-02/20/content_2334582.htm.

[2] 錢立新. 世界重載鐵路運(yùn)輸技術(shù)的最新進(jìn)展[J]. 機(jī)車電傳動(dòng), 2010(1): 3-7.

[3] 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院, 晉豫魯鐵路通道公司. 山西中南通道重載鐵路綜合試驗(yàn)大綱[R]. 北京: 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院, 晉豫魯鐵路通道公司, 2013.

[4] 鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司. 新建蒙西至華中地區(qū)鐵路煤運(yùn)通道工程環(huán)境影響報(bào)告書(shū)[R］. 天津: 鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司, 2013.

[5] 鐵道部. TB 10082 2005 鐵路軌道設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. 北京: 中國(guó)鐵道出版社, 2006.

[6] 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院. 重載鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范（報(bào)批稿）[R]. 北京: 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院, 2011.

[7] 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院, 環(huán)境保護(hù)部環(huán)境工程評(píng)估中心. 鐵路環(huán)境噪聲影響現(xiàn)狀調(diào)查研究[R]. 北京: 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院, 環(huán)境保護(hù)部環(huán)境工程評(píng)估中心, 2008.

[8] 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院, 環(huán)境保護(hù)部環(huán)境工程評(píng)估中心. 鐵路環(huán)境噪聲影響現(xiàn)狀調(diào)查研究 附錄一美國(guó)、墨西哥鐵路噪聲振動(dòng)控制考察報(bào)告[R]. 北京: 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院, 環(huán)境保護(hù)部環(huán)境工程評(píng)估中心, 2008.

[9] Koller G, Kalivoda M T, Jaksch M, et al. Noise and Vibration Mitigation for Rail Transportation Systems[M]. Japan: Springer, 2012:159-166.

[10] Official Journal of the European and Communities. Relating to the assessment and management of environmental noise[R]. Brussels: European Parliament and of the Council, 2002.

[11] 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院, 環(huán)境保護(hù)部環(huán)境工程評(píng)估中心. 鐵路環(huán)境噪聲影響現(xiàn)狀調(diào)查研究 附錄二國(guó)外鐵路噪聲標(biāo)準(zhǔn)[R]. 北京: 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院, 環(huán)境保護(hù)部環(huán)境工程評(píng)估中心, 2008.

X731

A

2095-6444(2014)05-0048-03

2014-06-16

辜小安，中國(guó)鐵道科學(xué)研究院節(jié)能環(huán)保勞衛(wèi)研究所研究員。