地铁施工期间交通疏解方案优化研究

2016-11-16周建国郭建民

城市道桥与防洪 2016年10期

关键词：奥体西路车站

周建国，郭建民，王敏

（济南轨道交通集团有限公司,山东济南 250101）

地铁施工期间交通疏解方案优化研究

周建国，郭建民，王敏

（济南轨道交通集团有限公司,山东济南 250101）

地铁车站通常设置于道路交叉口等车流和人流较为集中的区域，且因地铁施工周期长，施工期间对道路交通影响较大，制定交通疏解方案是保证路面交通有序、稳定运行的关键。针对济南市轨道交通R3线盛福庄站，设计了施工期间的两种交通疏解方案，并综合考虑各因素，利用AHP层次分析法，对两种方案进行了评价比选。

地铁施工；交通疏解；AHP层次分析

0　引言

近年来，我国大中城市地铁建设进入高潮期。地铁具有大运量、低能耗、快捷环保等特点，是解决大城市交通拥堵的有效手段，大力发展以地铁为骨干的公共交通体系成为城市交通发展的新思路。地铁线路往往沿既有道路敷设，穿过城市建成区繁华地段，地铁建设施工会占用既有道路部分或全部车道，降低道路通行能力[1-3]。同时，地铁具有建设周期长、施工围挡范围大等特点，在城市中因地铁建设形成的围挡区域随处可见。对城市交通带来较大的影响[4-6]。通过设计合理的交通疏解方案，组织临时的交通疏导和安全保障措施，确保现场施工的顺利进行和交通有序、安全通行是十分重要和必不可少的。

1　工程概况

济南市轨道交通R3线一期工程南起龙洞庄站，北至滩头站（预留），线路长约21.6 km，主要沿龙鼎大道、奥体西路、工业北路、济南新东站南北向主轴走行，均为地下线。共设地下车站13座（含1座预留），其中换乘站6座，平均站间距约1.78 km。一期工程按一段一场设置，线路南端设龙洞停车场，北端设济南东车辆段。在济南东车辆段内设主变电所一座。

R3线盛福庄站位于奥体西路与花园路交叉口处，沿奥体西路敷设（见图1）。该站所处位置为东部新城区，施工线路周边路网密度低，可替代路径少，路面交通组成复杂。设计合理的交通疏解方案，是盛福庄站工程顺利实施、区域交通有序运行的前提。

图1　施工区周边道路示意图

盛福庄站施工期间，周边受影响的道路主要有东西走向的花园东路和工业南路等，南北向的奥体西路、奥体中路和崇华路等。各条道路现状交通情况见表1。

表1　施工区域道路概况

奥体西路是济南东部城区南北向的主要通道，承担重要的早晚高峰客流。奥体西路现状交通区段化差异显著，花园东路以南段主要承担来自花园东路、工业南路的转向交通，现状交通流量较大，花园东路以北路段主要承担来自奥体中路的分流交通，现状交通流量较小。

奥体西路西侧尚未实现规划，道路网较稀疏，缺乏南北向贯通的道路。因此，施工期间将奥体西路封闭，南北向车流主要由奥体中路承担。东西方向的花园东路和工业南路转向车流也将集中到奥体中路。目前，奥体中路自身车流饱和度已达0.604，客流分担能力有限。奥体西路的封闭会导致奥体中路的交通拥堵。因此，该路段地铁线路和车站施工期间，应尽量减少对奥体西路通过能力的影响。

2　交通疏解思路及原则

交通疏解方面是为了减少地铁施工对周边道路交通的影响，同时要保证工程的顺利实施。交通疏解方案设计是对交通通行能力和工程实施灵活性的协调与平衡，需要建立在对车站周边道路和交通状况充分了解的基础上，确定合理的施工工艺和施工流程，借助有效的交通管理手段，制定施工期间道路交通的组织方案。图2为地铁施工期间交通疏解方案设计思路。

图2　地铁施工期间交通疏解方案设计思路

根据现状道路实际情况，盛福庄站地铁施工期间交通疏解方案制定应遵循以下原则：

（1）以人为本，优先保障行人、非机动车及公交车通行。非机动车和公交车为低碳环保的出行方式。济南市地势南高北低，路面崎岖不平，电动车是市民出行的一种重要交通工具，是道路交通的重要组成部分，优先考虑预留行人与非机动车的通行。

（2）条件许可时，争取实现“占一还一”。通过绿化带改造、非机动车道改人非混行等方式，充分利用剩余道路资源，补偿施工占用的通行空间。

（3）同步考虑交通设施的拆除、迁改、临建、新建。地铁施工造成的交通设施的拆除、迁改工作量较大，施工前后以及施工过程中，需进行多次设施的改造建设。为避免同一设施的多次拆改，减少资源浪费，需同步考虑交通设施的拆除、迁改、临建和新建。

