陳禮彪，鄔曉光，蘇興矩，盧興利，鐘元慶

（1. 福建省高速公路建設總指揮部，福建 福州 350000；2. 長安大學，陜西 西安 710000；3. 福建廈蓉高速公路漳龍段擴建工程有限公司，福建 龍巖 364000，E-mail:sxj1236@163.com；4. 中國科學院 武漢巖土力學研究所，湖北 武漢 430071）

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，高速公路交通量持續(xù)增長。許多早期建成的高速公路已經(jīng)難以滿足交通需求，并且在巨大的交通壓力下出現(xiàn)了嚴重破損。為了保證高速公路快速、高效、安全的職能，國內(nèi)已有多個省市開展了高速公路改擴建。高速公路改擴建是在既有高速公路的基礎上進行的，在施工過程中，勢必會對原有交通及周邊路網(wǎng)產(chǎn)生影響，合理的交通組織方案能夠保證改擴建施工路段的暢通與安全。

許多學者在高速公路改擴建成功實施的基礎上，進行了大量交通組織方案的研究。如王淼[1]運用交通供需均衡理論，設計并論證了安新高速公路改擴建期間采取“行車不分流”交通組織方案的可行性。黃進堂等[2]在分析交通特征的基礎上，介紹了滬寧高速改擴建期間采取的交通組織經(jīng)驗。汪超[3]結合佛開高速改擴建工程方案，針對不同施工階段提出與其相適應的交通組織方案?？梢钥闯龈咚俟犯臄U建的順利實施需要合理完善的交通組織方案作為支撐。

目前，國內(nèi)已完成的高速公路改擴建工程大部分是在地勢平坦地區(qū)開展，施工難度較小，交通組織方案相對單一。然而，隨著改擴建工程的全面實施，一些位于山嶺地區(qū)的高速公路也逐漸進入改擴建時期。山嶺地區(qū)的高速公路由于地形復雜，橋隧比重大，互通立交布置局促，并且交通走廊帶受地形限制，改擴建能夠利用的空間有限，道路選線難，相較于平原地區(qū)高速公路的改擴建施工面臨的困難多，其交通保暢方案的設計也更加復雜。廈蓉高速漳龍段就是福建省第一條在山區(qū)進行拓寬改造的高速公路。本文通過分析廈蓉高速公路交通特征，結合山區(qū)高速改擴建工程特點，對山區(qū)高速公路改擴建交通組織方案進行研究，以保證道路通行能力與行車安全[4]。

1 典型改擴建交通組織形式

典型改擴建交通組織形式有如下6種。

（1）全封閉式。封閉全部原有交通，將車輛分流到其他道路上，然后再組織施工作業(yè)。沈大高速公路和西寶高速公路改擴建期間即采用全封閉式交通組織。該方法便于控制和縮短工期，易于保證施工質(zhì)量和交通安全；但是對分流道路的交通壓力很大。

（2）半幅封閉式。封閉高速公路其中半幅交通，并在此半幅進行施工作業(yè)，將該半幅交通分流或改移至另半幅雙向行駛。連霍高速公路及佛開高速公路改擴建期間即采用半幅封閉式交通組織。該方法的優(yōu)點是施工作業(yè)對交通干擾小，施工安全性高。缺點是增加了相鄰道路壓力，降低道路服務水平，存在一定安全隱患。

（3）全幅區(qū)分車型分流式。通過限制部分車型駛入高速公路，并將其分流到其他道路之后再組織施工。滬寧高速公路改擴建期間采用該方法。其優(yōu)點是能夠保障高速公路和分流路網(wǎng)的通行能力，實現(xiàn)左右幅施工、作業(yè)面大、工期短；但安全性能較低。

（4）半幅區(qū)分車型分流式。將單向部分車輛分流到其他道路，限制部分車型駛入半幅高速公路之后再組織施工。該方法的優(yōu)點是能夠減輕擴建半幅和分流道路的交通壓力，缺點是該方法影響半幅路面的交通能力、工期較長、交通組織較為復雜。

