高速铁路环境振动控制限值

与环境噪声标准相比较，国外已颁布有关控 制环境振动对居民生活影响标准的国家很少。有 关标准大体分为以下２类： ２．１．１．１建筑物室内环境振动标准
这类标准以评价建筑物内振动对人的影响为 主，与建筑物内声学标准类似，主要为建筑设计提 供依据。主要标准有：
（１）国际标准ＩＳＯ ２６３１—２建筑物内的振动（１ Ｈｚ～８０ Ｈｚ）…。
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铁道劳动安全卫生与环保２００６年第３３卷３期
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这说明国外有关居民生活环境振动的控制标 准，主要以制订建筑物室内振动标准为主。除日 本之外，极少见到制订室外环境振动标准的国家。 这也说明国外室外环境振动的影响很小，尚未构 成主要环境问题。
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铁道劳动安全卫生与环保２００６年第３３卷３期
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影响评价时多采用ＧＢｌ００７０—１９８８评价环境振 动，与日本新干线比较，由于超标范围大为扩展， 增加了环境振动的治理难度。对于振动超标的敏 感点，环境影响报告书一般将拆迁和调整建筑物 使用功能作为主要防治措施，大大增加了工程投 资。某些项目因巨额的拆迁费用已对工程的实施 构成了很大的障碍。
收稿日期：２００６．０５．０８ 作者简介：焦大化（１９４５一），男，北京人，副研究员，长期从事 铁路噪声振动的评价、预测、控制和标准的研究。
本文讨论的标准问题不涉及环境振动对建筑 物结构的影响，只考虑通过人体的支撑面对人体 产生影响的环境振动问题。
２国内外状况
２．１ 国外标准 ２．１．１国外标准概况
铁道劳动安全卫生与环保２００６年第３３卷３期
噪声与振动
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文章编号：１００３—１１９７（２０晰）０３一０１１３—０７
高速铁路环境振动控制限值
焦大化 （铁道科学研究院环控劳卫研究所，北京 １０００８１）
摘要： 现行标准ＧＢｌ００７０一１９８８《城市区域环境振 动标准》中，对铁路干线两侧的限值规定是在２０世纪８０ 年代根据当时既有普速铁路制订的，没有考虑高速铁路 的特点，不适合评价高速铁路。根据国外的有关标准和 我国研究成果，笔者认为高速铁路环境振动评价宜采用 ８６ ｄＢ作为控制限值。
该项研究依据的原则和采用的方法如下＂’８ ３： （１）借鉴国外有关高速铁路的环境振动标准 和研究成果。 （２）选择与我国高速铁路技术条件、环境特 点相近的国外高速铁路作为主要参考。 （３）应符合我国的国情和路情。 （４）建议的限值应具有较好的可行性。 通过对国外高速铁路和相关标准的研究分 析，主要参考了日本新干线的环境振动标准和国 际铁路联盟（ｕＩｃ）的研究成果，提出了高速铁路环 境振动建议限值＂‘８ Ｊ： 在距铁路外轨中心线３０ ｍ以外处地面上。中 高速旅客列车运行引起的垂向ｚ计权振动加速度
