G1816乌海至玛沁国家高速公路声环境保护设计方案.pdf

交通世界TRANSPOWORLD1 工程概况乌海至玛沁国家高速公路（G1816）景泰至中川机场段包括主线工程和辅道工程位于甘肃省白银市景泰县和兰州市兰州新区境内，本项目桩号为K60+864.504K92+000，全长 30.865 km，双向四车道，设计速度80 km/h。2 声环境保护设计依据现场踏勘，项目沿线声环境敏感点数量为 8处，根据沿线实际调查情况，拟建项目声环境敏感点分布具有如下特点：项目沿线声敏感点数量较少，居民房屋较为集中，大部分声敏感点处于盐碱区域，村庄规模不大，居民户数相对不多，但居住较紧凑，房屋以砖混结构平房为主，2层楼房零散分布；主体工程拆迁后，敏感点首排房屋距离道路0200 m不等，位于2类和4A类声环境敏感区；拟建项目南北走向，居民房屋主要为坐北朝南，即东、西侧墙面对公路。2.1 施工期声环境保护方案设计项目施工过程有较高的复杂性，施工工程量大，施工机械种类较多，受环境等因素影响大。考虑项目沿线声环境敏感点情况，项目建设单位采取的降噪措施和现场管理工作如下：1）使用噪声较低的机械设备，落实机械设备的管理，进行常规状态下的噪声测量工作，对于超出国家标准规定噪声的机械设备禁止进入现场使用。加强设备的维护与保养，防止因为设备性能不足导致噪声增大。2）打桩作业禁止在夜晚进行，搅拌机等设备应做好噪声隔离处置，使用木质隔声板进行临时降噪，对于居民集中点位，噪声较大的设备应在夜间（22:00至次日06:00）停止施工作业。3）对于临近学校的施工区域，学校周边100 m2范围上课时间不应有强噪声设备进行施工。强噪声作业应尽量在周末或寒暑假进行，同时还要做好各项预防工作，避免学生出入发生安全事故。运输车辆进入学校区域内，禁止鸣笛并减速慢行。上下学时间段禁止施工，与校方保持协调与沟通，并设置施工屏障，减小噪声强度。4）周边存在村庄的情况下，应做好管理措施，合理设置施工便道，制定环境管理计划，明确施工时间，并在居民村落一侧设置施工屏障，以降低噪声强度。5）施工营地、施工场地、预制厂、拌和站等场地的场界距敏感点至少保持200 m的距离，若受地形所限，距离可适当缩小，但必须避免在施工场界内存在居民生活区，施工场界外的噪声应符合相应标准的要求。2.2 营运期声环境保护方案设计本阶段（施工图设计阶段）对工可阶段线位进行了优化调整，绕避了部分敏感点，同时路线路基形式及纵面的调整使得部分敏感点位于高架桥或路堑等路段，大幅降低了营运期公路交通噪声对沿线敏感点的影响。工程单位结合环评阶段沿线敏感点现状噪声监测结果，利用现场踏勘获得的第一手数据。对本阶段路线两侧敏感点在道路运营近、中、远期重新进行了预测，本阶段近、中期超标的敏感点共8处，对近、中期超标的敏感点采取声屏障降噪措施，对远期超标的敏感点加强跟踪监测。2.2.1 声屏障设置位置及规格本次设计对于营运中期超标的8处声环境敏感点采取了设置声屏障的降噪措施，为缓解声屏障端头声波衍射效应，声屏障长度在对应敏感点长度的基础上两端进行延长，声屏障的高度为满足插入损失的高度。2.2.2 声屏障形式采用金属型吸音板屏障，由金属型吸音板拼接而成。金属型吸音板内有吸声介质，使噪声通过面板时达收稿日期：2023-03-01作者简介：陈雄（1987），男，甘肃定西人，工程师，研究方向为草业科学（草坪管理）。G1816乌海至玛沁国家高速公路声环境保护设计方案陈雄（甘肃路桥飞宇交通设施有限责任公司，甘肃 兰州 730030）摘要：为降低噪声污染强度，减少对生态环境的破坏，保护高速公路周边生态自然环境，结合具体工程案例，从施工期声环境保护方案设计和营运期声环境保护方案设计方面，对高速公路声环境保护设计方案进行分析。关键词：高速公路；声环境保护；环保设计；声屏障中图分类号：U417.9；U412.361文献标识码：B15总658期2023年第28期（10月 上）到吸声效果，金属声屏障路基段高度为3.0 m、桥梁段高度为 2.0 m。立柱由钢板焊接成 H 形立柱，钢材选用Q235B型钢，声屏障立柱下部采用螺栓连接固定。