（5）開放式。即不進行交通管制，立即組織施工作業(yè)。該方法的優(yōu)點是不影響既有交通出行路線，但是施工、交通干擾較大，施工期間存在安全隱患。

（6）組合式。即在作業(yè)過程中，采用上述兩種及以上方案進行交通組織，該方案靈活多樣，能夠根據(jù)工程具體情況制定適宜的方案；但是其交通組織復雜，工序繁瑣。

廈蓉高速公路位于山嶺地區(qū)，地形地勢復雜，改擴建能夠利用的空間有限，需要根據(jù)項目的具體設計文件和特點因地制宜地選擇交通組織方法[5]。故在交通組織方案選擇上，常常是以多種交通組織方式相組合的手段來保證施工的順利實施和交通的安全暢通。

2 廈蓉高速改擴建交通組織總體方案

廈蓉高速漳龍段是龍巖往來廈門，連接江西、湖南等中西部城市的主要干線，是沿線經(jīng)濟社會、城市建設的重要交通依托。老路為4車道，設計速度 80km/h。項目全線 126.06km，起于漳州天寶，終于龍巖蛟洋，通過老路擴建、新建復線的方式將4車道改擴建至 8車道，其中包括對既有漳龍高速的兩側或單側加寬、新建復線、橋梁拼寬、隧道原位擴建等施工部分。項目位于福建山嶺區(qū)，地形起伏大，并且高速、國道和鐵路處于同一走廊帶，改擴建操作空間有限。改擴建的實施會對沿線居民出行造成不便，并且因為施工造成的交通量分流也會對周邊路網(wǎng)造成極大的壓力，所以在進行改擴建施工的過程中，需要制定合理的交通組織方案，保證改擴建期間交通的暢通安全，并保障施工順利實施[5]。

高速公路改擴建期間的交通組織方案需要解決兩方面問題:一是如何保持與周邊路網(wǎng)的連通性和可達性并降低對周邊道路的交通影響；二是如何減小施工及交通流兩者之間的相互影響，保障高速公路的服務水平。本文從這兩方面進行研究，制定廈蓉高速漳龍段交通組織總體方案。

項目區(qū)域內(nèi)主要干線公路網(wǎng)有廈蓉高速漳龍段、G319、莆永高速、永漳高速。其中莆永高速與永漳高速繞行距離較遠，分流能力有限，改擴建施工對其影響較小，所以項目區(qū)域主要分流干線僅有與廈蓉高速漳龍段平行的G319。根據(jù)2008年廈蓉高速漳龍段的觀測數(shù)據(jù)，漳龍段整體交通量尚未飽和；而G319漳龍段的擁擠度較高，路段趨于飽和，如表1所示。

表1 廈蓉高速漳龍段交通量（pcu/d）

從路網(wǎng)布局及現(xiàn)有交通量分配來看，漳龍交通運輸通道交通量主要由廈蓉高速漳龍段和G319分擔，但G319相對擁擠，高速公路改擴建實施時，G319能夠分擔的車流量較小。并且從廈蓉高速漳龍段和 G319的交通量分擔率來看，從 2004年至2008年，G319的分擔率呈下降趨勢，廈蓉高速漳龍段的交通量分擔率呈上升趨勢，新增交通量主要由高速公路承擔，如表2所示。

表2 漳龍交通運輸通道道路交通量分擔率（%）

綜上分析可知，廈蓉高速漳龍段周邊主要干線交通量趨于飽和，能夠接納的交通量有限，且近年來漳龍交通運輸通道增長交通量均由廈蓉高速漳龍段吸收，如果采取封閉施工或者是分車型通行施工，會影響該區(qū)域車輛的空間可達性，對居民出行和社會經(jīng)濟發(fā)展造成嚴重影響。為了保障車輛通行并降低對周邊道路的交通影響，改擴建期間采取“邊施工、邊通行、車輛不分流”的交通組織總體方案，施工期間仍維持雙向四車道通行，且全線不限速，仍維持 80km/h行駛，在對互通立交改擴建施工中，不封閉施工，通過臨時保通便道，保持與周邊路網(wǎng)的連通性和可達性。

