1 背 景
公路隧道是山區(qū)公路重要組成部分。我國山區(qū)較多,近幾年山區(qū)公路的建設(shè)也加快了步伐,修建了大量的隧道。在所建成的隧道中,多數(shù)沒有做吸聲處理,交通噪聲經(jīng)過壁面多次反射,混響聲、直達(dá)聲等迭加,產(chǎn)生較大的噪聲值,對于司機(jī)、乘客、檢修人員等影響較大,尤其是長大隧道尤為明顯。
國外發(fā)達(dá)國家,在公路建設(shè)的同時又注重環(huán)境保護(hù)。對于公路交通噪聲都有較多的研究,同時制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)限值。我國公路建設(shè)逐步加快,目前高等級公路已經(jīng)達(dá)到 1.9萬公里,公路環(huán)保也得到了發(fā)展。但是對于隧道的噪聲限值和測量方法沒有作過深入的研究,也沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。目前我們國家沒有相關(guān)的測量方法和規(guī)范。
2 測 量
公路隧道山區(qū)高速公路修建較多,本次實(shí)驗(yàn)選擇重慶市的幾條高速公路進(jìn)行,分別是成渝(成都 ~重慶)高速公路中梁山隧道和縉云山隧道、渝黔(重慶~貴州)高速公路真武山隧道、渝合(重慶~合川)高速公路北碚隧道。另外還對重慶市內(nèi)幾條城市道路隧道進(jìn)行了測量,分別是石黃隧道、向陽隧道、八一隧道、黃沙溪隧道、渝州隧道。
2.1監(jiān)測內(nèi)容
2.1.1隧道內(nèi)連續(xù)車流噪聲監(jiān)測
隧道內(nèi)噪聲主要由混響聲和直達(dá)聲組成,在車流量較大且平穩(wěn)時,在隧道內(nèi)離開隧道口一定距離后,其噪聲大小不再隨隧道深度產(chǎn)生變化。經(jīng)過多次測試,最終選擇距離隧道口 100米深,隧道內(nèi)噪聲不在隨深度增加而增加了,所以確定隧道內(nèi)測量側(cè)點(diǎn)要距離隧道口100米以內(nèi)。測量高度離地面1.2米;隧道內(nèi)離開隧道壁1米。
測量隧道為中梁山隧道、北碚隧道、真武山隧道,并在隧道外設(shè)置測點(diǎn)與隧道內(nèi)進(jìn)行比較。 城市隧道石黃隧道內(nèi)兩側(cè)壁進(jìn)行了共振吸聲處理,選擇此隧道測量,與未處理的隧道(黃沙溪隧道、八一隧道、向陽隧道)進(jìn)行比較。
2.1.2隧道內(nèi)單車噪聲監(jiān)測
根據(jù)車流量情況,選擇北碚隧道、真武山隧道進(jìn)行單車測量,并在隧道外測量單車,進(jìn)行單車隧道內(nèi)、外噪聲比較實(shí)驗(yàn)。
2.1.3隧道內(nèi)車內(nèi)噪聲監(jiān)測
在中梁山隧道、縉云山隧道、北碚隧道、真武山隧道進(jìn)行客車內(nèi)噪聲測量,比較隧道對車內(nèi)噪聲的影響,
2.2監(jiān)測及采樣
2.2.1監(jiān)測內(nèi)容與方法
噪聲監(jiān)測主要是監(jiān)測等效 A聲級L eq 、車流量、標(biāo)準(zhǔn)偏差等。監(jiān)測儀器用HS6288B型噪聲頻譜分析儀自動監(jiān)測。隧道內(nèi)噪聲監(jiān)測每次測量時間為20分鐘;單車測量為車輛通過時的最大噪聲級,監(jiān)測多個數(shù)值取計(jì)權(quán)平均值;車內(nèi)測量為車輛通過隧道時的等效聲級,隧道外車內(nèi)測量為高速公路上隨機(jī)選擇的路段(選擇與隧道相連的路段,時間與通過隧道的時間相當(dāng))。
2.2.2監(jiān)測時間與頻率
采樣時間定在每日車流量平穩(wěn)時進(jìn)行。
2.3測量結(jié)果
成渝高速公路中梁山隧道監(jiān)測結(jié)果:第一次監(jiān)測 88.0~89.8dB(A),第二次監(jiān)測88.6~89.5dB(A),第三次監(jiān)測87.8~92.0dB(A),平均為89.5dB(A) ;中梁山隧道洞外監(jiān)測為78.2dB(A)。城市公路隧道監(jiān)測結(jié)果:重慶石黃隧道91.3dB(A),重慶八一隧道90.4dB(A),重慶向陽隧道90.4dB(A),重慶黃沙溪隧道90.6dB(A);石黃隧道外長江大橋監(jiān)測為80.5dB(A)。具體情況見表1。
渝黔高速公路真武山隧道、渝合高速公路北碚隧道、重慶渝州隧道由于車流量較小,隧道內(nèi)測量等效聲級與隧道口監(jiān)測比較相差小,適合進(jìn)行單車測量,測量結(jié)果(計(jì)權(quán)平均值)見表 2。其他車型較少,未做監(jiān)測。