该种声屏障造材料易于加工，安装简便，便于制造生产。2.2.3 性能要求1）声屏障具有降噪、防腐蚀、防火、防潮（水）、防眩目、防尘等功能，并配合所选材质及颜色，有一定的景观效果。2）声屏障屏体性能指标表1 吸声板的性能指标名称降噪系统隔声量面密度表面抗压强度抗弯曲断裂载荷抗冲击挠度防火性能防腐性能抗变形性能耐候性使用年限性能指标不小于0.75不小于26 dB不大于30 kg/m2大于5 MPa一般地区大于3.5 kPa，台风地区大于7.0 kPa符合 公路声屏障材料技术要求和检测方法（JT/T 6462005）标准荷载作用下最大挠度不大于L/600（L为吸声板材长度）满足 建筑材料及制品燃烧性能分级（GB 86242006）规定的B2级以上符合 高速公路交通工程钢构件防腐技术条件（GB/T 182262015）符合 公路声屏障材料技术要求和检测方法（JT/T 6462005）符合 公路声屏障材料技术要求和检测方法（JT/T 6462005）防腐性能不少于15年，整体结构性能不少于25年3）声屏障结构的力学性能：吸声屏障在1 500 N/m2均布载作用下，最大挠度小于L/600（L为板材长度）。4）降噪的辅助措施：设置隔声屏障设施，降低噪声，该设置应全面覆盖，不能与地面存在空隙。5）声屏障声学性能的评价与测量方法：声屏障降噪效果用634 000 Hz的倍频带或5010 000 Hz的1/3倍频带的插入损失来评价；声屏障的隔音性能采用1254 000 Hz的倍频带或1005 000 Hz的1/3频带传声损失来评价。2.2.4 声屏障结构计算声屏障每2 m一个单元，以立柱和桩基础为中心取一个单元进行计算。即：声屏障高3.0 m，挖孔桩2.210.8 m，间距 2 m，地连梁截面 0.40.8 m2。基本风压：景泰县基本风压（n=100）W0=0.45 kN/m在本结构中重荷载不起控制作用，因此本次计算仅考虑风荷载的影响。风荷载的计算和参数取值均依据建筑结构荷载规范（GB 500092012）。风压标准值：Wk=gzslzW0（1）式（1）中：gz为阵风系数，按B类地区考虑，取gz=1.7；sl为风载体型系数，取 sl=1.3；z为高度变化系数，考虑到该工程具体情况，按照B类地区考虑，高度小于 10 m，取 z=1。因此 Wk=gzslzW0=1.71.310.45=1.0 kN/m2。当声屏障高度为3.0 m，挖孔桩体积2.210.8 m3，混凝土比重为2.4 t/m3时：最高风压面荷载：Q=Wk32=6 kN基础混凝土自重：G1=（2.210.8+0.40.82-0.80.50.4）2.410009.8=52.7 kN吸 隔 声 板 自 重 G吸=21.5209.8+21.5309.8=1.47 kNH型钢自重GH=31.939.82=1.88 kN钢底板自重G底板=17.3129.8=0.34 kN预埋底板自重G预埋底板=8.6529.8=0.17 kN角钢重量G其他=28.499.8=0.28 kN声屏障自重G2=1.47+2.88+0.34+0.17+0.28=5.14 kN得总重：G=G1+G2=57.84 kN以支点1计算r1=1000/2=500 mm，r2=3000/2+2500=4000 mm风力矩：M1=Qr2=64=24 kNm混凝土自重抗风力矩：M2=Gr1=57.840.5=28.92kNm由于桩基深度为2.2 m，在外力作用时（水平风力）孔的侧壁对柱桩存在水平力矩M3。参照液体压强公式：P=gh=2.49.81.1=25.87 Pa，S=1.76 m；F=PS=45.5 kN根据作用力与反作用力原理，桩对孔侧壁的压力就是孔侧壁对桩的压力，得M3=Fr3=45.51.1=50 kNm图1 声屏障结构力学性能（风压荷载）综上：M2+M3-M1=54.97 kNm由于实际抗风力M2与M3的和值远远大于M1。故下埋部分能承受声屏障屏体（高3.0m，间距2m）的水平风压。声屏障基础施工前，应对基础以下的地基承载力进行测试，如地基承载力满足要求，则可以正常施工，如果地基承载力不满足要求，应首先对地基进行预处16交通世界TRANSPOWORLD理，使地基承载力达到施工要求后方可进行施工。