一种用于地铁区间隧道减振降噪的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于轨道交通减振降噪领域，涉及一种用于地铁区间隧道减振降噪的方法。
【背景技术】
[0002]城市轨道交通是一种大运量、安全、快捷、准时、方便、舒适的理想交通工具，并且具有低能耗、少污染、安全、舒适等功能，在解决城市交通问题中具有特殊的地位和作用，在国内目前有38个城市批准建设城市地铁项目，从现在起到2020年预计将要投入约2.5万亿元人民币在城市地铁项目建设中。地铁建设也将继续狂飙猛进。
[0003]另一方面，随着生活水平的提高，人们对生活质量的要求较之以往越来越严格，快速发展的轨道交通引发的环境振动问题，己经引发了公众的强烈反应。这主要是因为地铁线路经常通过城市的人流稠密区、建筑物林立的闹市区、风景区和科技园区等，其上部或临近区域就有可能是居民楼、精密仪器室，古代建筑群等对振动和噪声比较敏感的地区，当地铁列车运行时，建筑物或居民就会受到其所引起的地基或地表的振动及噪声的影响，建筑物内居民和仪器也会受到二次振动和二次噪声的影响。尤其是地铁成网后产生的振动和噪声环境影响将会上升成为一种不可忽视的公害，这种影响每天长达20小时，每年365天。世界上很多国家都出现由于列车的振动和噪声而引起沿线建筑物的破坏和沿线居民对其影响生活的投诉。对于地铁建设期，也有类似的振动投诉上访事件，如北京某号线施工扰民事件，进而成为民扰，成为一种社会问题，影响轨道交通的建设
[0004]现有的减振方式根据振动产生机理，传播规律以及受振对象的响应特点，减振降噪可以从降低振源强度，切断振动传播途径和建筑物隔振三个方面采取对策。其中降低振源强度为主动控制，切断振动传播途径和建筑物隔振为被动控制。
[0005]降低振源强度:(I)采用重型钢轨(60kg/m以上)，并尽量采用无缝线路，适量的降低列车的运行速度，车轴合理配置，车轮平滑化，减轻车辆的簧下质量，避免车辆与轨道产生共振，这样可以降低振动强度10-15dB(2)扣件减振、特殊道床减振(浮置板式整体道床、纵向浮置板式整体道床、弹簧整体道床、弹性整体道床)轨枕减振。
[0006]切断传播途径:隔振沟、隔振墙、隔振排粧、波阻块等；
[0007]受振体隔振:(I)建筑物隔振通常采用增大楼板的刚度和阻尼、设置楼板隔振系统建筑基础隔振、房中房技术、浮置地板等；(2)仪器隔振采用仪器隔振基础、商用隔振平台、隔振沙坑；(3)古旧建筑物采用结构维护加固、修缮、软弱地基处理。
[0008]目前的减振振还大多是针对某一个具体工程进行，缺少统一的设计指南或者规范，寻求经济、合理、有效的减振振措施迫在眉睫，提出的盾构区间隧道管片减隔振方法是一种有益探索，丰富了现有减振措施。
【发明内容】
[0009]为了克服现有技术的不足，本发明旨在提供一种用于地铁区间隧道减振降噪的方法，是对地铁施振动敏感地区采取的主动隔振降噪措施，能较好的减少因振动与噪声而引起的扰民与民扰问题的发生。
[0010]为了达到上述目的，本发明提供一种用于地铁区间隧道减振降噪的方法，其特征在于:在管片的内侧设置减振降噪材料，在管片外侧进行注射减振降噪浆液；
[0011]所述的管片内侧是指道床标高线以上的区域，沿地铁运行方向的长度要大于2倍的敏感建筑物长度；管片内侧减振降噪材料是指橡胶混凝土，厚度为3-5cm ;橡胶混凝土的第一阶固有频率下自由振动的阻尼比2% _4%，弹性模量为30000-500000MPa ；
[0012]所述的管片外侧是指道床标高线以下的区域，沿地铁运行方向的长度要大于2倍的敏感建筑物长度；管片外侧的减振降噪材料是指减振降噪浆液，厚度为3-8cm ;管片外侧的减振降噪材料第一阶固有频率下自由振动的阻尼比0.1?0.3，弹性模量为2-5GPa，膨胀比为2?3。
[0013]所述的管片内侧的减振降噪材料是指橡胶混凝土，将低频振动波衰减掉。一般可以减小5个分贝。理论和实践表明，材料的固有频率与激振频率相差越远，物体越不容易发生振动，采用柔性的橡胶混凝土喷射在管片上，可避免共振。
[0014]由于结构的周期性以及材料的连续性，可以得到周期结构材料密度的周期性，用傅里叶函数将结构的周期性和材料密度的周期性展开，根据相应的边界条件得到该方程组，经求解方程组的特征值和特征向量，得到弹性波频率与周期性结构参数的函数，由于该函数具有周期性这一特点，因此，存在弹性波无法通过的频率，这种弹性波无法通过的频率称为周期结构带隙。因此在管片内侧贴付减振降噪材料能够有效地降低列车振动及其传到地表二次振动所引起的噪声。
