地铁噪声与振动控制规范北京质量技术监督局.doc

ICS点击此处添加ICS号点击此处添加中国标准文献分类号DB11北京市地方标准DB 11/ T838XXXX代替DB11/ T838-2011 地铁噪声与振动控制规范Code for application technique of metro noise and vibration control - XX - XX发布XXXX - XX - XX实施北京市质量技术监督局发布目次前言II1范围12规范性引用文件13术语和定义14基本要求35地上线噪声控制36地下线振动控制4附录A（资料性附录）列车运行噪声与振动参考源强及测量方法1附录B（资料性附录）振动预测模型3附录C（资料性附录）数值仿真预测5前言为进一步满足北京市地铁及周边建设项目噪声与振动控制工程及相应环境评价工作的需要，有效减缓地铁运营对其沿线居民产生的环境噪声与振动影响，保证居民正常生活、工作和学习的声和振动环境质量，制订本标准。本标准依据GB/T 1.1-2009给出的规则起草。本标准是对DB11/T 838-2011地铁噪声与振动控制规范的修订，与原标准相比主要修改内容如下：新增了地铁A型车噪声和振动的参考源强；修订了地铁减振措施的分级标准；修订了地铁振动预测模型；增加了地铁振动的数值仿真预测方法。本标准于2011年首次发布，本次为第一次修订。本标准自实施之日起，DB11/T 838-2011废止。本标准由北京市环境保护局提出并归口。本标准由北京市环境保护局、北京市规划和国土资源管理委员会、北京市交通委员会组织制订。本标准起草单位：北京市劳动保护科学研究所。本标准自201年月日起实施。地铁噪声与振动控制规范1 范围本标准规定了地铁列车运行引起的环境噪声与振动的控制原则与方法。本标准适用于指导地铁建设项目噪声与振动环境影响评价工作，具体措施的设计和既有线路的减振降噪可参照执行。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB 3096 声环境质量标准GB/T 8485 建筑门窗空气声隔声性能分级及检测方法GB 8624 建筑材料及制品燃烧性能分级GB 10070 城市区域环境振动标准GB 10071 城市区域环境振动测量方法GB/T 13441.1 机械振动与冲击 人体暴露于全身振动的评价 第1部分：一般要求 GB 50009 建筑结构荷载规范GB 50118 民用建筑隔声设计规范HJ/T 90 声屏障声学设计和测量规范HJ 453 环境影响评价技术导则 城市轨道交通CJJ 96 地铁限界标准JGJ/T 170 城市轨道交通引起建筑物振动与二次辐射噪声限值及其测量方法标准DB11/T 1034.1 交通噪声污染缓解工程技术规范 第1部分 隔声窗措施3 术语和定义3.1背景噪声 background noise被测噪声源以外的声源发出的环境噪声的总和。3.2敏感建筑物 vibration-sensitive buildings指医院、学校、机关、科研单位、住宅等具有较高环境噪声与振动保护要求的建筑物。3.3振动加速度级 vibration acceleration level振动加速度有效值与基准加速度之比的以10为底的对数乘以20，记为，单位为分贝，dB。根据定义，振动加速度表示为：式中：振动加速度有效值，单位为米每平方秒（）； 基准加速度，。3.4Z振级 Z-vibration level垂直于地面方向，并按GB/T 13441.1规定的垂向计权因子修正后得到的振动加速度级，记为，单位为分贝，dB。3.5最大Z振级maximum Z-vibration level在规定的测量时间T内或对某一独立振动事件，测得的Z振级最大值，记为，单位为分贝，dB。3.6减振措施Z振级相对插入损失relatively insertion loss of damping measures Z weighted vibration acceleration level 在其他条件相同的情况下,使用减振措施后相对于使用普通扣件（如DT-VI2）在隧道壁源强测点处Z振级之间的差值，记为，单位为分贝，dB。3.7计权隔声量Rw weighted sound reduction index由1/3倍频程或倍频程隔声量计权后得出的隔声单值评价量，用表示，单位为分贝，dB。