謝興華， 王洪明， 程世勇， 汪洋

(1.四川成樂高速公路有限責(zé)任公司， 四川 成都 610000；2.四川交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院公路交通安全四川高校重點實驗室， 四川 成都 610000)

近年來有關(guān)高速公路改擴建交通組織問題的研究較多，如王淼、汪超、賀海、陳禮彪等分別針對安新(安陽—新鄉(xiāng))、津濱(天津—濱海)、滬寧(上?！暇?、廈蓉(廈門—成都)高速公路改擴建施工交通組織進(jìn)行了分析研究；張明武和馬小虎研究了互通式立交的改擴建施工交通組織；邱禮球等從通行服務(wù)、經(jīng)濟(jì)效益、區(qū)域路網(wǎng)交通影響、交通安全4個方面構(gòu)建了改擴建施工交通組織評價指標(biāo)；霍東芳等對改擴建工程交通組織的服務(wù)水平、負(fù)經(jīng)濟(jì)效益、交通環(huán)境影響評價指標(biāo)體系作了量化分析。從已有工程案例來看，目前所采取的交通組織方式有全封閉、半幅封閉、全幅部分分流、半幅部分分流、開放和組合6種，每種方式都有其適應(yīng)的特殊路網(wǎng)連通條件和通行能力要求，并且除全封閉方式外都不同程度存在安全隱患或影響工期問題，而全封閉方式在路網(wǎng)迂回條件不足的施工路段容易導(dǎo)致片區(qū)性交通出行不便和運輸經(jīng)濟(jì)損失。為此，該文以成樂(成都—樂山)高速公路擴建工程為例，針對上下行路網(wǎng)快速迂回通行條件不平衡的青龍場—眉山路段，探討半幅封閉施工的單向交通組織方法。

1 工程概況

成樂高速公路是四川中部連接成都與眉山、樂山的黃金旅游通道，也是G5京昆(北京—昆明)高速公路與G93成渝(成都—重慶)環(huán)線高速公路的共用段，是國家公路網(wǎng)規(guī)劃的重要聯(lián)絡(luò)線，交通量自建成通車以來一直呈快速增長。其中青龍場—眉山段2015年的觀測交通量為37 153 pcu/d，達(dá)到設(shè)計交通量的70%，加之貨車占比達(dá)48%，在高峰期易出現(xiàn)車輛緩行和堵塞現(xiàn)象，已無法適應(yīng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會和交通發(fā)展需要。為此，該路自2017年開始實施擴容建設(shè)，由原雙向四車道擴建為雙向八車道，擴建主線全長127.6 km，其中新建41.5 km，原路加寬86.1 km。

該高速公路是四川省首條實施擴建的高速公路，由于交通量巨大、通道地位突出，且原路多為低路堤設(shè)計，存在橋涵凈空不足、上跨通道少、縱向借道或臨時新建便道困難、結(jié)構(gòu)物和路面病害多、棄土和取土場分散等多種不利因素，施工及交通組織難度大、安全風(fēng)險高。為探索安全高效的擴建工程施工技術(shù)及交通組織策略，為全路施工積累經(jīng)驗，選擇交通量最大但地形條件相對較好的青龍場—眉山段作為試驗段，采用設(shè)計施工總承包(EPC)模式建設(shè)，合同總工期24個月，其中路面施工期12個月。

如圖1所示，試驗段為原路雙側(cè)加寬改造，每側(cè)加寬8 m，將路基寬度由原25 m擴為41 m，擴建路線全長28 km，共設(shè)青龍、彭山、永豐、眉山4處互通式立交及32座主線橋梁、25座車行天橋、1處服務(wù)區(qū)。該路段的地理位置特殊，雖然周邊有G245、S103等國省干道與之大致平行，但由于同期有成都經(jīng)濟(jì)區(qū)環(huán)線高速公路和工業(yè)大道在建，并且試驗段靠成都方向的青龍場、鄧雙等上游互通分流條件有限，路網(wǎng)同時接納試驗段兩個方向分流的能力較弱，尤其成都至樂山方向難以利用現(xiàn)有路網(wǎng)實現(xiàn)快速迂回通行，采用全封閉施工勢必造成嚴(yán)重交通擁堵和區(qū)域性高速出行困難，社會影響較大。因此，政府部門及運營公司均要求在施工期間盡最大努力保持公路通行，尤其要優(yōu)先保障成都至樂山方向的車輛通行，并且對工程建設(shè)的環(huán)境保護(hù)、運營保暢、施工進(jìn)度和安全管控都提出了嚴(yán)格要求。

