地铁浅埋区间噪声噪声治理方案

《装备维修技术》2021年第17期地铁浅埋区间噪声噪声治理方案
樊 航
（中铁第一勘察设计院集团有限公司，陕西 西安 710043）
摘 要：成都地铁1号线浅埋区间自然风井段始于火车南站-高新区间风井，止于天府三街站，共6区间，线路全长6.7km。

本文通过研究封堵其中76个，扩建10个自然风井为地下隧道风机房的方案，满足隧道区间正常、火灾的需求，合理可行。

关键词：浅埋区间；自然风井；隧道通风
1 工程概况
成都地铁1号线建设初期，高新以南沿线大部分为农田、绿地，商业、住宅等规划用地很少，为考虑节能，火车南站-高新区间隧道风机房以南区间采用了浅埋区间的自然通风井进行正常及事故情况下的通风和排烟。

随着因城市发展，目前该区段地面多为商务办公区，噪声敏感区较为集中，同时由于客流增加和行车间隔加密，列车运行及活塞风产生的噪声增大，给周边环境造成了较大的影响。

浅埋区间自然风井段始于火车南站-高新区间风井，止于天府三街站，共6区间，线路全长6.7km。

本文拟通过相关的实施研究，改变地铁1号线浅埋区间通风的形式，降低噪声对周边环境的影响。

2 设置原则及噪声控制目标值
2.1 设置原则
（1）可以解决车辆正常行驶过程中产生噪声、振动对地面环境的影响，使风亭附近的噪音满足《声环境质量标准》的要求；
（2）能够满足车辆正常时区间温度、二氧化碳浓度等要求，确保阻塞、火灾工况的通风要求；
（3）设备选型应安全可靠、技术先进、经济合理。

2.2 噪声控制目标值
本工程风亭周围声功能区为4a类区域，噪声标准为昼70dB（A），夜55dB（A）【1】。

根据地铁隧道通风系统的运行模式，区间风机房内设置一个活塞风孔、风道和风亭，作为正常运行时依靠列车活塞作用实现隧道与外界通风换气的通道。

同时，在隧道与其相对应的活塞风井之间还设置了一套隧道风机装置，该装置在无列车活塞作用时，对隧道进行机械通风。

因此列车噪声和隧道风机运行的噪声由风亭传至风亭外噪声控制点处的瞬时噪声值应白天≤70dB（A），夜间噪声值应≤55dB（A），车站内站厅、站台≤70dB（A），事故区域 ≤90dB（A）【2】。

3 重难点分析及对策
隧道通风系统的重难点主要在于原设计时自然通风区间上下行线间未设置中隔墙，造成隧道的断面积很大，火灾时形成有效气流所需的通风量很大。

另外还存在上、下行线列车同时在一个区间内运行的情况，相互影响，给正常工况和事故工况的气流组织带来很大的困难。

由于在区间内加设隔墙，工程量巨大，势必会影响列车运营，因此只能在现有的土建条件基础上，通过调整隧道通风的运行模式和设备的参数来解决。

针对此问题，可以利用SES、IDA-TUNNEL等模拟软件，对各种工况建模分析，确定合理的设备配置和气流组织方案。

4 浅埋明挖区间噪声综合治理方案研究
4.1 噪声综合治理方案
经过现场调查和实测，噪声源主要为列车运行产生的噪声。

通过对高新-金融城噪声实测值的情况。

列车经过自然风井时，最大噪声接近100dB（A）。

为了减少自然风井的噪声传播，采取将自然风井封堵的研究方案方案，同时为了满足区间隧道的防灾要求，需将排烟模式从自然排烟的方式改造为机械排烟的模式。

为了减少改造工程对既有车站的影响，采取在车站两端，将靠近车站的一个自然风井改扩建为地下式风机房的改造方案。

4.2 自然排烟改造为机械排烟、封堵自然风井
改造的区段为从火车南站~高新区间风机房至天府三街站北端范围内的自然风亭及隧道通风模式改造，将自然通风改为机械通风系统。

