周建國(guó),郭建民,王 敏
(濟(jì)南軌道交通集團(tuán)有限公司,山東 濟(jì)南 250101)
地鐵施工期間交通疏解方案優(yōu)化研究
周建國(guó),郭建民,王 敏
(濟(jì)南軌道交通集團(tuán)有限公司,山東 濟(jì)南 250101)
地鐵車站通常設(shè)置于道路交叉口等車流和人流較為集中的區(qū)域,且因地鐵施工周期長(zhǎng),施工期間對(duì)道路交通影響較大,制定交通疏解方案是保證路面交通有序、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。針對(duì)濟(jì)南市軌道交通R3線盛福莊站,設(shè)計(jì)了施工期間的兩種交通疏解方案,并綜合考慮各因素,利用AHP層次分析法,對(duì)兩種方案進(jìn)行了評(píng)價(jià)比選。
地鐵施工;交通疏解;AHP層次分析
近年來(lái),我國(guó)大中城市地鐵建設(shè)進(jìn)入高潮期。地鐵具有大運(yùn)量、低能耗、快捷環(huán)保等特點(diǎn),是解決大城市交通擁堵的有效手段,大力發(fā)展以地鐵為骨干的公共交通體系成為城市交通發(fā)展的新思路。地鐵線路往往沿既有道路敷設(shè),穿過(guò)城市建成區(qū)繁華地段,地鐵建設(shè)施工會(huì)占用既有道路部分或全部車道,降低道路通行能力[1-3]。同時(shí),地鐵具有建設(shè)周期長(zhǎng)、施工圍擋范圍大等特點(diǎn),在城市中因地鐵建設(shè)形成的圍擋區(qū)域隨處可見(jiàn)。對(duì)城市交通帶來(lái)較大的影響[4-6]。通過(guò)設(shè)計(jì)合理的交通疏解方案,組織臨時(shí)的交通疏導(dǎo)和安全保障措施,確?,F(xiàn)場(chǎng)施工的順利進(jìn)行和交通有序、安全通行是十分重要和必不可少的。
濟(jì)南市軌道交通R3線一期工程南起龍洞莊站,北至灘頭站(預(yù)留),線路長(zhǎng)約21.6 km,主要沿龍鼎大道、奧體西路、工業(yè)北路、濟(jì)南新東站南北向主軸走行,均為地下線。共設(shè)地下車站13座(含1座預(yù)留),其中換乘站6座,平均站間距約1.78 km。一期工程按一段一場(chǎng)設(shè)置,線路南端設(shè)龍洞停車場(chǎng),北端設(shè)濟(jì)南東車輛段。在濟(jì)南東車輛段內(nèi)設(shè)主變電所一座。
R3線盛福莊站位于奧體西路與花園路交叉口處,沿奧體西路敷設(shè)(見(jiàn)圖1)。該站所處位置為東部新城區(qū),施工線路周邊路網(wǎng)密度低,可替代路徑少,路面交通組成復(fù)雜。設(shè)計(jì)合理的交通疏解方案,是盛福莊站工程順利實(shí)施、區(qū)域交通有序運(yùn)行的前提。
圖1 施工區(qū)周邊道路示意圖
盛福莊站施工期間,周邊受影響的道路主要有東西走向的花園東路和工業(yè)南路等,南北向的奧體西路、奧體中路和崇華路等。各條道路現(xiàn)狀交通情況見(jiàn)表1。
表1 施工區(qū)域道路概況
奧體西路是濟(jì)南東部城區(qū)南北向的主要通道,承擔(dān)重要的早晚高峰客流。奧體西路現(xiàn)狀交通區(qū)段化差異顯著,花園東路以南段主要承擔(dān)來(lái)自花園東路、工業(yè)南路的轉(zhuǎn)向交通,現(xiàn)狀交通流量較大,花園東路以北路段主要承擔(dān)來(lái)自?shī)W體中路的分流交通,現(xiàn)狀交通流量較小。
奧體西路西側(cè)尚未實(shí)現(xiàn)規(guī)劃,道路網(wǎng)較稀疏,缺乏南北向貫通的道路。因此,施工期間將奧體西路封閉,南北向車流主要由奧體中路承擔(dān)。東西方向的花園東路和工業(yè)南路轉(zhuǎn)向車流也將集中到奧體中路。目前,奧體中路自身車流飽和度已達(dá)0.604,客流分擔(dān)能力有限。奧體西路的封閉會(huì)導(dǎo)致奧體中路的交通擁堵。因此,該路段地鐵線路和車站施工期間,應(yīng)盡量減少對(duì)奧體西路通過(guò)能力的影響。
交通疏解方面是為了減少地鐵施工對(duì)周邊道路交通的影響,同時(shí)要保證工程的順利實(shí)施。交通疏解方案設(shè)計(jì)是對(duì)交通通行能力和工程實(shí)施靈活性的協(xié)調(diào)與平衡,需要建立在對(duì)車站周邊道路和交通狀況充分了解的基礎(chǔ)上,確定合理的施工工藝和施工流程,借助有效的交通管理手段,制定施工期間道路交通的組織方案。圖2為地鐵施工期間交通疏解方案設(shè)計(jì)思路。