圖1 試驗段的路網(wǎng)環(huán)境

2 方案提出

試驗段的擴建施工大體分為路基及橋涵施工、水穩(wěn)層及路面下面層施工、路面中上面層施工3個階段。其中，路基及橋涵施工均在原有路面外進(jìn)行，基本不影響車輛通行，無需采取專門交通組織；水穩(wěn)層及路面下面層施工雖然需拆除路側(cè)護(hù)欄并開挖應(yīng)急車道，但通過增設(shè)路側(cè)臨時防護(hù)和實施車速管控即可達(dá)到通行保暢與安全要求；而路面中上面層施工需占用路面進(jìn)行原路病害處治、橋涵加固及半幅罩面，與交通嚴(yán)重沖突，是進(jìn)行交通疏導(dǎo)與分流組織的核心階段。由于在路面中上面層施工前路面下面層施工已完成，具備臨時雙向四車道通行能力，根據(jù)試驗段的交通流特征及周邊路網(wǎng)條件，擬定4種交通組織方案。

2.1 方案一

如圖2所示，交通組織方案一采取分段半幅封閉施工，另半幅雙向四車道通行，即以每4 km為一單元，每次同時對兩側(cè)各1個單元進(jìn)行錯位半幅封閉施工，把施工段交通流引導(dǎo)至對側(cè)半幅雙向四車道臨時通行，同時為緩解交通壓力，將雙向重型貨車分流至其他道路通行；待該半幅施工完成，將其導(dǎo)改為雙向四車道臨時通行，對側(cè)半幅封閉施工；對側(cè)半幅施工完畢后恢復(fù)全幅雙向通行，同時對兩側(cè)的一、二車道實施交通管制，進(jìn)行中分帶施工，施工結(jié)束后解除交通管制，轉(zhuǎn)入下一組單元施工。

圖2 交通組織方案一示意圖

2.2 方案二

交通組織方案二與方案一總體相同，唯一區(qū)別在于將每次封閉施工的單元長度延長至相鄰兩個互通立交之間，以減少整個施工過程的交通導(dǎo)改次數(shù)。

2.3 方案三

交通組織方案三采取全線半幅封閉施工，另半幅單向兩車道通行。第一階段，封閉樂山至成都方向半幅施工，該方向車流在眉山南收費站分流下道繞行，并在眉山、樂山周邊收費站進(jìn)行誘導(dǎo)分流，另半幅保持原狀通行(見圖3)；第二階段，待樂山至成都方向半幅施工完成，將成都至樂山方向車流導(dǎo)改至該半幅的三、四車道單向通行，同時對其一、二車道實施交通管制，進(jìn)行中分帶施工，另半幅則封閉施工(見圖4)，期間樂山至成都方向車流繼續(xù)在眉山南收費站分流下道繞行，直至全部施工完畢，恢復(fù)全幅雙向通行。

圖3 交通組織方案三第一階段示意圖

圖4 交通組織方案三第二階段示意圖

2.4 方案四

交通組織方案四的第一階段與方案三第一階段相同，即全線封閉樂山至成都方向進(jìn)行半幅施工，該方向車流分流下道繞行，另半幅保持原狀通行。第二階段與方案三不同的是：樂山至成都方向半幅施工完成后，首先將該半幅導(dǎo)改為雙向四車道通行，另半幅封閉施工，此時成都往青龍、彭山、眉山方向不能出站，青龍、彭山、眉山往樂山方向不能進(jìn)站；待另半幅封閉施工完畢恢復(fù)全幅雙向通行，同時對雙向的一、二車道實施交通管制，進(jìn)行中分帶施工，直至全部施工完畢(見圖5)。

圖5 交通組織方案四第二階段示意圖

3 方案對比分析

3.1 方案對比

根據(jù)擴改工程施工和交通運營保障需要，從安全風(fēng)險、施工質(zhì)量、施工工期、交通運營和施工成本五方面對上述方案進(jìn)行對比分析。

3.1.1 安全風(fēng)險對比

方案一和方案二均同時有兩處半幅雙向通行路段，由于只能采用水馬、錐桶等臨時對向隔離措施，不僅防撞等級低、缺乏防眩能力，會增大對向車碰撞概率和事故嚴(yán)重程度，而且無應(yīng)急通道，對事故的應(yīng)急處置條件差，易誘發(fā)次生事故，尤其是成都至樂山方向基本不具備重型貨車分流條件，通行貨車會進(jìn)一步增大事故風(fēng)險。此外，相比方案二，方案一還因施工時間更長而使高風(fēng)險狀態(tài)的存續(xù)時間增加，安全性更差。