根據(jù) 2018年廈蓉高速漳龍段實際交通量統(tǒng)計結果，2018年廈蓉高速漳龍段高峰時段日均交通量達到 29623pcu/d，道路實際通行能力為 51752.2 pcu/d，高峰時段計算飽和度為λ=29623/51752.2=0.57，故2018年施工期間服務水平維持在二級。根據(jù)高速公路交通量實際統(tǒng)計結果，2012~2017年高峰時段日均交通量均小于 2018年高峰時段日均交通量，這反映了廈蓉高速漳龍段在改擴建期間保證雙向四車道通行，且全線車輛限速80km/h，其服務水平一直維持在二級。在廈蓉高速漳龍段改擴建期間，交通組織總體方案保證了全線車輛行駛暢通，未發(fā)生大面積擁堵，并且交通事故發(fā)生率為零，很好地提高了改擴建路段的安全性并保障了施工的順利進行。

廈蓉高速漳龍段區(qū)別于其他高速公路改擴建工程，其是少數(shù)在山區(qū)進行拓寬改造的高速公路。山區(qū)高速公路區(qū)別于平原地區(qū)高速公路最大的特征在于，路線中橋隧所占比重大，存在原位擴建隧道的情況，并且由于地形地勢的限制，單一的采用一種改擴建方式是不可能的，常常需要通過轉換段加寬來解決工程中遇到的復雜問題。并且山區(qū)高速由于受到地形及早期設計理念的限制，存在很多設計不合理的部分，長下坡是困擾廈蓉高速的一個事故黑點，通過此次改擴建工程，消除事故黑點，保障行車安全，也是山區(qū)高速公路改擴建的主要目標之一。廈蓉高速漳龍段基于“邊施工、邊通行、車輛不分流”的交通組織總體方案，根據(jù)項目特點，提出了與其適應的交通組織方案，本文就山區(qū)高速改擴建中轉換段加寬、長下坡改擴建、原位隧道擴建等典型交通組織方案進行深入分析及優(yōu)化，為以后的山區(qū)高速公路改擴建提供參考。

3 轉換段改擴建交通組織

山區(qū)高速公路改擴建應綜合考慮全線地形地貌、沿線建筑物分布情況，選擇靈活多樣的改擴建方式，以適應不同路段的具體特點。因此，高速公路改擴建時經(jīng)常出現(xiàn)兩種改擴建方式組合的情況，即轉換段加寬。通過合理設置轉換段加寬，可以解決施工過程中遇到的復雜問題。但是轉換段施工時需要拆除原有中央分隔帶，同時車輛行駛至轉換段時需要多次變換車道，施工期間對正常交通影響較大，不利于交通組織。

廈蓉高速賴坑過渡段需要進行單側加寬與單側加寬的轉換。過渡段轉換線路共存在三幅路面，分別為新建左側下行路幅、新建右側上行路幅，以及原右側上行線路幅轉移至原左幅下行線路幅的中間路幅。其具體的施工及交通組織方案依次為:

（1）路基拼接施工。該階段保持原有高速公路雙向四車道通行。此階段主要進行的工作:填筑或開挖既有高速公路兩側拼寬部分的路基，防護工程兩側拼寬涵洞、設置臨時排水系統(tǒng)（見圖1）。

圖1 新建或拼接兩側高速公路路基交通組織

（2）此階段需要拆除龍巖西方向路段外側護欄，鋪筑龍巖西方向一側拼寬部分臨時路面及部分新建永久路面。該階段保持原有高速公路雙向四車道通行，拆除護欄位置設置臨時安全設施及交通標志（見圖2）。

圖2 鋪龍巖西方向（下行線）拼接臨時路面及永久路面，修建保通便道交通組織

（3）修建臨時保通便道，改移現(xiàn)有施工線路，拆除古田方向路段外側護欄，鋪筑古田方向路段單側拼寬部分永久路面工程。施工期間，龍巖西方向行車改移至外側拼寬路基上行駛，古田方向行車改移至原龍巖西方向行車道，后又改移回現(xiàn)有高速公路通道，現(xiàn)有高速公路維持雙向四車道通車，拆除護欄位置設置臨時安全設施、交通標志，改路位置設計臨時圍擋導行措施（見圖3）。

