城市轨道交通地下线在不同土壤介质中振动影响的探讨

陆珺 毛鹤群 俞昊 蒋磊明

（上海环境节能工程有限公司 上海 200092）

城市轨道交通地下线在不同土壤介质中振动影响的探讨

陆珺 毛鹤群 俞昊 蒋磊明

（上海环境节能工程有限公司 上海 200092）

为了改善目前道路交通的拥堵，提高区域内交通效率，各城市大力发展立体交通系统，其中城市轨道交通因占地少、运速高，成为立体化交通系统中的重要组成部分。随着地下交通系统规模的不断扩大，其产生的振动影响不容忽视。城市轨道交通地下线的运行，对地表构筑物造成一定振动影响，但因所在土壤介质不同而有所差别。本文通过资料调查、模式预测，旨在了解地下线运行振动影响范围。

城市轨道交通；土层；基岩；振动；影响

大量研究和实验结果表明：轨道交通地下线将引起一定振动影响，其主要影响因素包括车辆条件、运行速度、轮轨条件、轨道结构、隧道结构、与线路距离、埋深、地质条件、地面建筑物类型等[1]。本文通过资料调查、模式预测，收集了轨道交通地下线在土层、基岩两种土壤截至中，对地表建筑物的影响。

1 源强的确定

根据调查[2]，以B型车为例，土层基质，采用60kg/m无缝钢轨，普通钢筋混凝土整体道床，弹性分开式扣件，速度60km/h，距隧道壁处（距离轨道0.5m），监测源强为87.2dB（VLzmax）。

在基岩条件，轨道与大质量的整体性岩石结合较好时，列车运行对振动的激励效果略低于土层，一般低2～4dB，本次取3dB，即84.2dB。

2 预测模式

列车运行时，车辆和轨道系统的耦合振动，经钢轨通过扣件和道床传到线路基础，再由周围的地表土壤介质传递到受振点。

本文采用国家环保部推荐的基本预测模式[3]，详细如下：

式中：

VL0,i——列车振动源强，列车通过时段的参考点Z计权振动级，单位dB；

n——列车通过列数，n≮5；

C——振动修正项，单位dB。

振动修正项C，按下式计算。

式中：

CV——速度修正，单位dB；

CW——轴重修正，单位dB；

CL——轨道结构修正，单位dB；

CR——轨道条件修正，单位dB；

CH——隧道结构修正，单位dB；

CD——距离修正，单位dB；

CB——建筑物类型修正，单位dB

3 预测参数

本次调查重点关注在土层、基岩两种土壤介质条件下，对地表建筑物的影响。

在地铁运行过程中，其振动能量随距离扩散而引起衰减，其衰减量受地质影响有所不同。故本次调查主要探讨在土层、基岩层中，能量衰减情况，其中土层参照上海地铁的经验公式；基岩层参照重庆地铁的经验公式：

3.1 土层距离修正参数

·隧道两侧地面预测点

式中：

L——预测点至外轨中心线水平距离，m；

H——隧道轨面距地面的距离（m）。

·隧道垂直上方预测点

式中：

H0——隧道顶至轨道顶面的距离，m；

H——隧道内轨顶面至地面的距离，m。

3.2 基岩地质距离修正参数

·隧道两侧地面预测点

式中：

L——预测点至外轨中心线水平距离，m；

H——隧道轨面距地面的距离（m）。

·隧道垂直上方预测点

式中：

H0——隧道顶至钢轨顶面的距离，m；

H——隧道内轨顶面至地面的距离，m。

4 预测结果

地铁运行速度取90km/h，其余修正参数均以无措施情况计，基岩地质条件下，振动衰减情况见表1、表2。