大同环城高速公路西环路安置小区路段增设声屏障的方案研究与设计

张 敏

（山西省交通规划勘察设计院，山西 太原 030012）

1 工程概况

大同环城高速公路西环路安置小区，位于大同环城K22+180～K24+170段路基左侧，规划总用地304亩，住宅建筑面积24万m2，安置4000户城市棚户区居民，人口密集，学校、公园等文化设施配备齐全。

2 声环境现状

西环路安置小区西侧靠近已建成的大同环城高速，且靠近高速公路路线中心线200m范围内几乎全为住宅楼，最近一栋七层的住宅楼距离路线中心线仅为62m，其中还有一所学校，距离路线中心线102m，学校内有两栋五层的教学楼。大同环城高速公路自2007年通车以来，交通量逐渐增长，交通噪声的影响也越来越大。通过对安置小区声环境进行现场调查，参照该项目声环境执行《声环境质量标准》（GB 3096—2008），得到该小区敏感点噪声现状监测结果如表1所示，可以看出，该区域声环境现已超标。

表1 敏感点噪声现状监测结果一览表

表1 （续）

3 声环境预测结果

选取安置小区具有代表性的两处敏感点：距离路线最近的一栋七层的居民楼（A点）、和瑞学校（B点）。计算时，分别选取了居民楼的一层、三层、七层和学校的一层、三层进行预测。根据大同环城高速公路西北段环境影响报告书的标准，七层的居民楼、和瑞学校均执行2类标准（即昼间60dB，夜间50dB）。经计算，居民楼、和瑞中学在2011年噪声值有轻微超标，并在预测中后期（2025年）噪声超标严重。2025年超标情况详见表2。

表2 敏感点噪声值超标情况（2025年）

4 安置小区声环境降噪措施选择与论证

根据《公路环境保护设计规范》（JTG B04—2010），公路沿线声环境敏感点的保护措施应根据敏感点的性质、位置、规模、当地条件及工程特点确定。一般而言，可供选择的声环境保护方案有以下七种：

（1）调整公路线位；

（2）利用工程弃方降噪；

（3）拆迁建筑物或调整其使用功能；

（4）栽植绿化林带；

（5）经济补偿；

（6）建筑物设置隔声设施（如通风隔声窗）；

（7）建造声屏障。

由于大同环城高速公路已通车近四年，且安置住宅小区已成片入住，目前采取调整公路线位、利用工程弃方降噪、拆迁建筑物或调整其使用功能等措施来降低噪声已不现实。

种植绿化林带，一方面可以降低交通噪声的影响，另一方面也可以改善路边的景观。一般而言，树木降噪效果与林带结构和宽度有关，林带越宽效果越明显，但对于宽50m，足够高、足够密的林带，其附加降噪量也仅为5～7dB。而大同环城高速公路沿线住房已经靠近了现有公路，再征用足够宽的土地，种植植被来取得较佳的减噪效果很显然已不太贴合实际。

经济补偿作为环境保护的一种经济手段，可依据环境保护法规定，对受污染人进行经济补偿。但由于安置小区受影响范围广，需与当地政府相关部门充分协商，以求得共识。实际操作难度较大，且可能把问题遗留下来，经济补偿终究不能解决实质性问题。

建筑物设置隔声设施，如设置隔声窗，也能大大减少公路交通噪声的影响。但由于窗户密闭，安装通风设施就成为必然，所以费用也较高。国外此种降噪措施一般用于公共建筑物（学校、科研学术机构），或者噪声污染特别严重，而且没有其他措施可行的私人住宅。国内，按《公路环境保护设计规范》（JTG B04—2010）规定，环境敏感点规模较小或建筑物高度较大时，可设置建筑物隔声设施。但对于本项目，受影响区域较大，且面对的都是单一用户，操作难度大，需要投入大量的人力去谈判和协调，故此方案也不可行。