3.8隔声窗 sound insulation window一种用于阻隔噪声由室外向室内传播的建筑用窗，一般指交通噪声隔声指数大于25dB 的建筑用窗。注： 本标准中如无特别说明，隔声窗均指建筑外窗。3.9交通噪声隔声指数RtrA traffic noise reduction index 一种表征建筑构件对交通噪声隔声效果的A计权单值评价量，单位为dB(A)。 注： ，式中：为计权隔声量，为A计权交通噪声的频谱修正量。3.10声屏障 sound barriers一种专门设计的立于噪声源和受声点之间的声学障板，通常是针对某一特定声源和特定保护对象设计的。3.11建筑物振动 building vibration影响人体或为人体所感觉或察觉的建筑物、桥梁或其他固定结构的机械振动。3.12限界 gauge限定车辆运行及轨道周围构筑物超越的轮廓线。限界分车辆限界、设备限界和建筑限界三种，是工程建设、管线和设备安装位置等必须遵守的依据。3.13声屏障插入损失 insertion loss of noise barriers在保持噪声源、地形、地貌、地面和气象条件不变的情况下，安装声屏障前后在某特定位置上的声压级之差。声屏障的插入损失，要注明频带宽度、频率计权和时间计权特性。4 基本要求4.1 地铁噪声与振动控制措施应以保证地铁运营安全为首要前提，充分考虑其对车辆走行部件、车轮、钢轨、扣件、轨枕、道岔等地铁运营设备设施强度的削弱影响，科学、合理、综合地采用噪声与振动控制措施。4.2 地铁噪声与振动控制应遵循“源-传播途径-敏感建筑物”的顺序选择控制措施。4.3 地铁系统宜优先选用产生噪声与振动小的车辆、桥梁、隧道及轨道结构。4.4 地铁噪声与振动控制应按照线路两侧土地利用规划，使线路尽量远离敏感区域。当通过距离控制达不到环境噪声与振动标准要求时，应采取控制措施或预留采取控制措施的条件。4.5 地铁噪声与振动控制措施，应兼顾地铁远期的预测客流量和列车最大通过能力，结合控制措施的成本、施工技术、使用寿命、维护成本、次生影响等因素综合选择。4.6 对噪声与振动控制相关的新材料、新产品、新工艺应经过充分的研究论证、示范工程检验及主管部门评估鉴定后方可在工程中推广应用；对已有噪声及振动控制相关材料、产品、工艺应通过已运营线路的验证优化选用。4.7 地铁噪声与振动控制措施应与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用。5 地上线噪声控制5.1 一般要求5.1.1 地铁噪声控制措施应优先使可能受到地铁噪声影响的敏感建筑物符合GB 3096的要求，在技术条件不能满足GB 3096要求时，应保证室内声环境符合GB 50118的要求。当背景噪声已超过GB 3096要求时，宜控制环境噪声增量低于0.5dB(A)。5.1.2 地铁噪声控制措施的设计应依据地铁线路两侧敏感建筑物的环境噪声超标量或由地铁引起的环境噪声增量低于0.5dB(A)进行设计。受既有地铁线路影响的敏感建筑物环境噪声超标量应通过实测得到；受待建、在建地铁线路影响的敏感建筑物环境噪声超标量应通过预测/类比测试的方法得到。实测/类比测试的测量方法应按照GB 3096中的规定执行；预测方法应按照HJ 453中的规定执行。5.1.3 地铁线路的噪声源强应通过实测/类比测试得到，当无法通过实测/类比测试得到时，可参考附录A.1中给出的参考源强。源强的测量方法详见附录A.1。5.1.4 地铁振动引起的二次辐射噪声影响，应结合振动控制措施进行专项技术论证。5.2 声屏障5.2.1 声屏障应满足以下基本要求： 声屏障的设置位置应符合CJJ 96要求； 声屏障的建设应与周围环境相协调，并易于清洁维护； 声屏障声学构件金属部件的防腐蚀年限不应小于15年； 声屏障声学构件所用材料的防火等级应满足GB 8624中规定的B2级及以上； 声屏障的主体结构、荷载安全等性能的设计应符合GB 50009相关要求。5.2.2 声屏障型式应满足以下要求： 声屏障宜选用以下几种类型：直立型、折形、弧形或封闭式； 地铁线路两侧有敏感建筑物时，宜根据噪声预测结果，选择合适型式的声屏障； 若需使用的声屏障高度超过5m，不宜使用直立型声屏障，可利用等效高度的方法将声屏障上部做成折形或弧形； 声屏障的型式应考虑到使用的材料、形式美观及景观要求； 声屏障型式应完整有效，如需留有工作开口应采取技术手段保持其隔声性和美观性。