圖3 龍巖西方向、古田方向行車改移并新建從紅坊方向的上行線交通組織

（4）修建臨時保通便道，改移古田方向行車線路，拆除現(xiàn)高速公路中央分隔帶護欄、路面，施工修建轉換線路基及其永久路面工程。施工期間，龍巖西方向行車維持現(xiàn)在改移位置，古田方向行車改移至新建拼寬路基上，現(xiàn)有高速公路維持雙向四車道通車，拆除護欄位置設置臨時安全設施、交通標志，改路位置設計臨時圍擋導行措施（見圖4）。

圖4 改移古田方向（上行線）的行車及修建轉換線既有高速路基右線接左線交通組織

（5）修建臨時保通便道，改移古田方向以及龍巖西方向行車線路，拆除龍巖西方向單側拼寬部分臨時路面及原有路面，重新施工永久路面。施工期間，龍巖西方向行車改移至行車轉換線上，最后再轉移回原高速公路行車線上，古田方向行車保持改移后線路通行。現(xiàn)有高速公路維持雙向四車道通行，改移線路位置設置臨時安全設施、交通標志以及臨時圍擋導行措施（見圖5）。

圖5 古田方向行車改移至轉換線及新建龍巖西方向單側拼寬部分臨時路面及原有路面交通組織

（6）拆除臨時保通便道，恢復正常交通，保持上行四車道通行，下行兩車道通行，完善路基路面排水系統(tǒng)及相關景觀綠化工作（見圖6）。

圖6 交通導改完成既有下行線改為上行線、紅坊方向接既有上行線及新建下行線交通組織

4 長下坡路段改擴建交通組織

早期山區(qū)高速公路由于地形及設計理念的限制，部分路段平縱面指標較低，甚至不滿足行車安全要求，車輛行駛過程中存在事故多發(fā)路段及事故黑點路段。廈蓉高速和溪段有長達21km的連續(xù)長下坡，坡率大，轉彎半徑小，通車以來，發(fā)生了多起嚴重交通事故。通過此次改擴建，盡可能消除現(xiàn)有道路上存在的安全隱患，并通過交通組織保障既有道路交通流的安全通行是此次高速公路改擴建工程的主要目標之一。此次廈蓉高速改擴建工程通過新建下行線并將原有高速改為上行線的方式解決了連續(xù)長下坡的安全問題，如圖7所示，提高了新建高速公路行車安全性及舒適度[6]。

圖7 長下坡路段改擴建實施方案

具體施工及交通組織方案如下:

（1）在原有高速公路下行線旁新建下行四車道，將原最大坡度6%、平均坡度3.5%的老下行線改為最大坡度2.9%、平均坡度1.75%的新下行線，且新建下行線設計了兩個上坡，將長下坡分割為三段，有限地避免了原有坡長彎多的情況，保證山區(qū)高速行車的安全性。此階段保持原有高速公路雙向四車道通行。

（2）原下行線路面改造。此階段封閉原下行線，將原下行線車輛引導至新建下行線通車，原上行線保持通行狀態(tài)。

（3）原上行線路面改造。此階段封閉原上行線，將原上行線車輛引導至原下行線通車，下行線維持現(xiàn)在改移狀態(tài)。

（4）恢復正常交通流通行，上行線在原有高速上四車道通行，下行線在新建高速上四車道通行，完善路基路面排水系統(tǒng)及相關景觀綠化工作。

5 互通立交及二擴四隧道改擴建交通組織

廈蓉高速漳龍段改擴建工程中隧道眾多，存在兩側分離式新建隧道和原位擴建等方案。后祠二擴四隧道是廈蓉高速漳龍段改擴建控制性工程之一，因地質(zhì)條件復雜，施工難度大，施工過程中需要兼顧相鄰原后祠隧道左線安全正常通行，并且與適中立交相連，施工交通組織難度大。適中互通改造和后祠二擴四隧道相互限制影響。為了保證適中互通各個方向交通流的暢通和后祠隧道右線二擴四的施工，需要兩次大的交通轉換才能順利實施[7，8]。

交通轉換前準備工作:新建左線后祠隧道，修筑臨時保通便道，如圖8（a）所示。

第一次交通轉換:新建左線三車道后祠隧道、適中收費站，施工完成后，主線下行（龍巖往漳州方向）走新建左線后祠三車道隧道，上行線仍走既有右線隧道，停止既有左線隧道通車。