声屏障就是在声源和受声者之间插入一个设施，通过设施材料对声波进行吸收、反射、透射和衍射等一系列物理效应，使声音在传播过程中有一个显著的附加衰减，从而在一定区域内减弱对受声者的噪声影响。近年来由于声屏障具有施工方便、建设期短、降噪效果明显等优点，该方法被广大公路建设部门广泛采用。声屏障由于结构外形、降噪方式、材质等的差异，导致其类型多种多样，各有特色。选用时，应根据受声点的敏感程度、当地的经济状况、自然环境来合理选择适用的声屏障类型。一般3～6m高的声屏障，其声影区内降噪效果为5～12dB。声屏障也有一定的局限性，尤其在设置较长距离的声屏障时，往往会产生景观限制，使司乘人员产生一定的压抑感。如若屏体使用透明材料，又易发生眩目和反光现象，而且还要经常清洗。

综上所述，对于本项目来说，只有建造声屏障方案能最有效地减少交通噪声，保障安置小区居民的正常生活及生产活动。

5 声屏障设计方案

声屏障设计的关键是对降噪效果、结构、材质与景观等方面设计的综合考虑。该声屏障设计要点如下。

5.1 声屏障规模的确定

声屏障规模的确定主要是声屏障高度和长度的确定。由表2知安置小区在预测年中后期最大超标值为17.21dB，要想满足整个安置小区的声环境标准，必须将17.21dB确定为声屏障设计目标值；再根据安置小区与该段高速公路之间的相对位置、周围地形地貌等因素，确定出无限长声屏障对安置小区的衰减量；根据该衰减量，通过多次修正试算，最终确定符合本设计目标值所需的声屏障规模。

5.2 声屏障结构的设计

根据该段高速公路的路基形式，声屏障基础分为路堤段基础和通道桥段基础。路堤段声屏障基础采用现浇桩梁基础形式，基础顶部与硬路肩顶部高程一致。钢立柱与桩基础之间采用预埋件进行连接，通道桥段声屏障基础采用钻孔植筋形式。

本项目位于大同市，气候寒冷，风沙大。因此本声屏障的结构设计主要考虑风力和冰冻深度。本项目最大冻土深度为159cm，风速为34.4m/s，风力为0.65kN/m2。根据上部结构抗风载的整体稳定性，钢立柱采用型号为125×125×6.5×9的Q235质热轧H型钢型材可以满足设计要求。路堤段基础采用埋深3m的桩基础，既满足了冻土深度，又能保证在风荷载下结构的稳定性。为了保证螺栓的抗拉力，路堤段预埋螺栓锚入梁内450mm，外露100mm全丝。通道桥段的螺栓采用植筋方法种植于通道桥混凝土护拦外侧。

5.3 声屏障材料的选择

声屏障选用材料必须符合现行环保要求，应能防腐、防潮（水）、防老化、防尘、防火，且不会造成二次污染，因此声屏障材料采用轻型材质——玻璃钢，有效杜绝了材料的二次污染。色彩采用温和的豆绿色，既能保证美观效果，与周围景观协调，又能增加司乘人员舒适度，确保行车安全。声屏障复合板采用现场色彩喷涂工艺。钢立柱颜色与板材颜色协调一致，并采用热镀锌工艺。

6 结论及建议

通过设施比较和设计要点论证得出，在大同环城高速公路西环路安置小区路段设置声屏障1 990m，其中路堤段高度为3m，通道桥段高度为2.5m，就可使安置小区基本处于声影区之内，同时噪声值也能满足《声环境质量标准》（GB 3096—2008）2类标准，即昼间60dB，夜间50dB。

但由于安置小区住户现已陆续入住，在项目施工时会有施工机械的噪声对居民生活产生影响，因此，施工时须严格遵照《建筑施工场界噪声限值》（GB 12523—90）进行施工，合理安排施工时间，尽量减少施工机械对安置小区居民产生二次噪声污染。