5.2.3 声屏障长度应大于其保护对象沿轨道方向的长度。两端的附加长度应使其对敏感建筑物具有与声屏障设计插入损失相匹配的声衰减，其确定按照公式1计算，如不足50m，按50m长度设计。(1)式中：声屏障附加长度，单位为米（m）；接收点到线路的距离，单位为米（m）；声屏障插入损失，单位为分贝（dB）。5.2.4 声屏障高度应按照HJ/T 90的规定确定。5.3 隔声窗5.3.1 隔声窗的开启方式应选用平开形式；当在中高层、高层及超高层建筑中使用隔声窗时，隔声窗的开启方式应使用内平开形式。5.3.2 隔声窗的使用应结合声源降噪和传播途径降噪后的声环境质量和室内允许噪声级进行选择。5.3.3 隔声窗的隔声性能分级和检测方法按照GB/T 8485的规定执行。5.3.4 隔声窗的设计应参考DB11/T 1034.1中的规定执行，且隔声窗的交通噪声隔声指数不应低于30dB。6 地下线振动控制6.1 一般要求6.1.1 地铁引起的环境振动和二次结构噪声应分别符合GB 10070和JGJ/T 170相应限值要求。6.1.2 地铁振动控制措施的设计应依据地铁线路两侧敏感建筑物的环境振动超标量进行设计。受既有地铁线路影响的敏感建筑物环境振动的超标量应通过实测得到；受规划建设地铁线路影响的敏感建筑物环境振动超标量应采取类比测试/公式预测/数值仿真预测的方法得到。实测/类比测试的测量方法应按照GB 10071的规定执行；公式预测方法应按照附录B中推荐的预测模型执行；数值仿真预测可按照附录C中推荐的方法执行。6.1.3 地铁线路的振动源强应通过实测/类比测试得到，当无法通过实测/类比测试得到时，可参考附录A.2中给出的参考源强。源强的测量方法详见附录A.2。6.1.4 地铁振动控制宜优先通过合理设置线路走向及埋深使线路尽量远离敏感目标。地铁振动控制措施除轨道、车辆减振等源强减振措施外，应设置隔振沟、隔振墙及建筑物防护等综合措施进行减振。采用隔振沟/隔振墙等传播途径隔振、建筑防护隔振控制措施时，宜采用数值仿真预测/类比措施实际应用的方法对措施的减振效果进行预测分析。数值仿真预测可按照附录C中推荐的方法执行。6.1.5 超标的精密仪器实验室、古建筑、影剧院等特殊振动敏感建筑物地铁减振措施的设计应根据需求进行专项设计及技术论证。6.2 轨道减振措施分级与选择6.2.1 根据源强测点处减振措施的最大Z振级相对插入损失将减振措施分为四个等级，见表1。表1 减振措施的分级最大Z振级相对插入损失（dB）3-7(7，11(11，1616减振措施的分级初等减振措施中等减振措施高等减振措施特殊减振措施6.2.2 轨道减振措施应根据敏感建筑物环境振动超标量及线路条件进行综合选择，表2给出与减振等级相对应的轨道减振措施。表2 轨道减振措施的选择振动超标量（dB）33，7)7，11)11，16）16轨道减振措施等级的选择初等减振措施中等减振措施 高等减振措施特殊减振措施综合减振措施6.2.3 既有线路的轨道减振措施选择时，应根据线路的条件，选择可行的减振措施。当受既有线路条件的限制，单独采取轨道减振措施无法满足减振需求或无法采取轨道减振措施时，应采取传播途径减振及敏感建筑物防护等综合减振措施。6.2.4 当轨道减振措施等级初步确定后，宜按照HJ 453中的预测公式，对敏感建筑物进行二次结构噪声预测。当预测的二次结构噪声超标时，应根据超标情况重新确定轨道减振等级。6.2.5 轨道减振措施的选择应考虑以下因素： 同一线路所采用的轨道减振措施不宜超过三种； 在两种不同减振措施串联使用的区域，应使轨道系统整体刚度、强度等平顺过渡； 减振措施长度应大于受保护目标沿线路方向的长度，地铁地下段（埋深5m）的减振措施在保护目标两侧的附加长度s应按照公式2计算得到。当s的长度小于1/2列车长时，应按照1/2列车长设计；(2)式中：预测点的环境振动超标量，单位为分贝（dB）； 预测点至轨顶的垂直距离，单位为米（m）； 预测点至邻近线路中心线的水平距离，单位为米（m）； 常数。