挪威在０ｓｌｏ～Ｇａｒｄｅｍｏｅｎ之间修了一条４８ ｋｍ长的高速铁路，速度２００ ｋｍ／ｈ。为建设这条铁 路曾提出了一个环境振动建议值：０．４～１．０ ｍｍ／ｓ 或１５～３５ ｍｍ／ｓ２（相当于８３．５～９１ ｄＢ）。测量要 求在建筑物内的卧室、起居室和厨房内进行。 ２．２ 国内状况 ２．２．１ ＧＢｌ００７０—１９８８城市区域环境振动标准
日本对特定工厂（具有产生显著振动设备的 工厂企业）‘６ ｏ要求执行规定的限值。详见表２。 该标准对应限值的测量点位于厂界上，而不是建 筑物内部。 ２．１．３．２道路交通振动标准
日本的道路交通振动限值见表３¨１。其对应 的测量点位于道路的边界线上。
表２特定工厂产生振动的限值 ￡，ｄＢ
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１９７６年日本环境厅发布的《关于环境保护方 面需要对新干线铁路振动采取的对策》提出了有 关新干线高速铁路环境振动的限值，直到目前为 止仍在执行。该项法规规定新干线环境振动的限 值为９０ ｄＢ，超过限值的地区应采取防止对策。
测点规定在建筑物前１ ｍ处的地基上。 ２．１．４国际铁路联盟（ｕＩＣ）的有关研究
为了室外环境。对于这一问题存在一些模糊观 念，如认为室内的振动限值应比ＧＢｌ００７０一１９８８ 中规定的室外限值要严等。对此ＧＢｌ００７０—１９８８ 有明确规定，即测点在建筑物室外Ｏ．５ ｍ以内振 动敏感处，但必要时测点可置于建筑物室内地面 中央，标准值不变。
ＧＢｌ００７０—１９８８将测点一般规定在室外的目 的，并不是为评价室外环境振动对人的影响，实际 上还是为了保护室内环境。这从ＧＢｌ００７０一１９８８ 的室内室外采用同一限值规定上，可得到充分的 证明。在ＧＢｌ００７０一１９８８编制组提供的研究报告 中有更明确的说明：
（２）美国标准ＡＮｓＩ ｓ３．２９建筑物内的振动（１ Ｈｚ～８０ Ｈｚ）：２ｊ。
（３）德国标准ＤＩＮ ４１５０建筑物内的振动ｂ１。 （４）英国标准ＢＳ ６４７２人体暴露在建筑物内 振动的评价指南（１～８０Ｈｚ）¨１。 （５）国际铁路联盟（ｕＩｃ）有关铁路振动的限值 建议’５ ｏ。 ２．１．１．２建筑物室外环境振动标准 目前所见到的只有日本制订的标准，其他国 家尚未见到。主要标准有： （１）日本特定工厂产生振动的厂界限值。６１。 （２）日本道路交通产生振动的边界限值。６１。 （３）日本建筑施工产生振动的边界限值１６１。 （４）日本新干线环境振动限值一’８ｊ。
说明：（１）振动测量原则上在特定工厂朝向居民一侧的用地 界线上进行。（２）第１种区域：指第１种居住专用区、第２种居住 专用区和居住区。第２种区域：指邻近商业区、商业区、准工业区 和工业区。
表３道路交通振动限值 Ｌ，ｄＢ
说明：（Ｊ）第１种区域：为了保持良好的居住环境，需要保持 安静的区域，以及为了供居住使用而需要保持安静的区域。（２） 第２种区域：供居住使用，兼供商业、工业等用的区域。为了保持 这一区域内居民的生活环境而需要防止发生振动的区域，以及主 要供工业用的区域等，是为了不使这一区域内居民的生活环境恶 化而需要防止发生显著振动的区域。
建议标准》的研究成果为基础，对适用条件和表述 作了适当调整。建议的控制限值如下：
高速铁路两侧敏感建筑室外０．５ ｍ以内或室 内地面上的垂向ｚ计权振动加速度级应不超过
８６ ｄＢ。
与此有关的一些问题，在下面各节中做简要 分析和说明。 ４．２评价量