第二次交通轉換:拆除舊收費站續(xù)建Z、Z＇橋。主線下行（龍巖往漳州方向）仍走新建左線隧道，既有左線隧道改造施工完成后，上行線走既有左線隧道，既有右線隧道進行二擴四施工。

具體轉換步驟:

（1）龍巖往漳州方向。既有高速公路左線（龍巖往漳州方向）通過H匝道轉入新建的后祠隧道三車道，在隧道出口利用新建收費站的下適中匝道進入新啟用的收費內(nèi)廣場U轉至E匝道，進入服務區(qū)，從服務區(qū)駛入主線。如圖8（b）所示。

（2）龍巖往適中方向。車輛通過H匝道進入新建后祠隧道后，從新建后祠隧道出口沿連接路基進入新修匝道到新修A匝道，再進入新建適中收費站出站，進入適中。如圖8（b）所示。

（3）適中往漳州方向。車輛由國道319進入R匝道，經(jīng)由A匝道過新建適中收費站，經(jīng)由E匝道進入新建服務區(qū)，由服務區(qū)經(jīng)由J匝道進入Z主線。因為新建互通的匝道與舊互通的匝道基本重疊交叉，交通改由服務區(qū)進入主線后，新建的適中互通的喇叭匝道才能施工。如圖8（b）所示。

（4）漳州往龍巖方向。封閉老后祠隧道左線后，漳州往龍巖方向車流依舊走右線，在此期間修筑Z、Z＇橋、互通匝道、保通便道。待工程量完成之后，漳州到龍巖的車流從老右線經(jīng)A1保通便道進入新右線半幅上行駛，順右線橋經(jīng)C2保通便道進入老后祠隧道左線，從老后祠隧道左線出來后經(jīng)D1保通便道進入老右線行駛。如圖8（c）所示。

（5）交通轉換結束。待后祠隧道右線二擴四施工結束，開出所有臨時保通便道，主線按設計雙向八車道通行，施工結束[9~11]。如圖8（d）所示。

圖8 適中互通、莒州樞紐、后祠隧道二擴四交通組織圖

6 結語

廈蓉高速漳龍段是典型的山區(qū)高速公路改擴建工程，改擴建期間面臨復雜的條件與困難，本文通過對該項目的交通組織方案進行研究，確定了其交通組織總體方案，并對山區(qū)高速改擴建中轉換段、長下坡、隧道原位擴建及互通立交的施工交通組織方法進行了重點分析，為廈蓉高速漳龍段改擴建的順利實施，及施工過程中行駛車輛的安全與暢通起到了關鍵作用，填補了國內(nèi)山區(qū)高速公路交通組織設計的空白，為之后山區(qū)高速改擴建交通組織方案設計提供參考。

（1）本文在總結了高速公路改擴建施工交通組織類型及各自優(yōu)缺點，山區(qū)高速公路因其復雜性，提出采用組合式交通組織方式，并根據(jù)項目特點，靈活選用各類交通組織方式。

（2）通過對廈蓉高速區(qū)域路網(wǎng)及交通特征進行分析，并調(diào)查了廈蓉高速漳龍段施工期間的交通量并計算高峰時段飽和度，結果反映了采用“邊施工、邊通行、車輛不分流”的交通組織總體方案能夠保障改擴建施工期間道路的暢通與安全，為改擴建施工的順利實施提供保障。

（3）山區(qū)高速公路改擴建受到地形地勢及原有交通走廊帶的影響，在改擴建過程中，常采用組合式加寬方式。轉換段施工的交通組織方案的制定是高速公路改擴建的難點，介紹廈蓉高速單側加寬與單側加寬的轉換工程實例，供同類工程參考。

（4）通過新建下行線，并將原有廈蓉高速主線改為上行線的交通組織方案保障了長下坡改擴建施工的順利進行，徹底消除了老路長下坡帶來的安全隱患，提高了車輛在山區(qū)高速中行駛的安全性和舒適度。

（5）二擴四隧道改擴建交通組織:通過新建左線（右線）隧道，將既有左線（右線）隧道交通流引導至新建左線（右線）隧道、既有右線（左線）隧道交通流引導至既有左線（右線）隧道，封閉既有右線（左線）隧道進行隧道二擴四施工。