我國現代城市軌道交通建設還存在著眾多的污染問題，如：噪音污染，輻射污染以及環境污染等等。軌道交通屬于服務人類的大工程，在建設和諧社會的今天，我們不僅要考慮到現在，而且要考慮到未來的影響。本文是一篇優秀科技論文，講到了環保軌道交通的建設問題。

　　提要:本文通過對國內軌道交通發展前景、環境現狀、主要污染類型、特點、產生機理和影響因素等方面的分析，提出從規劃設計、施工和運營三個方面進行綜合環境污染治理的措施，以實現環保的城市軌道交通。

　　關鍵詞:國內軌道交通,規劃設計,施工,運營環保措施

　　1國內軌道交通發展的環境現狀

　　近年來，隨著快速軌道交通在國內城市綜合交通體系中充當客運骨干地位的確立和定位，我國大型、特大型城市的軌道交通規劃、建設步人了一個空前的高峰期。目前，全國超過百萬人口的城市有34個，除已運營的100多km軌道交通線路(北京、上海、廣州、天津)外，還有21座城市33條線路、長約650 km的軌道交通線路正在籌建或建設中，預計本世紀初30年內，全國運營的軌道交通線路將突破1 000 km 。短時間內，建設、運營如此規模龐大、復雜、綜合的軌道交通線路，不僅僅在規劃理論、設計或建設技術、新材料、配套設備等方面存在諸多的困難和難題，更重要的是在獲得“快速、便捷、大容量”運營線路的同時，軌道交通所帶來的諸如振動、噪聲、電磁輻射、景觀等環境污染問題接踵而至，并對沿線居民、文教、高、精、尖科研院所正常的生活、學習、工作造成很大的影響。在這些污染中，以振動和噪聲的危害居首。振動污染已被世界環境組織列為第七大公害�？v觀國內外的軌道交通運營史，美國紐約地鐵車站的噪聲曾高達100-115 dB，接近人耳的痛閡;捷克發生了地鐵線路附近古教堂因振動產生裂縫、乃至倒塌的惡性事件;我國北京地鐵西單車站附近的居民，因無法忍受地鐵造成的振動和噪聲而進行投訴。凡此種種環境污染事件，不得不引起社會廣泛的思考和關注，尤其在“以人為本”的今天，軌道交通的環保問題，已成為健康、可持續發展的首要問題。下面從規劃設計、施工、運營等一整套體系出發，分析重點環境污染(振動、噪聲和電磁輻射)問題，從而提出實現環保軌道交通的方法和措施。

　　2城市軌道交通規劃設計階段的環保措施

　　城軌交通的環境污染，主要以建成通車后的振動和噪聲污染為主，其次為電磁輻射污染和景觀污染等。防治措施通常采用主動和被動兩種形式。主動防治即先行分析污染源、污染產生的機理、影響因素，而后對癥下藥，從污染產生的源頭上采用先進的技術設計手段，阻斷或削弱污染。

　　2.1城市軌道交通的振動和嗓聲

　　2.1.1城市軌道交通振動、噪聲的特點、產生機理和影響因素

　　城市軌道交通的振動和噪聲隨著列車運行間隔(一般2}6 min)、運行時間(一般早5:00;晚11:00)呈現出間歇性和非全天候的特點，其主要產生于輪軌系統和動力系統。列車運行時產生的振動屬于隨機振動問題，其引起的振波通過結構傳到周圍地層，進而通過土壤向四周傳播，誘發附近結構及建筑物的二次振動。導致振動的主要因素有:軌道不平順引起的隨機性激振源、車輪偏心引起的周期性激振源、車輪通過軌縫、道岔時的瞬間激振源和輪軌碰撞等。噪聲分為空氣聲和固體聲，一般通過聲源、傳播途徑和接受點三個方面來分析，除軌輪噪聲為線聲源外，其余均為點聲源。噪聲級的強度主要由軌道設置位置確定:地下車內噪聲大于地面噪聲;高架噪聲大于地面噪聲。影響噪聲的因素主要有:列車速度、輪軌結構、鋼軌波磨、鋼軌類型、最小曲線半徑、車輛設備、活塞風、通風系統、隧道結構及埋深、高架結構振動輻射、集電弓摩擦和列車運行產生的氣流噪聲等。

　　運營城軌的振動和噪聲不是相互獨立的，二者之間在某種程度上存在著必然的聯系，大部分的運營噪聲往往是輪軌相互撞擊而產生的，其減振降噪的技術措施，應以控制振動為主，振動減小意味著占噪聲主導地位的固體聲也隨之減小。

　　2.1.2基于環保的減振降噪規劃設計措施

　　在軌道交通路網規劃和可行性研究前期，采取的環保措施是:以現場環境調查或環評報告為依據，對環境敏感點盡量繞避，對可能的小半徑段落盡量采取增大曲線半徑的做法，但此兩點往往受地形、地物、地質、線路敷設方式、城市規劃等條件的制約不易實現。