[0015]本发明在管片的内外侧设置减振降噪材料，进而形成阻尼结构，主动隔离列车轮轨产生的振动波的传播。一般可以减小5-10个分贝。该方法形成一个完整闭合的区域，一方面能够减少轮轨相互作用产生的振动波向周围岩土介质传播，进而也减少了对地表建筑物和居民的影响，另一方面由于干片内侧的减振降噪，铺设区域形成了一个封闭的声腔，减少了列车运营期间噪声对乘客的影响。
[0016]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0017]通过增大管片的阻尼系数，隔断了振动波的传播途径，有效的减少了振动对周围环境的影响；并且所选材料为废旧轮胎属于废物利用，环保又经济，成本低；施工过程简单，对施舍器具要求低。
【附图说明】
[0018]图1、本发明的结构示意图。
[0019]图2、沿列车方向布置示意图。
【具体实施方式】
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[0020]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加易懂，下面结合【具体实施方式】对本发明的实施例作进一步详细的说明。
[0021]如图1所述的管片内侧是指道床标高线以上的区域，管片外侧是指道床标高线以下的区域。
[0022]如图2沿列车运行方向的长度要大于2倍的敏感建筑物长度。
[0023]所述的管片内侧的减振降噪材料是指橡胶混凝土，将低频振动波衰减掉。一般可以减小3个分贝。橡胶混凝土由水泥、砂、石子、外加剂、橡胶、水组成。材料的第一阶固有频率下自由振动的阻尼比2% _4%，弹性模量为30000-500000MPa。
[0024]所述的管片内侧减振降噪的施工过程为:首先对原有的管片进行清扫修复处理；然后喷射橡胶混凝土减振降噪层，喷射要求均匀，厚度为3-5cm。
[0025]所述的管片外侧的减振降噪材料可以但不局限采用可以采用聚亚胺胶脂材料，满足以下条件即可:第一阶固有频率下自由振动的阻尼比0.1?0.3，弹性模量为2-5GPa，膨胀比为2?3。
[0026]所述的管片内侧减振降噪的施工过程为:用高压胶管连接注射枪和注浆泵，使用小型多功能气动注浆泵，采用双液注浆系统，将配好的隔振降噪材料树脂和催化剂一起注入注浆孔。根据围岩性质，确定注浆压力为5MPa_8MPa，当注浆压力达到5MPa_8MPa或出现大面积漏浆，即漏浆量=泵的注入量时，完成对当前注浆孔的注浆。
【主权项】
1.一种用于地铁区间隧道减振降噪的方法，其特征在于:在管片的内侧设置减振降噪材料，在管片外侧进行注射减振降噪浆液； 所述的管片内侧是指道床标高线以上的区域，沿地铁运行方向的长度要大于2倍的敏感建筑物长度；管片内侧减振降噪材料是指橡胶混凝土，厚度为3-5cm ;橡胶混凝土的第一阶固有频率下自由振动的阻尼比2% _4%，弹性模量为30000-500000MPa ； 所述的管片外侧是指道床标高线以下的区域，沿地铁运行方向的长度要大于2倍的敏感建筑物长度；管片外侧的减振降噪材料是指减振降噪浆液，厚度为3-8cm ;管片外侧的减振降噪材料第一阶固有频率下自由振动的阻尼比0.1?0.3，弹性模量为2-5GPa，膨胀比为2?3。
【专利摘要】本发明属于轨道交通减振降噪领域，涉及一种用于地铁区间隧道减振降噪的方法。本发明在管片的内侧设置减振降噪材料，在管片外侧进行注射减振降噪浆液；所述的管片内侧是指道床标高线以上的区域，沿地铁运行方向的长度要大于2倍的敏感建筑物长度；管片内侧减振降噪材料是指橡胶混凝土，厚度为3-5cm；所述的管片外侧是指道床标高线以下的区域，沿地铁运行方向的长度要大于2倍的敏感建筑物长度；管片外侧的减振降噪材料是指减振降噪浆液，厚度为3-8cm。本发明通过增大管片的阻尼系数，隔断了振动波的传播途径，有效的减少了振动对周围环境的影响；并且所选材料属于废物利用，环保又经济，成本低；施工过程简单。
【IPC分类】E21D11-38
【公开号】CN104847384
【申请号】CN201510280764
【发明人】陶连金, 郭飞, 刘春晓, 张恒, 王焕杰
【申请人】北京工业大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月28日