振动的评价量一般可采用振动位移、振动速 度或振动加速度，也可采用振动级的形式，如振动 速度级、振动加速度级等。根据ＧＢｌ００７０—１９８８ 《城市区域环境振动标准》和日本新干线标准，建 议控制限值的评价量采用振动加速度级，参考加 速度为１０～ｍ／ｓ２。 ４．３频率计权方式
２．１．３ 日本标准 日本在环境振动标准方面做了很多工作，对
工厂、交通、建筑施工以及高速铁路方面都制订了 相应标准。
日本的标准中均采用ｚ轴向频率计权方式。 评价量采用振动加速度级，参考加速度为１０。５ ｍ／ｓ２。本文为了便于与其它国家标准比较，换算为 以１０“ＩＩｌ／ｓ２作为参考加速度的振动加速度级，两 者相差２０ ｄＢ。 ２．１．３．１工厂振动标准
根据ＧＢｌ００７０—１９８８《城市区域环境振动标 准》和日本新干线标准，建议控制限值频率计权方 式采用ｚ轴向计权。即按人体坐标系统，采用从 脚到头方向的ｚ轴向频率计权方式。其振动加速 度级可简称为Ｚ振级。 ４．４测量位置与方向
不同标准中测量位置和方向的规定有所不 同。测量位置主要分为室内和室外两种。但其规 定和评价的目的都是为了保护室内环境，而不是
城市各类区域铅垂向ｚ振级标准值如表４所 示ｏ…。
该标准采用的基本评价量为铅垂向ｚ振级。 Ｚ振级的定义为：按照ＩＳＯ ２６３１／ｌ一１９８５规定的 全身振动ｚ计权因子修正后得到的振动加速度 级，单位为ｄＢ。
表４城市区域环境振动标准 Ｌ，ｄＢ
其中的“铁路干线两侧”是指每日车流量不Байду номын сангаас 于２０列车的铁道外轨３０ ｍ外两侧的住宅区。
区域环境振动测点选在建筑物室外０．５ ｍ以 内振动敏感处。必要时测点置于建筑物室内地面 中央。 ２．２．２《京沪高速铁路环境影响预评价》科研成 果
为了保证京沪高速铁路建设的环境保护，铁 道部组织铁道科学研究院、北方交通大学、铁道第 三、四勘察设计院等单位进行了项目为《京沪高速 铁路环境影响预评价》的科研，其中针对高速铁路 环境振动建议标准进行了专项研究＂ｏ。课题组根 据国外有关标准和研究成果，结合国际上高速铁 路的技术水平和我国国情，提出了控制高速铁路 环境振动的建议限值，并于２００２年１０月通过了 铁道部组织的审查。
以上标准中，只有日本新干线环境振动标准， 是所见到的唯一的有关铁路环境振动的国家级标 准或规定。 ２．１．２ 国际标准Ｉｓ０ ２６３１—２建筑物内的振动 （１～８０ Ｈｚ）
目前作为制定环境振动主要依据的国际标准 主要是Ｉｓ０ ２６３１—２《建筑物内的振动（１～８０
Ｈｚ）》，该标准已颁布了多个版本。１９８５年和１９８９ 年版的标准中，给出了３条与人体坐标轴有关的 基准曲线，即ｚ轴曲线（脚一头），ｘ和Ｙ轴曲线 （背一胸和右侧一左侧）、混合轴曲线。当居住者 的姿势不固定，或站、或卧、或坐时采用混合轴相 对应的限值。
国际铁路联盟（ｕＩｃ）试验研究所（０ＲＥ）的研 究报告提出了有关铁路环境振动的限值建议ｂ ｏ。 报告的振动数据主要来自常速铁路。
报告根据原联邦德国铁路的一些调查认为， 铁路振动高于８５ ｄＢ时居民产生抱怨，低于此值 时居民明显可以忍受振动的干扰。根据荷兰铁路 的一些调查，其结果与联邦德国基本一致。
报告的结论认为ＫＢ＝０．６（德国标准 ＤＩＮ４１５０的评价量），相当于计权加速度级８６ ｄＢ， 可作为建议限值。 ２．１．５挪威高速铁路振动评价ｎ＇副
标准认为，当按ｚ轴的计权振级小于７４ ｄＢ， 或按ｘ（Ｙ）轴及混合轴的计权振级小于７１ ｄＢ时， 一般不会引起居住者的抱怨。