圖2 地鐵施工期間交通疏解方案設(shè)計(jì)思路
根據(jù)現(xiàn)狀道路實(shí)際情況,盛福莊站地鐵施工期間交通疏解方案制定應(yīng)遵循以下原則:
(1)以人為本,優(yōu)先保障行人、非機(jī)動(dòng)車及公交車通行。非機(jī)動(dòng)車和公交車為低碳環(huán)保的出行方式。濟(jì)南市地勢(shì)南高北低,路面崎嶇不平,電動(dòng)車是市民出行的一種重要交通工具,是道路交通的重要組成部分,優(yōu)先考慮預(yù)留行人與非機(jī)動(dòng)車的通行。
(2)條件許可時(shí),爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)“占一還一”。通過(guò)綠化帶改造、非機(jī)動(dòng)車道改人非混行等方式,充分利用剩余道路資源,補(bǔ)償施工占用的通行空間。
(3)同步考慮交通設(shè)施的拆除、遷改、臨建、新建。地鐵施工造成的交通設(shè)施的拆除、遷改工作量較大,施工前后以及施工過(guò)程中,需進(jìn)行多次設(shè)施的改造建設(shè)。為避免同一設(shè)施的多次拆改,減少資源浪費(fèi),需同步考慮交通設(shè)施的拆除、遷改、臨建和新建。
(4)完善工程措施,保障交通安全。交通安全是工程實(shí)施的重中之重,交通疏解方案必須做好安全防護(hù)措施,保證道路通行區(qū)域的交通安全。
盛福莊站規(guī)劃為R3線與M6線換乘車站,為地下二層島式車站。車站主體位于交叉口正中間,橫跨花園東路,如果采取車站主體一體化施工,需將整個(gè)交叉口圍擋,阻礙奧體西路和花園東路2條道路的通行。因此,該站需采用分步施工方案。依據(jù)所制定的疏解原則,按照不同的施工工序,針對(duì)盛福莊站設(shè)計(jì)了兩種交通疏解方案。
方案一中,車站主體采用明挖法施工,分兩期實(shí)施。第一期實(shí)施車站北側(cè)主體部分,第二期實(shí)施南側(cè)主體部分。施工過(guò)程中保證交叉口有半幅路面可以供車輛通行(見(jiàn)圖3)。
圖3 盛福莊站交通疏解方案一示意圖
一期施工圍擋區(qū)域及交通疏解方案見(jiàn)圖3(a)。交叉口中心往北部分路段實(shí)施圍擋,施工車站北側(cè)主體部分。圍擋區(qū)域阻隔了花園路北半幅道路通行,花園路東進(jìn)口渠化,改造雙向5車道,2條人非混行道,奧體西路南進(jìn)口正常通行,北進(jìn)口兩側(cè)各留1條人非混行道。施工周期20個(gè)月。二期施工圍擋區(qū)域及交通疏解方案見(jiàn)圖3(b),對(duì)奧體西路南側(cè)路段實(shí)施圍擋,施工車站南側(cè)主體。圍擋區(qū)域阻隔了花園路南半幅道路通行,花園路西進(jìn)口渠化,改造雙向5條機(jī)動(dòng)車道,2條人非混行道。為方便公交車通行,預(yù)留1條右轉(zhuǎn)公交專用道,奧體西路北進(jìn)口路段正常通行。施工周期20個(gè)月。
方案二中,考慮到方案一施工周期過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題,采用蓋挖法與明挖法配合使用的方案。蓋挖法施工相比明挖法施工的難度和費(fèi)用更高,但是蓋挖法施工能夠縮短對(duì)路面交通的影響時(shí)間。第一期采用蓋挖法施工車站主體中間結(jié)構(gòu)及明挖法施工北側(cè)部分主體結(jié)構(gòu),第二期采用明挖法施工車站主體兩側(cè)剩余部分主體結(jié)構(gòu)。
一期施工圍擋見(jiàn)圖4(a)。初期采用明挖法施工奧體西路北側(cè)區(qū)域,蓋挖法施工交叉口南側(cè)部分區(qū)域?;▓@路南半幅道路受到阻隔,對(duì)花園路西進(jìn)口進(jìn)行渠化,保留2條入口直行車道,1條右轉(zhuǎn)公交專用道,施工周期1個(gè)月。二期施工圍擋見(jiàn)圖4(b)。路口蓋挖施工實(shí)現(xiàn)路面封頂,奧體西路路口南北兩側(cè)區(qū)域?qū)嵤﹪鷵酰瑫r(shí)進(jìn)行明挖施工,利用路口剩余的北半幅道路改造2條人非混行道及雙向4車道,施工周期20個(gè)月。
圖4 盛福莊站交通疏解方案二示意圖