表 1 隧道噪聲測量結(jié)果表 單位:dB(A)
隧道名稱
洞內(nèi)測量
洞口測量
洞內(nèi)與洞口差值
標(biāo)準(zhǔn)偏差σ
混合車流量( veh/h)
中梁山隧道
89.5
83.8
5.7
4.0~5.0
489~646
石黃隧道
91.3
85.1
6.2
2.0~3.0
1365~1398
八一隧道
90.4
86.8
3.6
2.0~3.0
向陽隧道
90.4
84.9
5.5
2.0~3.0
黃沙溪隧道
90.6
86.2
4.4
2.0~3.0
1950
渝州隧道
86.3
84.3
2.0
8.0~9.0
300~400
北碚隧道
78.4
76.2
2.2
9.0~11.0
100~200
表 2 隧道單車測量計(jì)算結(jié)果 單位:dB(A)
車型
洞內(nèi)
洞口
洞外
洞內(nèi)與洞外差值
小客車
88.0
82.7
79.6
8.4
中客車
92.1
86.3
83.6
8.5
重慶市的 4個高速公路隧道進(jìn)行了車內(nèi)噪聲監(jiān)測,監(jiān)測結(jié)果見表3。
表 3 隧道車內(nèi)噪聲監(jiān)測結(jié)果 單位:dB(A)
隧道名稱
隧道內(nèi)
隧道外
差值
備 注
真武山隧道
第一次
77.2
—
—
廈門金龍( 30~35座 )、江蘇友誼( 19座)、重慶北泉(29座) ,空調(diào)開
第二次
77.7
77.0
0.7
北碚隧道
75.1
74.0
1.1
重慶安凱, 39座,空調(diào)開
中梁山、縉云山隧道
第一次
75.8
74.2
1.6
重慶 北泉 30座,空調(diào)開, VCD 開
第二次
74.5
72.5
2.0
安徽 凱斯鮑爾 50座、空調(diào)開、VCD 開
3 測量結(jié)果分析評價
通過表 1可看出,隧道內(nèi)噪聲用國家頒布的《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》GB3096-93中第4類標(biāo)準(zhǔn)(晝間70dB,夜間55dB,)評價,都已超標(biāo),尤其是車流量較大時。重慶市市區(qū)內(nèi)的4個隧道,噪聲相差不大,為90.4~91.3dB(A)。向陽隧道處理后1986年晝間測量時是81.9~84.7dB(A) [1] ,車流量為372~584輛/小時,現(xiàn)在測量時車流量以達(dá)到1300輛/小時,噪聲也有了較大的增加。中梁山隧道雖然車流量遠(yuǎn)低于市區(qū),但在500輛/小時左右時,車流已連續(xù),且車速比市區(qū)高,重型車多,所以噪聲值并不比市區(qū)道路隧道低,多次測量,計(jì)權(quán)平均為89.5dB(A)。同樣為高速公路隧道,北碚隧道和渝州隧道由于車流量小,噪聲值也低,尤其是北碚隧道,車流量小于200輛/小時,隧道內(nèi)噪聲不超過80dB(A)。北碚隧道和渝州隧道測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差也表明這兩個隧道的車流是不連續(xù)的。
表 2單車測量表明,隧道內(nèi)噪聲以混響聲為主,且混響聲高出直達(dá)聲許多。以小客車為例,直達(dá)聲79.6dB(A),混響聲和直達(dá)聲疊加為88.0dB(A),則可求出混響聲為87.3dB(A)。所以對于隧道降噪,關(guān)鍵是降低混響聲,最有效的方式就是隧道壁進(jìn)行吸聲處理,降低反射聲的產(chǎn)生。
通過表 3隧道內(nèi)車內(nèi)噪聲和隧道外車內(nèi)噪聲監(jiān)測的比較,其差值在2dB以內(nèi),說明隧道對一輛封閉的車輛而言,其車內(nèi)噪聲的大小主要與車輛本身有關(guān),隧道內(nèi)的混響聲傳到車內(nèi)的噪聲影響并不大。
西南交通大學(xué)王明年等做的隧道內(nèi)噪聲監(jiān)測結(jié)果 [2] 見表 4。
表 4 隧道內(nèi)各種情況噪聲測試結(jié)果 單位:dB(A)
測項(xiàng)
射流風(fēng)機(jī)開啟
射流風(fēng)機(jī)關(guān)閉
風(fēng)機(jī)噪聲
晝間交通與風(fēng)機(jī)噪聲
夜間交通與風(fēng)機(jī)噪聲
晝間
夜間
實(shí)測值
75.3—81.6
88.7—90.0
84.6—85.8
88.9—89.9
84.2—84.6
最大值
81.6
90.0
