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

0　引言

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。

1　工程概況

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。

2　交通疏解思路及原則

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。

3　交通疏解方案設(shè)計(jì)

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

4　交通疏解方案比選

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)

5　結(jié)　語(yǔ)

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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U491

B

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。