　　2.1.2.1控制振動的設計措施

　　設計階段減振的環保措施主要體現為主動控制，即選用減振性能優良的機車車輛、橋隧結構和軌道結構形式，利用阻尼等技術從降低振源的激振強度、切斷或削弱振動的傳播途徑等方面進行合理、有效、經濟的選型和結構設計，以達到控制振動的目的。

　　2.1.2.1.1車輛選型方面的減振措施

　　我國的機車車輛制造技術與世界先進水平相比，尚存在一定的差距，所以在開發、研制的同時，應積極引進發達國家減振性能優良的機車車輛，降低其機電系統及懸掛系統產生的振動和噪聲，此舉不失為一種良好的策略。如廣州地鐵2號線機車車輛的核心技術來源于技術先進的德國公司，測試運行表明，機車車輛的振動和噪聲均滿足環保要求。

　　2.1.2.1.2橋隧結構設計方面的振動控制措施

　　高架結構設計采用減振、隔振措施，如橋梁采用鋼筋混凝土梁、支座采用橡膠支座，并避免系統產生共振現象;地下隧道結構盡量采用質量、剛度大，整體性能好的矩形隧道結構，或者增設隔振層等措施，一般均能收到較好的減振效果。

　　2.1.2.1.3軌道結構的減振設計措施

　　(1)選用重型鋼軌

　　有研究表明，增加鋼軌質量可以減少高頻振動，提高軌枕抗沖擊能力。我國現行軌道交通線路推薦采用的鋼軌形式，除車場線外，正線及輔助線一般均采用60 kg/m鋼軌，經與50 k歲m鋼軌對比分析結果顯示，可以降低10%的振動沖擊。

　　(2)采用無縫線路

　　軌道設計為無縫線路軌道，可以減少鋼軌接頭，從而有效地避免了由于接頭沖擊產生的振動。

　　(3)軌道扣件減振設計

　　(a)軌道減振器扣件

　　軌道減振器扣件(俗稱科隆蛋)為全彈性分開式、三級減振扣件，采用硫化工藝將減振橡膠圈、承軌板和底座粘結成一個整體，并利用橡膠的剪切就形，獲得較低的豎向剛度，從而達到減振的目的。該扣件適用于減振要求較高的地段。如上海地鐵1,2號線和廣州地鐵1號線在減振要求較高地段均鋪設了這種扣件，經現場測試，可以取得5-7 dB的隔振效果，其加速傳遞函數值較DTIII型扣件可減少10-20 dB。

　　(b)柔性扣件

　　該扣件是將橡膠粘貼在鋼板和軌底之間，并于上板和底板間放置減振器，限制軌道橫向位移，實踐運用表明，這種扣件可以提供較強的隔振能力。

　　(c)洛德扣件(Lord)

　　該扣件采用膠結墊板，隔振效果與軌道減振器扣件相當。

　　(4)道床減振設計

　　(a)套靴式彈性支撐塊道床結構(LVT)

　　套靴式彈性支撐塊軌道結構由支撐塊、橡膠包套、微孔橡膠墊板、鐵墊板、板上下橡膠墊和單趾彈簧扣件組成。最大優點是鋼軌支撐剛度較低，橡膠包套可以提供足夠的縱、橫向彈性，減振效果明顯，適用于較減振地段鋪設。這種軌道結構1966年首次應用于瑞士Boxberg隧道，其后，美國、英國、德國、法國、意大利和日本都進行了廣泛的應用;我國國鐵西康線秦嶺隧道、廣州地鐵2號線、北京地鐵實驗段和香港西鐵均有應用實例，減振效果較碎石道床低6-8 dB 。

　　(b)浮置板式整體道床

　　對于軌道交通特殊減振地段(如學校、醫院、高檔賓館等)，若線路無法繞避而隔振要求在10 dB以上的敏感點，常需采用浮置板式整體道床，該道床依所用彈性材料的不同，分為橡膠浮置板整體道床和鋼彈簧浮置板整體道床。減振原理是:在軌道上部建筑和基礎之間插人一個固有頻率很低的線性諧振器，阻尼振動滲人基礎并向周邊擴散。橡膠浮置板軌道在國內外有著廣泛的應用，如蘇黎世電車軌道，慕尼黑、法蘭克福的地鐵、華盛頓地鐵等;我國香港機場快線、香港西鐵線、大陸的廣州1號線和2號線(改進型)等均有實踐應用，減振效果明顯，一般可達15-20 dB。但橡膠浮置板存在橡膠易老化，不易檢修更換的缺點。鋼彈簧浮置板目前以德國隔而固公司生產的隔而固螺旋鋼彈簧浮置板技術最優、性能良好，國內在青海有其生產廠家，這種浮置板系統的固有頻率低(5-7 Hz)，減振效果可達20-25 dB，疲勞壽命長，易更換維修，缺點是造價昂貴。該道床在德國、英國、巴西等國已有成功的應用;我國北京城鐵線路在穿越和平里居民樓時，由于采用較高減振軌道結構(DI軌道減振器扣件和套靴式彈性支撐塊軌道結構)不能使振動達到GB 10070規定的標準，所以采用了該種鋼彈簧浮置板軌道結構，經模擬測試可以達到環保要求。