與前2種方案相比，方案三和方案四的第一階段均采取半幅施工、另半幅單向通行，不僅對施工的干擾小、能有效防范車輛碰撞風(fēng)險，而且應(yīng)急通道正常，安全風(fēng)險最低。但方案四的第二階段施工與前2種方案相似，采取另半幅雙向通行，且距離長達(dá)28 km，安全風(fēng)險在所有方案中最高。

3.1.2 施工質(zhì)量對比

方案一和方案二均采用分段半幅施工，交通導(dǎo)改點前后段落的路面無法與封閉區(qū)域同步施工，路面搭接部位多，需后期專門處理，對路面平整度影響大。其中方案一的分段數(shù)量最多，對施工質(zhì)量的影響最大。

與前2種方案相比，方案三和方案四采用全線半幅封閉施工，施工過程不受交通等因素影響，施工質(zhì)量易把控。

3.1.3 施工工期對比

由于合同工期較短，施工工期是影響成樂高速公路擴建交通組織的敏感因素。方案一采取半幅雙向通行，缺乏讓行條件，為避免大面積擁堵，左右幅最多各允許一個單元同步施工，全段施工共需進(jìn)行7次交通導(dǎo)改，預(yù)計需要有效施工時間約12.5個月，不能按期完工；方案二將交通導(dǎo)改減為4次，所需有效施工時間降至8.3個月，考慮到季節(jié)與天氣等不利因素影響，按期完工難度較大；相比之下，方案三和方案四采取全程半幅封閉施工，只需進(jìn)行2次交通導(dǎo)改，總有效施工時間約6個月，可按預(yù)期完工。

3.1.4 交通運營對比

方案一和方案二均不中斷雙向交通，但由于交通流存在路幅和車道轉(zhuǎn)換及因缺乏可靠對向隔離設(shè)施需嚴(yán)控行駛速度，在施工段落易造成交通擁堵，使公路服務(wù)水平降低。其中方案一的施工期最長，影響時間也最長；方案二的施工單元較長，更易發(fā)生嚴(yán)重交通擁堵。此外，2種方案需雙向分流重型貨車，這在成都往樂山方向難以實施。

方案三除在試驗段起止點因交通導(dǎo)改可能存在一定擁堵風(fēng)險外，其他段落基本不受影響。但由于樂山至成都方向需實施分流，會一定程度增加車流繞行距離，并且對眉山至青龍場區(qū)間的短途交通影響較大。

方案四的第一階段施工對交通運營的影響與方案三相同。第二階段施工雖然不中斷雙向交通，但由于成都往青龍、彭山、眉山方向不能出站，青龍、彭山、眉山往樂山方向不能進(jìn)站，對相關(guān)片區(qū)在施工期間的對外快速交通影響顯著。

3.1.5 施工成本對比

方案一的交通導(dǎo)改次數(shù)多，且施工車輛難以跨互通經(jīng)高速公路調(diào)運，運輸效率低，施工成本最高。方案二的交通導(dǎo)改次數(shù)有所減少，且施工車輛可利用暫時關(guān)閉的收費站進(jìn)出，但仍難以跨互通經(jīng)高速公路運輸，施工成本也較高。

方案三和方案四都只需進(jìn)行2次交通導(dǎo)改，且施工車輛可利用暫時關(guān)閉的收費站進(jìn)出和跨互通經(jīng)高速公路運輸，施工運輸效率比前2種方案高。但方案四的第二階段需一次性增設(shè)28 km對向通行臨時隔離設(shè)施，施工成本增高。

3.2 方案選擇

為定量對比各方案的優(yōu)劣，對各方案的上述對比項目進(jìn)行量化分析。設(shè)方案i的第j對比項目的受影響評價值為qij，按10分制量化，分值越高則受影響程度越重。其中安全生產(chǎn)和交通運營的qij由專家打分；施工工期、施工成本和施工質(zhì)量的qij用相應(yīng)工程預(yù)算值與各方案中最大值之比的10倍進(jìn)位整數(shù)表示，即：

qij=[10xij/max{xij;j=1,2,3,4,5}+0.5]

(1)

式中：xij為方案i的第j對比項目的工程預(yù)算值，其中施工質(zhì)量項目按其關(guān)鍵影響因素取交通導(dǎo)改點的數(shù)量。

按照生產(chǎn)安全優(yōu)先、施工質(zhì)量和交通運營次之，并兼顧施工工期與成本的原則，給各對比項目賦權(quán)重值kj(見表1)，并由式(2)計算各方案的受影響程度綜合評價值Qi(見表2)。

(2)