当预测点位于距邻近线路中心线0m5m范围内时，；当预测点位于距邻近线路中心线5m60m范围内时，； 应考虑地铁与其他交通方式共振的综合影响。6.2.6 对于地铁线路两侧被确认可能产生共振的敏感建筑物，应通过实地测量、类比测量或数值仿真预测的方式获取敏感建筑物的环境振动预测结果，并采取相应减振措施防止敏感建筑物环境振动超标。附录A （资料性附录）列车运行噪声与振动参考源强及测量方法A.1 噪声参考源强及测量方法A.1.1 噪声源强应由具有噪声测量的中国计量认证证书（CMA）机构采取直接测试或类比测试的方式得到。A.1.2 噪声源强的测量方法应满足以下要求： 测量点距离近侧轨道中心线7.5m，高于轨道平面1.5m； 测量列车车头和车尾通过测量点时段内的等效声级，测量车次不少于10列，速度的波动范围为5%，取能量平均值作为结果； 测量时背景噪声应比列车通过时段内等效声级低10dB(A)以上。A.1.3 类比测试时，应保证以下条件与评价对象的实际条件具有可类比性： 车辆条件，如车辆类型、车长、车速、轴重； 线路形式，如高架线、地面线、弯道（半径）或直道； 轨道结构，如有砟/无砟道床、扣件、钢轨。A.1.4 不同编组及类型的列车噪声参考源强,若无测量条件但工况与下述情况近似时可采用此源强。 B型车使用普通扣件，在地面线路基段碎石道床以匀速60 平顺运行时，其噪声源强为83.1dB(A)； A型车使用普通扣件，在地面线高架段普通整体道床以匀速60 平顺运行时，其噪声源强为85dB(A)； 当列车匀速行驶时，不同速度下的列车噪声源强修正值按公式（式A.1）计算；(A.1)式中：列车噪声源强的速度修正值，；列车实际/设计行驶速度，；列车参考行驶速度，。 当列车运行的线路及运行工况不同时，线路及运行工况的修正值，如表A.1所示；表A.1 不同线路及运行工况的A计权噪声修正各种条件修正值匀速（高架线）相对于参考源强，其噪声高5 dB(A)8dB(A)上坡（高架线）相对于高架匀速，其噪声高1 dB(A)3dB(A)下坡（高架线）相对于高架匀速，其噪声高2 dB(A)4dB(A)高架弯道（半径 r500m）相对于高架匀速，其噪声高2 dB(A)5dB(A)- 轨道结构及轮轨条件的修正值按照HJ 453的规定执行。A.2 振动参考源强测量方法A.2.1 振动源强应由具有振动测量的中国计量认证证书（CMA）机构采取直接测试或类比测试的方式得到。A.2.2 振动源强的测量方法应满足以下要求： 测量点应位于高于轨面1.9m0.3m的隧道壁处； 测量列车通过时段内的最大Z振级（），测量车次不少于100列，取100列车的能量平均值作为源强结果。A.2.3 类比测试时，应保证以下条件与评价对象的实际条件具有可类比性： 车辆条件，如车辆类型、车长，载重等； 隧道形式，如单、双洞，隧道形状； 地质条件； 行驶速度，包括加减速情况； 直道、弯道，转弯半径； 隧道埋深； 道床类型； 轨重、减振措施类型及其安装密度； 振动的测点位置。A.2.4 不同编组及类型的列车振动参考源强,若无测量条件但工况与下述情况近似时可采用此源强。 B型车使用普通扣件，直道匀速70km/h运行时，当采用GB/T 13441.1-2009中的计权曲线时，其隧道壁处Z振级基准源强为84dB；当采用GB/T 13441-92中的W计权曲线时，其隧道壁处Z振级基准源强为81dB； A型车使用普通扣件，直道匀速70km/h运行时，当采用GB/T 13441.1-2009中的计权曲线时，其隧道壁处Z振级基准源强x为80dB；当采用GB/T 13441-92中的W计权曲线时，其隧道壁处Z振级基准源强为77dB。AB附录B （资料性附录）振动预测模型B.1 敏感点的环境振动应按下述方法进行预测，预测点处的按公式（式B.1）计算：(B.1)式中：列车振动源强，列车通过时段隧道壁的源强测点处最大z振级，单位为分贝（dB）；距离衰减修正值，单位为分贝（dB）；建筑物修正值，单位为分贝（dB）。B.2 列车振动源强按公式（式B.2）计算： (B.2)式中：附录A.1中规定的列车振动参考源强，单位为分贝（dB）；源强修正项，按公式（式 B.3）计算。(B.3)式中：轨道减振措施修正，单位为分贝（dB）；车速修正，单位为分贝（dB）；弯道修正，单位为分贝（dB）；轮轨条件修正，单位为分贝（dB）。