铁路扩能改造工程声环境影响预测分析

时间：2024-09-03

熊超然

（中铁工程设计咨询集团有限公司环境工程设计研究院，北京 100055）

1 概述

我国铁路以其能耗水平低、运送能力高、运行速度快等在国民经济发展中发挥了重要作用，同时凭借其技术特点，较好地契合了我国人口众多、地域辽阔、地域经济发展不平均、资源水平分布不均的状况，因而得到不断革新发展。随着我国铁路运营里程的增长、运力的增加、运营速度的提升，其噪声影响也越来越受到关注[1-6]。因此，准确预测铁路噪声影响已成为铁路环保设计领域的重点，这也是设置降噪措施的依据和前提，也有利于相关规划部门对铁路两侧布局进行科学合理分析。在此，以某铁路扩能改造工程为例，进行声环境影响预测分析。

该铁路正线全长175.761 km，按单线电气化进行改造，同时进行轨道加强、路基病害整治等工程。改建后线路牵引质量提高至5 000 t，到发线有效长增至1 050 m，有缝钢轨改为无缝钢轨。列车对数由10对/d左右增至近期(2030年) 18 ～ 33对/d，昼间时段为6 : 00—22 : 00，夜间时段为22 : 00至次日6 : 00，昼夜列流比为4 : 1。普速旅客列车采用16辆编组，长度450 m；货物列车55辆编组，长度812 m。旅客列车设计最高速度为120 km/h，货物列车设计最高速度为80 km/h，敏感点根据设计速度曲线逐点取值。

2 扩能改造工程实施前铁路噪声预测与验证

2.1 噪声预测模型

模式预测法对铁路噪声预测项目均有较好的适应性，但模式的参数选取是关键，实际应用时需对主要参数进行校验和修正。考虑模式预测方法的应用性和多年成熟的计算经验，噪声预测采用模式预测法进行计算，根据预测结果和现场测量结果，加以必要的校验和修正。

铁路噪声主要来自列车运行，视为有限长运动线声源，根据规定[7]，噪声预测等效声级Leq,T基本计算公式为

式中：Leq,T为T时段内的等效A声级，dB(A)；T为预测时间，s(昼间T= 57 600 s，夜间T= 28 800 s)；ni为T时间内通过的第i类列车列数；teq,i为第i类列车通过的等效时间，s；Lp0,t,i为第i类列车的噪声辐射源强，dB(A)；Ct,i为第i类列车的噪声修正项dB(A)；tf,i为固定声源作用时间，s；Lp0,f,i为固定声源噪声辐射源强，dB(A)；Cf,i为固定声源噪声修正项，dB(A)；n为T时段内的噪声源数目。

2.2 现状监测

背景噪声测量按照《声环境质量标准》(GB 3096—2008)[8]的相关要求执行。现状声级选取全天有代表性的1小时平均客流密度进行监测，昼间、夜间各1次。根据实际车流情况，该铁路夜间车流较小，无法满足监测的要求，因而夜间按照8 h监测。以等效连续A声级作为项目评价量，噪声测量值为A声级，布点方式满足相关规范要求。监测结果如表1所示。

2.3 噪声预测

选取沿线典型噪声敏感点，根据既有铁路的源强、车流对数、线路条件等，预测该既有铁路昼间、夜间噪声等效声级，断面选取在200 m的评价范围内，采用临路第一排、铁路边界、功能区内布点的方式，预测结果如表2所示。

表1 现状测量结果

表2 噪声预测结果

2.4 预测与现状监测对比分析

根据该铁路噪声现场实地测量(见表1)和预测结果(见表2)，对选取的典型噪声敏感点进行对比分析可知，既有铁路的现状测量值与预测相比，昼间差值多在0.0～0.2 dB(A)间，夜间差值在1.1～1.4 dB(A)间。昼间现状值与既有铁路的预测结果较为接近；夜间预测值比现状实际值偏小一些，差值多在1.2 dB(A)左右，实地测量受现场生产生活噪声、客观条件等影响会有一定浮动。例如，实测时夜间村庄动物吠叫声音较大，夜间的现状值比预测偏高，排除客观因素后，昼夜间的总体差值不大，预测值基本能够反映现状实际情况，预测模型较为准确。

对扩能改造后该铁路噪声的预测采用模式预测法进行，因改造后运行速度、机车类型、线路条件、轨道结构等均发生变化，需要结合实际情况进行预测。

3 扩能改造工程实施后噪声预测与验证

改造后正线轨道采用重型有碴轨道，60 kg/m温度应力式跨区间无缝线路替代有缝线路，降低噪声源强；牵引种类由内燃改为电力，机车由DF4B等内燃机车改为HXD等电力机车；区间大部分地段平交改立交，线路两侧用地界内用栅栏封闭；货物列车对数有所增加，同时近期增开旅客列车2 ～ 4对/d。根据规定[7]中关于改建后的源强取值，同时结合工程情况，对沿线敏感点根据设计速度曲线逐点取值。