（4）完善工程措施，保障交通安全。交通安全是工程实施的重中之重，交通疏解方案必须做好安全防护措施，保证道路通行区域的交通安全。

3　交通疏解方案设计

盛福庄站规划为R3线与M6线换乘车站，为地下二层岛式车站。车站主体位于交叉口正中间，横跨花园东路，如果采取车站主体一体化施工，需将整个交叉口围挡，阻碍奥体西路和花园东路2条道路的通行。因此，该站需采用分步施工方案。依据所制定的疏解原则，按照不同的施工工序，针对盛福庄站设计了两种交通疏解方案。

方案一中，车站主体采用明挖法施工，分两期实施。第一期实施车站北侧主体部分，第二期实施南侧主体部分。施工过程中保证交叉口有半幅路面可以供车辆通行（见图3）。

图3　盛福庄站交通疏解方案一示意图

一期施工围挡区域及交通疏解方案见图3（a）。交叉口中心往北部分路段实施围挡，施工车站北侧主体部分。围挡区域阻隔了花园路北半幅道路通行，花园路东进口渠化，改造双向5车道，2条人非混行道，奥体西路南进口正常通行，北进口两侧各留1条人非混行道。施工周期20个月。二期施工围挡区域及交通疏解方案见图3（b），对奥体西路南侧路段实施围挡，施工车站南侧主体。围挡区域阻隔了花园路南半幅道路通行，花园路西进口渠化，改造双向5条机动车道，2条人非混行道。为方便公交车通行，预留1条右转公交专用道，奥体西路北进口路段正常通行。施工周期20个月。

方案二中，考虑到方案一施工周期过长的问题，采用盖挖法与明挖法配合使用的方案。盖挖法施工相比明挖法施工的难度和费用更高，但是盖挖法施工能够缩短对路面交通的影响时间。第一期采用盖挖法施工车站主体中间结构及明挖法施工北侧部分主体结构，第二期采用明挖法施工车站主体两侧剩余部分主体结构。

一期施工围挡见图4（a）。初期采用明挖法施工奥体西路北侧区域，盖挖法施工交叉口南侧部分区域。花园路南半幅道路受到阻隔，对花园路西进口进行渠化，保留2条入口直行车道，1条右转公交专用道，施工周期1个月。二期施工围挡见图4（b）。路口盖挖施工实现路面封顶，奥体西路路口南北两侧区域实施围挡，同时进行明挖施工，利用路口剩余的北半幅道路改造2条人非混行道及双向4车道，施工周期20个月。

图4　盛福庄站交通疏解方案二示意图

4　交通疏解方案比选

交通疏解的目的是满足周边道路交通需求，保障施工期间区域交通运行稳定。尤其是地铁施工周期长，对周边道路交通的影响大，因此，在进行交通疏解方案设计时，需要对方案进行合理评价，保证方案的有效性[7-8]。本文综合考虑施工难度、工程周期、交叉口通行能力、安全性等因素，采用层次分析的方法，对盛福庄站的两种交通疏解方案进行了比选。

将方案选择作为层次分析法的目标层，两种交通疏解方式方案作为备选方案，交通疏解方案优劣的各个影响因素构成准则层，本文构建的层次结构模型见图5。

图5　层次结构模型

由图5可以看出，层次结构模型中，准则层共包含6方面因素，这些因素都对交通疏解方案的选择构成影响，但是，每个因素的重要程度有所不同。分别对各因素对方案选择的影响程度进行两两比较，确定各因素对于目标层影响所占的比重。

用aij表示第i个因素相对于第j个因素的比较结果，则:

矩阵A称为成对比较矩阵。

比较时取1～9尺度，其中aij=1，表示因素i与因素j的影响相同；表示第i个因素比第j个因素影响绝对地强。通过咨询市政、工程、交通等方面的相关专业人员对各影响因素重要程度进行比较打分，比较结果见表2。

表2　成对比较矩阵

其中，A1～A6分别表示施工难度、工程周期、交叉口通行能力、人非通行能力、交通安全性、公交可达性等。由比较结果可以得到成对比较矩阵如下：

依据Saaty等人提出的特征根法，以成对矩阵最大特征根对应的归一化特征向量作为权向量。计算层次单排序的权向量如下：

w={0.37,0.78,0.274,0.089,0.432,0.089}

对成对矩阵A进行一致性检验，计算的一致性比率CR=0.08<0.1，通过了一致性检验，权向量w能够反映各因素对目标层的影响程度。

同理，构造方案层对指标层各因素的对比矩阵如下：

计算总排序权向量并做一致性检验，得到两个方案的总排序权向量W0为：

对总排序进行一致性检验，计算的一致性比率CR=0.06<0.1，通过了一致性检验。说明可以依据总排序权向量进行决策。总体看来，方案二比方案一更优。

针对方案二，借助交通流模型，对交通疏解方案实施后施工区域各路段交通量进行了预测，见表3。

施工期间，奥体西路通过能力下降，交通流量降低。施工期内其他道路流量均有所增加，特别是奥体中路和花园东路流量增加明显。虽然施工导致周边道路流量增加，但现有路网基本能够满足交通出行需求，且各条道路交通流量分布相对均匀，各条道路的服务水平依然保持原有状态。由客流分析可知，方案二确定的交通疏解方法，能够有效保障施工期间周边道路交通的稳定有序。