B.3 轨道减振措施修正，可参考选用表B.1。表B.1 不同减振措施修正轨道减振措施普通扣件初等减振措施中等减振措施高等减振措施特殊减振措施修正量(dB)0-3-7-11-16注：规划设计线路取普通扣件对应的修正量，既有线路取实际使用减振措施的修正量。B.4 车速修正，可参考选用表B.2。表B.2 车速修正运行状态 匀速状态 加速状态减速状态修正量（dB）20lg(V/V0) +1.5-0.8注：V0=70km/hB.5 弯道修正，可参考选用表B.3。表B.3 弯道修正线路形式直道或弯道R2000m弯道500R2000m弯道R500m修正量（dB）0+1+2B.6 轮轨条件修正，应根据线路的轮轨条件进行修正，修正值取0dB+5dB。B.7 距离修正量B.7.1 距离近轨线路中心线正上方至两侧5m范围，可按公式（式B.4）计算得到。(B.4)式中： H预测点至轨顶的垂直距离，单位为米（m）。B.7.2 距离近轨线路中心线正上方两侧5m至60m范围，C距离可按公式（式B.5）计算得到。(B.5)式中：H预测点至轨顶的垂直距离，单位为米（m）； R预测点至邻近线路中心线的水平距离，单位为米（m）。B.7.3 当敏感建筑物面向地铁一侧的前方有建筑物且建筑物楼层高于3层时，前方建筑物对于传播至该敏感建筑物的环境振动有阻隔作用，应在距离衰减的基础上，增加前排建筑物的阻隔衰减，衰减修正量可参考表B.4选用。表B.4 前排建筑物的振动阻隔作用引起的衰减修正预测点前方建筑物层数3-6层6-15层15层以上修正量（dB）-1-2-3B.8 建筑物修正量，可参考表B.5选用。表B.5 建筑物修正建筑物类型III类建筑物II类建筑物I类建筑物建筑结构及特征基础较差的轻质、老旧房屋（质量较差的低层建筑或简易临时建筑）基础一般的砖木、砖混结构建筑（中层建筑或质量较好的低层建筑）基础良好的框架结构建筑（高层建筑）修正量（dB）+1-1-3B.9 当需要对敏感建筑物各楼层的室内环境振动进行预测时，应采用类比测试法或数值仿真法（参考附录C）进行精细化预测分析。B.10 当对受地面线振动影响的敏感建筑物进行环境振动预测时，应参照HJ 453中的规定执行。当对受地铁车辆段振动影响的敏感建筑物进行环境振动预测时，应采用类比测试或数值仿真预测的方式进行。BC附录C （资料性附录）数值仿真预测C.1 数值仿真预测主要适用于以下情况： 受在建或待建地铁线路影响的敏感建筑物环境振动预测及敏感建筑物室内振动预测； 受地铁车辆段振动影响的敏感建筑物环境振动预测及敏感建筑物室内振动预测； 对隔振沟、隔振墙、排桩等振动传播途径隔振、建筑结构隔振控制进行设计，并对其减振效果进行预测； 受地铁影响的敏感建筑物共振频率分析。C.2 数值仿真预测流程如图C.1所示。图 C.1 数值仿真预测流程图C.3 对地铁线路已开通运行的情况，应尽量进行地铁振动源强测试，将实测源强振动加速度或依此理论计算求解的列车荷载作为数值模型输入激励源强；无法实测隧道内振动源强时，亦可通过场地土地表实测振动数据反演求解列车荷载并作为输入激励源强。对地铁线路尚未开通的情况，可采用类比条件相同的源强实测数据作为或求解列车荷载模型。C.4 数值模型施加的列车荷载应能够反映地铁通过时产生的最不利振动影响工况。C.5 数值模型应完整涵盖分析对象并沿轨道方向两侧适当外延，模型四周边界应设置粘性边界、粘弹性边界、一致粘弹性边界、透射边界等人工边界条件，尽量消除模型边界应力波反射产生的计算误差。C.6 数值模型岩土物理参数应依据地勘资料或现场土工试验获得，并可对土层进行简化分层处理。C.7 隧道、建筑数值模型应按照实际设计图纸资料建立，对不影响计算结果的复杂局部结构可做简化建模处理。C.8 数值仿真模型中除特殊复杂网格外，计算模型实体单元应尽量采用六面体映射网格，避免使用四面体自由化分网格，单元尺寸应不大于关心振动波长的1/6。C.9 数值计算积分时间步长及结果输出设置应能满足1Hz80Hz地铁振动频率的要求。C.10 为保证数值计算结果的可靠性，建议首先开展地铁振动现场实测或人工激励振动传递函数实验测试，并进行相应数值仿真计算对比验证，在确保数值模型计算精度的基础上，再进一步开展敏感建筑物受地铁振动影响预测或地铁振动控制措施设计分析。_