城市軌道交通地下線在不同土壤介質中振動影響的探討

陸珺 毛鶴群 俞昊 蔣磊明

（上海環境節能工程有限公司 上海 200092）

城市軌道交通地下線在不同土壤介質中振動影響的探討

陸珺 毛鶴群 俞昊 蔣磊明

（上海環境節能工程有限公司 上海 200092）

為了改善目前道路交通的擁堵，提高區域內交通效率，各城市大力發展立體交通系統，其中城市軌道交通因占地少、運速高，成為立體化交通系統中的重要組成部分。隨著地下交通系統規模的不斷擴大，其產生的振動影響不容忽視。城市軌道交通地下線的運行，對地表構筑物造成一定振動影響，但因所在土壤介質不同而有所差別。本文通過資料調查、模式預測，旨在了解地下線運行振動影響范圍。

城市軌道交通；土層；基巖；振動；影響

大量研究和實驗結果表明：軌道交通地下線將引起一定振動影響，其主要影響因素包括車輛條件、運行速度、輪軌條件、軌道結構、隧道結構、與線路距離、埋深、地質條件、地面建筑物類型等[1]。本文通過資料調查、模式預測，收集了軌道交通地下線在土層、基巖兩種土壤截至中，對地表建筑物的影響。

1 源強的確定

根據調查[2]，以B型車為例，土層基質，采用60kg/m無縫鋼軌，普通鋼筋混凝土整體道床，彈性分開式扣件，速度60km/h，距隧道壁處（距離軌道0.5m），監測源強為87.2dB（VLzmax）。

在基巖條件，軌道與大質量的整體性巖石結合較好時，列車運行對振動的激勵效果略低于土層，一般低2～4dB，本次取3dB，即84.2dB。

2 預測模式

列車運行時，車輛和軌道系統的耦合振動，經鋼軌通過扣件和道床傳到線路基礎，再由周圍的地表土壤介質傳遞到受振點。

本文采用國家環保部推薦的基本預測模式[3]，詳細如下：

式中：

VL0,i——列車振動源強，列車通過時段的參考點Z計權振動級，單位dB；

n——列車通過列數，n≮5；

C——振動修正項，單位dB。

振動修正項C，按下式計算。

式中：

CV——速度修正，單位dB；

CW——軸重修正，單位dB；

CL——軌道結構修正，單位dB；

CR——軌道條件修正，單位dB；

CH——隧道結構修正，單位dB；

CD——距離修正，單位dB；

CB——建筑物類型修正，單位dB

3 預測參數

本次調查重點關注在土層、基巖兩種土壤介質條件下，對地表建筑物的影響。

在地鐵運行過程中，其振動能量隨距離擴散而引起衰減，其衰減量受地質影響有所不同。故本次調查主要探討在土層、基巖層中，能量衰減情況，其中土層參照上海地鐵的經驗公式；基巖層參照重慶地鐵的經驗公式：

3.1 土層距離修正參數

·隧道兩側地面預測點

式中：

L——預測點至外軌中心線水平距離，m；

H——隧道軌面距地面的距離（m）。

·隧道垂直上方預測點

式中：

H0——隧道頂至軌道頂面的距離，m；

H——隧道內軌頂面至地面的距離，m。

3.2 基巖地質距離修正參數

·隧道兩側地面預測點

式中：

L——預測點至外軌中心線水平距離，m；

H——隧道軌面距地面的距離（m）。

·隧道垂直上方預測點

式中：

H0——隧道頂至鋼軌頂面的距離，m；

H——隧道內軌頂面至地面的距離，m。

4 預測結果

地鐵運行速度取90km/h，其余修正參數均以無措施情況計，基巖地質條件下，振動衰減情況見表1、表2。