【地鐵沿線(xiàn)震動(dòng)】地鐵沿線(xiàn)房的震動(dòng)有多大 地鐵運(yùn)行對(duì)建筑物的震動(dòng)影響
近年來(lái)，隨著城市面積的擴(kuò)大和社會(huì)節(jié)奏的不斷加快，地鐵運(yùn)行對(duì)周?chē)h(huán)境的振動(dòng)影響問(wèn)題亦越來(lái)越嚴(yán)重。國(guó)際上早已把振動(dòng)列為一大環(huán)境公害，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已著手研究地鐵振動(dòng)產(chǎn)生的原因、傳播規(guī)律、對(duì)周?chē)h(huán)境及人體的危害和控制方法。
對(duì)于軌道交通系統(tǒng)，由于地鐵列車(chē)的移動(dòng)，車(chē)輪與軌道接觸引起軌道周期性的振動(dòng)，以及車(chē)輪在軌道接縫處引起的沖擊振動(dòng)。這些振動(dòng)經(jīng)鋼軌通過(guò)道床傳到隧道結(jié)構(gòu)，再通過(guò)隧道結(jié)構(gòu)傳遞到周?chē)耐翆又?，進(jìn)而通過(guò)土層向四周傳播，誘發(fā)了附近地下結(jié)構(gòu)以及地面建筑物的二次振動(dòng)。
地鐵隧道振動(dòng)的傳播主要以橫波、縱波和表面波的形式傳播，日本的ErichiTaniguehi研究表明：位于地下2m深處的振動(dòng)加速度值為地表的20%～50%；4m深處為10%～30%?？梢?jiàn)在地鐵運(yùn)行產(chǎn)生的振動(dòng)中，表面波占主要地位，對(duì)建筑物有直接影響。地鐵隧道振動(dòng)的傳播與振動(dòng)頻率等動(dòng)力特性以及土層分布、土質(zhì)、地下水、障礙物等有關(guān)，并且，由于各地域土層分布差別較大，地鐵振動(dòng)引起的動(dòng)力響應(yīng)及波的傳播特性不盡相同，因此地鐵運(yùn)行引起的振動(dòng)及其傳播規(guī)律較為復(fù)雜且具有地域性。
地鐵沿線(xiàn)房的震動(dòng)有多大
為緩解交通壓力，地鐵不得不穿過(guò)城市中密集的居民區(qū)、商業(yè)中心，而且目前都是采用淺埋方式，地鐵隧道離建筑物越來(lái)越近。將來(lái)隨著地鐵交通系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，地鐵隧道鄰近建筑物的情況越來(lái)越多，同時(shí)地鐵運(yùn)行的總體密度逐步提高，振動(dòng)的影響日益增大。
剛剛可以感覺(jué)到的振動(dòng)并不影響人們的睡眠；但對(duì)較敏感的人或患病者而言，則會(huì)產(chǎn)生影響。當(dāng)振動(dòng)加速度達(dá)到65dB（分貝）時(shí)，對(duì)睡眠有輕微影響；達(dá)到69dB時(shí)，所有輕睡的人將被驚醒；達(dá)到74dB時(shí)，除酣睡的人外，其他人將驚醒；達(dá)到79dB時(shí)，所有的人都將驚醒。
對(duì)某城市地鐵車(chē)輛段附近進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果表明，當(dāng)?shù)罔F列車(chē)以15～20km/h速度通過(guò)時(shí)，地鐵正上方居民住宅的振動(dòng)高達(dá)85dB，如果地鐵速度達(dá)到正常運(yùn)行時(shí)的40km/h，甚至最高時(shí)的70km/h時(shí)，其振級(jí)應(yīng)該還要大得多，可見(jiàn)列車(chē)運(yùn)行引起的振動(dòng)已不同程度地影響了建筑物的安全和居民的日常生活。廣州地鐵一號(hào)線(xiàn)上的一幢9層框架房屋，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明室內(nèi)的Z振級(jí)為79.2～85.2dB，超出了《城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》（GB10070-88）規(guī)定的城市“混合區(qū)”，即一般商業(yè)與居民混合區(qū)晝間Z振級(jí)標(biāo)準(zhǔn)75dB、夜間72dB的要求。
已有調(diào)查表明，地鐵列車(chē)在隧道內(nèi)高速運(yùn)行時(shí)，距軌道水平距離1.5m處，振級(jí)平均值為81dB，距軌道水平距離24m處，振級(jí)平均值為71.6dB。這說(shuō)明隨著距軌道水平距離的增加，振級(jí)將不斷衰減。此外，地鐵振動(dòng)影響的范圍在很大程度上還取決于列車(chē)通過(guò)的速度及隧道的埋深。速度越高，振動(dòng)干擾越強(qiáng)，響應(yīng)的影響范圍越大，埋深越大，影響范圍也越小。隨距離增大而振動(dòng)強(qiáng)度減弱的規(guī)律也適用于沿線(xiàn)建筑物。由于列車(chē)運(yùn)行所引起的地面水平振動(dòng)，在傳播過(guò)程中的衰減要快于垂直方向，因而沿線(xiàn)建筑物內(nèi)垂直方向的振動(dòng)將大于水平方向的振動(dòng)。實(shí)測(cè)結(jié)果表明：樓房的水平振動(dòng)一般小于垂直振動(dòng)十幾分貝，因此在評(píng)價(jià)樓房受列車(chē)運(yùn)行所引起的振動(dòng)影響時(shí)，可以垂直方向?yàn)橹鳌?/p>