将最靠近车站两端的各一个自然风井改造为区间风机房，其它自然通风井封堵。

但由于锦城广场站北端第一座自然风井至车站端头的距离为252m，超过一列车的长度，存在烟气过站的情况，另锦城广场站北端设置有专门的排热风机（UO）房，具备将UO 风机改造为作隧道风机（TVF）的条件，因此锦城广场北端采用改造UO风机房的方案。

因此原共有86个自然通风井，本次改造封闭76个，剩余10个扩建为地下隧道风机房。

4.3 对于新建区间风机房采取的降噪措施
1）选择低噪声风机
风机是轨道交通地下区段对外环境产生影响的最主要噪声源之一，因而风机的合理选型对预防地下区段环境噪声影响至关重要。

为达到更好的噪声治理效果，在风机选型及设计中，在满足工程通风要求的前提下，尽量采用低噪声、声学性能优良的风机。

2）在风亭设计中采取以下措施：
风亭在选址时，应根据噪声防护距离表尽量远离噪声敏感点，并使风口背向敏感点。

充分利用车站非噪声敏感建筑的屏障作用，将其设置在风亭与敏感建筑物之间。

合理控制风亭风速和风道长度，降低噪声影响。

3）在风道内设置消声器降低噪声
本工程的噪声源为列车运营时的噪声以及风机开启运行时的噪声，由于本工程隧道通风机距离风亭较近，而且风道表面为较光滑坚硬的混凝土，系统固有消声效果有限，消声降噪须全靠消声器来完成。

4.4 模拟分析及气流组织方案
为验证隧道通风系统设备配置的合理性与可行性，并据此确定全线通风空调系统运行模式，保证列车的正常运行和火灾运行所必需的环境条件及排烟能力的需求，采用IDA-TUNNEL仿真软件对改造后的隧道区间正常、火灾模式分别进行模拟计算，校核设备配置是否满足规范要求。

1）正常工况
根据本工程即有区间隧道情况，上述风井改造方案为输入条件，用IDA模拟软件对改造区间远期晚高峰正常工况温度曲线进行模拟，其模拟结果见图1。

图1 远期晚高峰区间隧道温度分布曲线
从区间隧道空气平均温度曲线图看出，在设定的模拟条件下全线区间隧道内的空气平均温度最高温度为36.6℃，均能满足不高于40℃的设计要求，满足正常工况下隧道通风的要求。

2）火灾工况
火灾模拟的目的是模拟检测当着火列车停靠在区间中，开启系统中配置的通风排烟设备，通过纵向或横向通风排烟方式控制烟气流向或烟气层高度，有效排出烟气并向隧道送入一定的新风，保证排烟、人员疏散和消防灭火。

由于本工程区间上、下行线未设置中隔墙，且增设中隔墙的难度非常大，可能会出现上、下行线各有一列车同时在一个区间内运行的情况，根据全线只发生一次火灾的原则，只考虑其中一个方向列车发生火灾失去动力停靠在区间的情况。

如果对向区间存在列车运行的情况，首先指挥对向区间列车快速通过着火位置，等对向列车离开着火区间后，再开启隧道风机组织排烟。

因此模拟按区间内只存在一列车的情况来考虑。

本次选用最长的锦城广场站-世纪城站区间进行模拟。

锦城广场站南端TVF风机、世纪城站北端TVF风机选用风量均为66m3/s 时，区间最小风速为2.51m/s。

可满足地铁规范要求。

5 结论
通过上述分析，将原有自然通风区间改为机械通风系统合理可行，通过设置土建消声器可以大大降低列车及活塞风噪声对周边环境的影响。

参考文献：
[1]《声环境质量标准》（GB 3096－2008）
[2]对内按《地铁设计规范》（GB50157-2013）的规定执行
—53—。