交通疏解的目的是滿足周邊道路交通需求,保障施工期間區(qū)域交通運(yùn)行穩(wěn)定。尤其是地鐵施工周期長(zhǎng),對(duì)周邊道路交通的影響大,因此,在進(jìn)行交通疏解方案設(shè)計(jì)時(shí),需要對(duì)方案進(jìn)行合理評(píng)價(jià),保證方案的有效性[7-8]。本文綜合考慮施工難度、工程周期、交叉口通行能力、安全性等因素,采用層次分析的方法,對(duì)盛福莊站的兩種交通疏解方案進(jìn)行了比選。
將方案選擇作為層次分析法的目標(biāo)層,兩種交通疏解方式方案作為備選方案,交通疏解方案優(yōu)劣的各個(gè)影響因素構(gòu)成準(zhǔn)則層,本文構(gòu)建的層次結(jié)構(gòu)模型見(jiàn)圖5。
圖5 層次結(jié)構(gòu)模型
由圖5可以看出,層次結(jié)構(gòu)模型中,準(zhǔn)則層共包含6方面因素,這些因素都對(duì)交通疏解方案的選擇構(gòu)成影響,但是,每個(gè)因素的重要程度有所不同。分別對(duì)各因素對(duì)方案選擇的影響程度進(jìn)行兩兩比較,確定各因素對(duì)于目標(biāo)層影響所占的比重。
用aij表示第i個(gè)因素相對(duì)于第j個(gè)因素的比較結(jié)果,則:
矩陣A稱為成對(duì)比較矩陣。
比較時(shí)取1~9尺度,其中aij=1,表示因素i與因素j的影響相同;表示第i個(gè)因素比第j個(gè)因素影響絕對(duì)地強(qiáng)。通過(guò)咨詢市政、工程、交通等方面的相關(guān)專業(yè)人員對(duì)各影響因素重要程度進(jìn)行比較打分,比較結(jié)果見(jiàn)表2。
表2 成對(duì)比較矩陣
其中,A1~A6分別表示施工難度、工程周期、交叉口通行能力、人非通行能力、交通安全性、公交可達(dá)性等。由比較結(jié)果可以得到成對(duì)比較矩陣如下:
依據(jù)Saaty等人提出的特征根法,以成對(duì)矩陣最大特征根對(duì)應(yīng)的歸一化特征向量作為權(quán)向量。計(jì)算層次單排序的權(quán)向量如下:
w={0.37,0.78,0.274,0.089,0.432,0.089}
對(duì)成對(duì)矩陣A進(jìn)行一致性檢驗(yàn),計(jì)算的一致性比率CR=0.08<0.1,通過(guò)了一致性檢驗(yàn),權(quán)向量w能夠反映各因素對(duì)目標(biāo)層的影響程度。
同理,構(gòu)造方案層對(duì)指標(biāo)層各因素的對(duì)比矩陣如下:
計(jì)算總排序權(quán)向量并做一致性檢驗(yàn),得到兩個(gè)方案的總排序權(quán)向量W0為:
對(duì)總排序進(jìn)行一致性檢驗(yàn),計(jì)算的一致性比率CR=0.06<0.1,通過(guò)了一致性檢驗(yàn)。說(shuō)明可以依據(jù)總排序權(quán)向量進(jìn)行決策??傮w看來(lái),方案二比方案一更優(yōu)。
針對(duì)方案二,借助交通流模型,對(duì)交通疏解方案實(shí)施后施工區(qū)域各路段交通量進(jìn)行了預(yù)測(cè),見(jiàn)表3。
施工期間,奧體西路通過(guò)能力下降,交通流量降低。施工期內(nèi)其他道路流量均有所增加,特別是奧體中路和花園東路流量增加明顯。雖然施工導(dǎo)致周邊道路流量增加,但現(xiàn)有路網(wǎng)基本能夠滿足交通出行需求,且各條道路交通流量分布相對(duì)均勻,各條道路的服務(wù)水平依然保持原有狀態(tài)。由客流分析可知,方案二確定的交通疏解方法,能夠有效保障施工期間周邊道路交通的穩(wěn)定有序。
表3 施工期間道路交通流狀態(tài)
地鐵施工期間不可避免會(huì)占用道路資源,影響周邊道路通行。在進(jìn)行交通疏解方案設(shè)計(jì)時(shí),需綜合考慮多方面因素,保證方案的有效性。本文以盛福莊站為例,設(shè)計(jì)了不同的交通疏解方案,并綜合考慮了交通流、工程實(shí)施、安全性等多方面因素,利用AHP層次分析法對(duì)方案進(jìn)行了比選,對(duì)指導(dǎo)下步施工具有重要參考價(jià)值。
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1009-7716(2016)10-0019-04
10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.10.007
2016-08-18
周建國(guó)(1977-),男,山東濟(jì)寧人,工程師,從事軌道交通規(guī)劃設(shè)計(jì)及管理工作。