對(duì)于建筑物的平面而言，其縱向勁度大于橫向勁度，所以無(wú)論建筑物的走向與線(xiàn)路的相對(duì)位置如何，當(dāng)建筑物受到列車(chē)運(yùn)行所引起的振動(dòng)影響時(shí)，總以其橫向大于縱向振動(dòng)的規(guī)律出現(xiàn)。就不同樓層高度而言，一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于低層建筑，特別是在四層以下，隨著樓層的增高，振動(dòng)的強(qiáng)度有增大的趨勢(shì)。隨著列車(chē)速度的提高，附近建筑物內(nèi)測(cè)得的振動(dòng)有增大的趨勢(shì)，尤其樓房?jī)?nèi)側(cè)的振動(dòng)表現(xiàn)得特別明顯。而由列車(chē)振動(dòng)引起的沿線(xiàn)地面建筑物的振動(dòng)，其振級(jí)的大小又與建筑物的結(jié)構(gòu)形式、基礎(chǔ)類(lèi)型以及與地鐵的距離有密切的聯(lián)系。對(duì)于基礎(chǔ)良好、質(zhì)量較大的高層鋼筋混凝土建筑，由于其固有頻率低，不易被激勵(lì)起較大的振動(dòng)，因而其振級(jí)較自土壤傳來(lái)的振級(jí)有相當(dāng)大的衰減，衰減量可達(dá)10～20dB，因此在距地鐵隧道水平距離32m處，高層建筑物地下室內(nèi)實(shí)測(cè)振級(jí)不大于60dB，一層以上則測(cè)不出地鐵行駛時(shí)引起的振動(dòng)；基礎(chǔ)一般的磚混結(jié)構(gòu)住宅樓可衰減5～10dB；而基礎(chǔ)較差的建筑，如輕質(zhì)結(jié)構(gòu)或淺基礎(chǔ)的建筑，則衰減量很少，其振級(jí)與土壤振級(jí)相近，甚至還會(huì)出現(xiàn)室內(nèi)振動(dòng)大于室外地面振動(dòng)的現(xiàn)象。
地鐵振動(dòng)對(duì)建筑物的影響
振動(dòng)對(duì)建筑物的影響，輕微的會(huì)出現(xiàn)墻皮剝落、墻壁龜裂、地板裂縫，嚴(yán)重則導(dǎo)致基礎(chǔ)變形或下沉。目前，許多發(fā)達(dá)國(guó)家制定了建筑物允許的振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)。日本規(guī)定，對(duì)于教堂、舊紀(jì)念館的位移允許值為0.127mm，振動(dòng)速度允許值v=5mm/s，振動(dòng)加速度允許值為0.102g；德國(guó)也制定了根據(jù)不同的振幅或速度和頻率，評(píng)估對(duì)建筑物可能造成損壞的各種情況：無(wú)損壞、粉刷出現(xiàn)裂縫、承重結(jié)構(gòu)可能損壞、承重結(jié)構(gòu)損壞。但我國(guó)尚無(wú)相應(yīng)的專(zhuān)門(mén)標(biāo)準(zhǔn)，只能參照一些相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建筑物的振動(dòng)評(píng)估。
地鐵的運(yùn)行是一個(gè)長(zhǎng)期的、每天均持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間的過(guò)程，即使不足以在短時(shí)間內(nèi)對(duì)建筑物產(chǎn)生明顯的影響，長(zhǎng)期積累之后，對(duì)建筑物的疲勞損傷、安全性能下降等方面的結(jié)果如何，都需要進(jìn)行較為準(zhǔn)確的評(píng)估。
對(duì)地鐵運(yùn)行引起鄰近建筑物的振動(dòng)問(wèn)題，除了需要研究振動(dòng)對(duì)建筑物的影響及需采取的相應(yīng)措施，還需研究建筑物的振動(dòng)對(duì)其中人員造成的影響及需要采取的相應(yīng)措施。在某種情況下，即使地鐵運(yùn)行引起的振動(dòng)不足以影響建筑物的安全性，但由于干擾頻繁，也會(huì)對(duì)建筑物內(nèi)的人員產(chǎn)生一定的生理、心理影響。隨著全社會(huì)環(huán)保意識(shí)及環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的提高，地鐵系統(tǒng)的振動(dòng)影響將日益引起人們的關(guān)注。