表1 對比項目的權(quán)重值

表2 交通組織方案的影響評價值對比

從表2來看，方案三的綜合受影響程度得分最低，為保證工程施工的綜合效益最大化，試驗段擴建施工采用方案三進(jìn)行交通組織。該方案的最大優(yōu)點在于安全風(fēng)險和施工成本低、施工工期短、施工質(zhì)量易控制，主要不足在于單向交通分流會一定程度增加樂山至成都方向的繞行距離并影響眉山至青龍場區(qū)間的短途快速交通。

4 方案實施

4.1 配套措施

針對方案三對施工的要求與不足，實施過程中采取如下配套交通疏導(dǎo)保暢與安全防護(hù)措施：

(1) 在樂山至成都方向的施工路段上游互通立交、出入站口設(shè)置醒目的交通誘導(dǎo)標(biāo)牌，通過公共媒體向社會發(fā)布信息，利用樂自(樂山—自貢)、成麗(成都—麗江)、遂洪(遂寧—洪雅)、成仁(成都—仁壽)等周邊高速公路對該方向過境車輛進(jìn)行交通分流，并將因分流增加的迂回通行里程控制在20 km以內(nèi)。

(2) 通過“一路四方”聯(lián)席會議積極協(xié)調(diào)地方政府及其交通和公安部門，做好樂山至成都方向區(qū)域進(jìn)出車輛交通引導(dǎo)，利用遂洪、成仁、成都第二和第三繞城等高速公路和濱江大道、岷東大道等高等級公路實現(xiàn)快速繞行，并將增加的繞行路線長度控制在30 km以內(nèi)。

(3) 針對水穩(wěn)層及路面下面層施工需拆除原路側(cè)護(hù)欄并部分開挖應(yīng)急車道及后期占用兩側(cè)一、二車道進(jìn)行中分帶施工存在的車輛闖入施工作業(yè)區(qū)的風(fēng)險，分別在二車道外側(cè)采用4段水馬+1段新澤西護(hù)欄混合隔離或反光錐桶隔離，同時將施工路段限速統(tǒng)一設(shè)為60 km/h，并按照1 人/km的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置安全員，及時巡查和維護(hù)隔離、限速設(shè)施。

(4) 將主線原跨線天橋和沿線電力桿線的拆除施工集中安排在第一階段封閉成都至樂山半幅期間一次性完成，并通過嚴(yán)密施工準(zhǔn)備與過程指揮、協(xié)調(diào)，將通行半幅的斷流施工作業(yè)時間嚴(yán)格控制在4 h以內(nèi)。

4.2 實施效果

該試驗段已于2019年11月較計劃提前1個月建成通車。通過對方案三及配套交通暢通與安全保障措施的實施，在施工期間除發(fā)生26起車輛刮撞防護(hù)設(shè)施的輕微財產(chǎn)損失事故、因1起施工車輛撞裂人行天橋邊墩需緊急拆除和1起施工挖掘機轉(zhuǎn)場運輸時掛倒電線桿阻礙車輛通行，造成合計約5 h交通中斷和周邊部分村鎮(zhèn)斷電外，未發(fā)生過人員傷亡事故和其他嚴(yán)重交通擁堵事件，較圓滿地完成了安全生產(chǎn)目標(biāo)任務(wù)。

分析施工期間交通事故與交通擁堵形成原因，除駕駛員疲勞駕駛或操作不當(dāng)?shù)戎苯釉蛲猓才c水穩(wěn)層及路面下面層和中分帶的非封閉占道施工期間對車速缺乏連續(xù)執(zhí)法監(jiān)管有關(guān)，導(dǎo)致部分車輛的實際行駛速度仍高達(dá)90～110 km/h，易引起車輛頻繁穿插超越及相互干擾。在工程項目以后階段的擴建施工中應(yīng)重點加強對施工段交通管制期間的車速管控，采用區(qū)間限速并適當(dāng)增加執(zhí)法監(jiān)測設(shè)備。

5 結(jié)論

(1) 成樂高速公路擴建工程試驗段采用半幅封閉單向通行交通組織方案，將樂山往成都方向車流分流至周邊路網(wǎng)，較好地解決了項目合同工期短和路網(wǎng)分流條件不平衡等難題，確保了區(qū)域高速交通在施工期間的正常運行。

(2) 在施工路段完善交通誘導(dǎo)信息、設(shè)置水馬+新澤西護(hù)欄混合隔離、集中拆除原跨線天橋和沿線電力桿線等措施，有效隔離施工作業(yè)與車輛通行，最大限度降低了施工過程交通安全風(fēng)險，維持了施工路段基本通行能力，提高了工程施工效率。