85.8
89.9
84.6
最小值
75.3
88.7
84.6
88.9
84.2
計(jì)權(quán)平均值
79.5
89.4
85.2
89.4
84.4
表4監(jiān)測的白天隧道內(nèi)噪聲為89.4dB(A),這與表1中梁山隧道監(jiān)測的89.5dB(A)非常一致。同樣表4中風(fēng)機(jī)的平均噪聲是79.5,而我們測量的風(fēng)機(jī)噪聲是78.0,相差亦不大。風(fēng)機(jī)噪聲和風(fēng)機(jī)與交通疊加的噪聲相差有10dB(A),說明隧道內(nèi)噪聲主要是車輛噪聲,
4 隧道內(nèi)噪聲限值的確定
噪聲對人的影響,不僅與噪聲的大小有關(guān),同時與人持續(xù)接觸噪聲的時間亦有關(guān)。高速公路隧道主要對維修人員、司機(jī)、乘客等產(chǎn)生影響。根據(jù)《工業(yè)企業(yè)衛(wèi)生設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 GBZ1-2002 [3] ,其對噪聲的規(guī)定見表5和表6。GBZ1-2002規(guī)定工作場所操作人員日接觸噪聲連續(xù)8小時,其噪聲衛(wèi)生限值為85dB(A);對于操作人員每天接觸噪聲不足8小時的場合,可根據(jù)實(shí)際接觸噪聲的時間,按時間減半,噪聲聲級衛(wèi)生限值增加3dB(A)的原則增加,如表5。但最高限值不得超過115dB(A)。
表 5 工作地點(diǎn)噪聲聲級的衛(wèi)生限值
日接觸噪聲時間(小時)
衛(wèi)生限值 [dB(A)]
8
85
4
88
2
91
1
94
1/2
97
1/4
100
1/8
103
最高不得超過 115[dB(A)]
表 6 非噪聲工作地點(diǎn)噪聲聲級的衛(wèi)生限值
地點(diǎn)名稱
衛(wèi)生限值 dB(A)
工效限值 dB(A)
噪聲車間辦公室
75
不得超過 55
非噪聲車間辦公室
60
會議室
60
計(jì)算機(jī)室、精密加工室
70
考慮到車輛在隧道內(nèi)的通行時間較短(北碚隧道、中梁山隧道、縉云山隧道等均在 5分鐘以內(nèi),平均通行時間約3分鐘),隧道維護(hù)時車速減慢(車道減少),以及將來車流量的增加,并結(jié)合GBZ1-2002,確定隧道內(nèi)噪聲限值為91(A)dB。
此值對于現(xiàn)有高速公路隧道,在車流連續(xù)下,噪聲值接近;在城市隧道中,高峰車流噪聲值已超出 91dB(A)。由于車輛通行隧道的時間短,且將窗子關(guān)閉,不會對乘客和司機(jī)的健康造成危害。另外根據(jù)調(diào)查,隧道在維修時,車道通行數(shù)量減少,而且限速行駛,就目前而言并為對維修人員造成很大的影響。91dB(A)的要求既滿足現(xiàn)在要求,又對將來的可能增長提出控制,因?yàn)殡S著車流量的增加,噪聲會進(jìn)一步增加的,根據(jù)相關(guān)測試 [1] ,采取一定的處理方式,噪聲會降低10dB。
5 分析結(jié)論
⑴根據(jù)單車測量和連續(xù)測量、風(fēng)機(jī)測量結(jié)果比較,隧道內(nèi)噪聲主要是車輛噪聲,且受交通流影響。
⑵城市隧道洞內(nèi)值相差不大( 90.4~91.3dB),洞口值相差亦不大。
⑶ 1999年通車的石黃隧道內(nèi)壁雖然做了處理(薄板共振),但沒有很好的效果,內(nèi)部噪聲值并不比其他隧道噪聲值低,建議隧道內(nèi)降噪以穿孔吸聲材料為好。
⑷隧道對一輛封閉的車輛而言,其車內(nèi)噪聲的大小主要與車輛本身有關(guān)。
⑸隧道內(nèi)噪聲主要是混響聲,綜合比較隧道內(nèi)比隧道外高 8~11dB。
⑹從現(xiàn)狀監(jiān)測、噪聲治理經(jīng)濟(jì)技術(shù)、噪聲衛(wèi)生限值、車輛在隧道內(nèi)通行的時間、隧道維修人員在隧道內(nèi)工作的時間及車輛增長情況等考慮,建議隧道內(nèi)執(zhí)行的噪聲限值為 91dB(A)。
參考文獻(xiàn)
1陳延訓(xùn).城市地下隧道交通噪聲環(huán)境及改善.環(huán)境工程.8(4):36~38
2王明年等.我國3條高速公路隧道污染狀況調(diào)查.環(huán)境科學(xué).1997(5):52
3中華人民共和國衛(wèi)生部.《工業(yè)企業(yè)衛(wèi)生設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GBZ1-2002