2.2.5 声屏障施工技术要求1）钢立柱、连接件和声屏障屏体在运输时，应采取可靠措施防止构件变形或防腐处理层损坏。严禁安装变形的构件。2）金属构件制作的规格、尺寸应符合图纸要求，构件焊接不得有裂纹、未融合、夹渣和未填满弧坑等缺陷。所有的钢材包括固定角钢、螺钉都应采取防锈蚀处理。3）声屏障所用的结构材料必须符合公路声屏障材料技术要求和检测方法（JT/T 6462005）的规定，且其中立柱、预埋钢板等部件需满足 碳素结构钢（GB/T 7002006）的Q235级要求；紧固件、钢垫片等部件也需满足行业标准 碳素结构钢（GB/T 7002006）的相关要求。4）螺栓达到固定性效果，位置精度合格，数量满足设计方案，且封头没有蜂窝麻面的问题。5）屏体与基础连接达到稳定性要求，符合设计方案。6）严格执行设计图纸，在规定部位进行钢筋混凝土浇筑施工，并且预埋钢板与螺栓。7）钢立柱与预埋钢板稳定连接在立柱两侧，进行焊接连接，达到稳定性的标准。8）钢立柱表面涂抹防腐蚀层，保证涂抹均匀性，且厚度达到要求，确保防腐蚀效果。9）屏体各个部分颜色达到均匀一致性要求，裂纹。划伤等占比不超过1%。10）表面达到平整美观性要求，不会给道路和建筑造成污染、损坏。2.2.6 声屏障验收1）声屏障整体性合格，并与道路行驶方向保持一致，无扭曲变形问题，确保整体使用效果。2）声屏障各个部分的成品质量合格，外观质量达标，涂层或镀层达到光洁平整性要求，没有任何表面缺陷且外表颜色符合设计方案。3）声屏障各个部件经过检验达到标准要求，偏差处于合理的范围内，并且按照10%进行抽检，合格后才能投入使用。4）立柱的垂直度符合设计标准要求，垂直度不超过4 mm，每200 mm检查4处。5）连接部件达到稳定性、牢固性要求，安装位置精度合格，按照10%抽检。6）声屏障部件连接达到紧密性要求，没有缝隙或孔洞。7）钢结构件防腐蚀措施良好，密封材料敷设正常，按照10%抽检。8）吸声型声屏障的吸声材料具备较高防水性能，按照10%抽检。2.2.7 声屏障养护落实声屏障设施的日常维护和定期保养工作，如果遇到气候条件突然变化，应加强声屏障设施的检查，道路声屏障定期进行维护和保养，全面符合工作标准和规程的要求，确保各项功能不会受到影响。定期展开各个结构的安全检测，使用性能达到标准要求，完全符合国家标准和行业规范的要求。在日常检查过程中，声屏障的养护工作极为重要，一般间隔10 d进行一次检查和养护。对于不同路段，不同要求的声屏障要选择科学合理的应对措施，制定完善的清洗计划和标准。声屏障清洗不能使用任何具有腐蚀性的溶剂，且不能使用利器。表面清理处理应使用柔软的清洗设备或直接清水冲洗。制定并落实完善的声屏障维护保养工作计划，加强结构部件的检查，如果存在变形、歪斜、缺损等问题，及时进行修复。维护工作包含如下几点：1）检查螺栓连接部位，如果存在松动情况，及时进行紧固处理，倾斜的立柱要及时纠偏；2）更换损坏或者变形的支撑部件，确保结构性能合格；3）对松动、缺损的上、下罩板予以紧固和补缺；4）腐蚀、龟裂、脱落等严重的情况应及时进行更换处理；5）损坏的隔声屏结构要及时进行更换。3 结束语高速公路项目建设过程中，机械、爆破、车辆行驶等都会产生噪声，对沿线产生严重的危害。应加强高速公路噪声控制，建设声屏障设施，降低噪声的强度，保证周边居民的正常生活。本文结合高速公路建设需要，提出噪声防治措施，以达到降噪的效果，保证项目顺利实施，避免对周边居民造成影响。参考文献：1 李熠玮.环境敏感区高速公路建设环保问题及环保工程设计以陕西省定汉线宝鸡至坪坎高速公路为例D.西安：西北大学，2017.2 王超.高速公路交通噪声污染分析及防治J.辽宁省交通高等专科学校学报，2005，12（4）：16-17.3 王莹，李纶，杨大禹，等.保龙高速公路声环境保护措施与对策研究J.噪声与振动控制，2008，8（4）：155-157.4 栾长生.PC耐力板声屏障在承唐高速公路中的应用J.公路交通科技（应用技术版），2013，9（9）：286-288.17