　　2.1.2.2控制噪聲的設計措施

　　軌道交通的噪聲主要來自以下幾個方面:軌道結構、高架結構的振動輻射作用、車輛設備和機電系統等，其中，前兩項在振動設計中已作了充分考慮。對車輛設備的噪聲控制可進行車輛特殊設計，如增加裙板(如香港西鐵)或車底設置吸附結構使之達標;機電系統噪聲可采用減少集電弓數量、安裝集電弓外罩和提高接觸網拉力等措施。

　　另外，對地面和高架線路，可以通過設置合理的聲屏障(含樹障)，有效的降低噪聲。

　　2.2電磁輻射污染研究

　　在軌道交通系統中，所有的電動設備附近都會產生電磁場，而電磁場不但對交通沿線的通訊和信號產生電磁干擾，更重要的是對人類健康存在著潛在的不利影響。其主要輻射源有:牽引供電系統、供電電源系統以及列車運行中火花放電造成的寬頻帶射頻電磁干擾。目前國內對此項污染的理論研究和實踐比較欠缺，在工程建設中的具體做法是盡可能的拉大彼此之間的距離。但作為環保軌道交通的一個方面，還須從理論和設計的角度引起人們的重視。

　　2.3.觀污染的環保設計措施

　　景觀污染主要指橫亙于市區的高架軌道交通結構，由于造型欠佳或是與周邊環境、建筑缺乏協調或是人的審美觀差異而導致人們在視覺和心理上不舒適和壓抑的感受。其本身對人和周圍的建筑、設備不構成任何傷害。這類污染可通過設計精巧、通透、優美的梁型和墩柱以及做好與周邊環境的規劃協調來實現。

　　3城市軌道交通施工期間的環保措施

　　軌道交通施工期間的環境污染主要來自于施工場地大型施工、運輸等機具的噪聲和振動，如打樁機、破碎機、空壓機、混凝土攪拌機、起重機、挖掘機、推土機、振動棒和重型運輸汽車等，大部分機具在30 m外的平均A聲級超過《GB12523-89建筑工場界噪聲限值》，相當一部分設備70 dB(A)的影響范圍可達100-170 m,打樁機70 dB(A)的影響半徑可達1.5 km2;其次，打樁機的振動為施工期間主要的振動源，距振源80-100 m以外才能滿足GB10070-88規定的標準。另外，施工期間還有水、大氣、固體廢棄物等環境污染，這些環境污染都將對施工場地附近居民日常的工作、生活和學習造成嚴重的影響，必須進行嚴格的管理控制，其主要措施如下:

　　(1)優化施工場地設計方案，盡量減小影響范圍。

　　(2)加強施工管理，嚴格控制部分環境影響大的機具的作業影響。

　　(3)力求選用振動、噪聲小的機具或作業方式。

　　(4)文明施工，降低人為噪聲。

　　(5)對水、大氣、固體廢棄物等污染采取相應的治理措施，使其達到排放標準。

　　4城市軌道交通運營期間的環保措施

　　運營期間軌道交通的環保，主要是指線路開通后的被動環境污染防治問題，主要有以下幾種措施:

　　(1)軌道交通列車運行時，由于鋼軌腹板較薄，橫向剛度小，軌腰容易產生振動，引起噪聲，防治措施是在軌腰兩側粘貼減振橡膠和鋼板，達到衰減阻尼振動和噪聲的作用。日本高速鐵路采用這種方式后，噪聲降低了3-5 dB。

　　(2)在鋼軌踏面部分涂增粘物質，可以減小車輪在軌頂面的滑動，從而有效的減小滑動摩擦產生的噪聲;在小曲線鋼軌內側涂油，可以減小振動和嘯叫噪聲。

　　(3)車輪定期璉修、打磨，使之圓順，對減小撞擊和滾動產生的振動和噪聲效果明顯。

　　(4)消除鋼軌局部不平順，可有效的減小振動和撞擊噪聲。

　　5結束語

　　城市軌道交通在成為新型交通工具的同時，也成了現代化都市的一種象征和標志，由此看來，它不能僅僅停留在實現最大交通功能的層面上，而是要以文明、發達的城市窗口形象展現在世人面前，這就要求軌道交通的方方面面有一個較高的起點。目前，國內的軌道交通規劃、建設已進入一個“快速拉升”階段，環保不力的經驗、教訓國內外比比皆是，本文正是基于這種“建設面廣，建設速度快，環保措施考慮少”的現狀，從規劃、設計、施工和運營等四個方面提出較為系統的環境污染治理措施，以期對建設環保的城市軌道交通起到一定的借鑒作用。

　　參考文獻

　　[1]彭華，梁青槐，高亮，白雁.城市軌道交通[M]北京:北京交通大學.2003.

　　[2]鄭長聚環境噪聲控制工程[M].北京:高等教育出版社，1988.

　　[3]焦金紅等.軌道結構的減振降噪措施[j].上海:同濟大學，2002(1).