隧道减振降噪的结构施工技术及应用效果

(宁波交通工程建设集团有限公司,浙江 宁波 315000)

隧道是国家公路基础建设的重要设施，在交通建设发展中占有十分重要的地位，一般修建在地层中，穿越山岭、峡谷、江河、城市等构造物或自然环境，从而以较短距离连通目的地，大幅度缩短公路建设里程。而在实际路线中，隧道难免会经过环境敏感区域，如居民集聚区、学校、医院、科研、宗教等有特殊要求的场所。本文主要以浙江宁波某隧道为背景，浅析公路隧道在下穿建筑结构物时，采用的减振降噪技术措施及应用效果。

一、技术研发背景

图1 隧道减振降噪结构设计

某隧道洞身上方规划建造一座大型建筑物，其基础底面与隧道洞身结构顶部的覆盖层平均厚度约6m，水平距离约23m。建设方提出，隧道上方建筑物对环境噪声及扰动敏感度较高，要求隧道采取减振降噪的优化措施。

二、工程实践

（一）工艺原理

如图1所示，车辆行驶产生的振动由隧道路面向下传递至级配配碎石减振层，再向路面两侧传递至橡胶板，由级配碎石层和橡胶板吸收减弱振动能量；车辆行驶产生的噪音由橡胶沥青混凝土上面层、FC吸声板吸收和消除，以达到减振降噪的目的。

（二）工艺比较

隧道减振降噪施工工艺与常规隧道施工工艺相比，主要有以下不同：

加深仰拱开挖。隧道仰拱下移50cm，增加仰拱回填混凝土厚度。

设置橡胶板。在靠近路面的隧道排水沟侧壁外表面与仰拱内壁表面设置橡胶板。

设置FC吸声板。在隧道两侧设置高度2.5m的穿孔FC吸声板。

优化路面结构层。采用橡胶沥青面层，设置乳化沥青水泥稳定碎石基层和级配碎石减振层，级配碎石减振层中设分仓隔梁和橡胶条。

（三）主要施工方法

本文主要介绍涉及减振降噪工艺的主要施工方法，隧道常规工序不再赘述。

1.仰拱表面橡胶板铺设

仰拱填充前先在仰拱混凝土上铺设一层10mm厚橡胶板，橡胶板底部与仰拱初支密贴，板与板之间边部紧贴后用长度5cm的射钉进行固定，射钉按间距50cm梅花形布置。

2.两侧排水沟壁橡胶板铺设

待两侧纵向排水沟达到规定强度后，在纵向排水沟混凝土边缘铺设五层橡胶板（每层厚10mm），橡胶板与纵向排水沟混凝土边缘侧壁混凝土密贴，采用长度10cm的射钉进行固定。

3.分仓隔梁施工

级配碎石铺碾压完成后，按10m每道设置40cm×16cm（宽×高）钢筋混凝土分仓隔梁。梁顶铺设2层橡胶板（每层厚度10mm、宽度40cm），采用射钉固定。

4.FC吸声板安装

安装FC吸声板板前，先完成隔断龙骨的安装，再采用填充5cm厚吸音棉板进行隔声处理。安装FC吸音板时，从板中部开始向板的四边固定。FC吸声板按框格尺寸裁割准确，隔墙端部的石膏板与周围的墙或柱留有3mm的槽口。施铺罩面板时，先在槽口处加注嵌缝膏，然后铺板并挤压嵌缝膏使面板与邻近表层接触紧密。

三、主要材料及技术指标

主要材料包括砂、石、水泥、钢筋、无纺土工布、EVA防水板、防火涂料、减振橡胶板、橡胶沥青、FC吸声板等，质量符合国家和行业标准。

（一）橡胶板（条）主要技术指标

橡胶板（条）厚度10mm+0.8mm，扯断强度不低于80kg/cm2，扯断伸长率不小于300%，扯断永久变形不大于35%，硬度60～70（邵尔A），老化系数（70℃/72h按抗张积）不小于0.75。

（二）吸音棉主要技术指标

①密度：＜500kg/m3；②质量吸湿率：应不大于3.0%；③热传导率：≤0.04W/m.K；④耐热度：≥700℃；⑤阻燃性：A级以上；⑥无黏结剂，无气味；⑦耐腐蚀性：耐强酸、强碱，长时间不会减低其功能特性；⑧回弹性：复原性极好；⑨弯曲破坏荷载≥130kN。

（三）FC吸声板主要技术指标

FC吸声板规格600mm×600mm，厚度10mm，穿孔率12%～16%。降噪系数（NRC）≥0.7；隔声量≥10dB；防火性能等级满足GB8624-2006中E级及以上要求。

四、工艺验证

为获取隧道减振降噪施工技术的实际效果，采用相同车辆在相同环境下分别行驶在隧道减振降噪路段和隧道一般路段的试验方法进行比较分析，分别收集了5组车辆产生的振动速度和噪声值。

（一）车辆振动检测

检测仪器：采用TC-4850测振仪。

检测结果：根据检测数据分析，采用载重约50t的汽车以匀速50km/h的速度行驶经过减振降噪路段时，产生的平均最大质点振动速度为0.0058cm/s，经过普通路段产生的平均最大质点振动速度为0.0074cm/s。因此，通过计算可以得出隧道减振结构可将车辆通过产生的振动减少21.6%。

（二）车辆噪声检测

检测仪器：采用AR844数字噪音计。

检测结果：根据检测数据分析，当载重约50t重的汽车以匀速50km/h的速度行驶，分别距离减振降噪路段和普通路段检测点110m～20m时的噪声分贝差值呈由大到小，其中最大差值为3.00dB位于110m处，降幅达4.2%；最小差值为0.66dB位于20m处，降幅达0.8%。

五、结语

公路隧道工程的建设中，为了满足公路运营期某些路段对隧道工程的减振降噪要求，通过调整隧道断面结构、应用新材料、增设降噪设施、优化隧道路面结构等技术设计措施，能够在一定程度上减轻车辆通过隧道时产生的振动和噪声。