陸雨函，王振，王志華，李文虎

（1.蘇交科集團(tuán)股份有限公司，南京 210019；2.青海省交通工程技術(shù)服務(wù)中心，西寧 810001）

1 引言

近幾年，隨著交通運(yùn)輸部積極指導(dǎo)各地交通運(yùn)輸部門加快推進(jìn)國(guó)家高速公路建設(shè)，全國(guó)各地的交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，高速路網(wǎng)絡(luò)得到進(jìn)一步完善。根據(jù)中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)的《國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》，未來(lái)國(guó)家高速公路網(wǎng)規(guī)模規(guī)劃約16萬(wàn)km，“十四五”期間全國(guó)范圍內(nèi)有10 000 km高速需改擴(kuò)建，其中，青海省也在積極促進(jìn)全省高速公路貫通聯(lián)網(wǎng)、擴(kuò)容改造，不斷構(gòu)建互聯(lián)互通高速網(wǎng)。可以預(yù)見(jiàn)，隨著“交通強(qiáng)國(guó)”發(fā)展愿景以及“一帶一路”倡議的持續(xù)推進(jìn)和深化實(shí)施，我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施將迎來(lái)新一輪高質(zhì)量建設(shè)。從土地與資源集約化利用、可持續(xù)發(fā)展角度來(lái)看，高速公路改擴(kuò)建工程建設(shè)必將在今后的交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域中迎來(lái)高峰期。

改擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)不同于新建工程，需在現(xiàn)有工程設(shè)施上進(jìn)行改建[1]。這決定了改擴(kuò)建工程既要保證交通流的安全、順暢通行，還要考慮施工區(qū)施工人員安全、施工進(jìn)程、改擴(kuò)建完成質(zhì)量等方面內(nèi)容。而海東地區(qū)多為高原峽谷地區(qū)，施工期多處交通通道須穿山架橋，臨峽而建，施工保通難度遠(yuǎn)大于東部平原地區(qū)。此外，海東地區(qū)的高速公路改擴(kuò)建工程具有建設(shè)周期長(zhǎng)、自然條件限制大、交通組織復(fù)雜等特點(diǎn)，施工期的交通組織安全保障相比于東部平原地區(qū)難度較大。因此，本文以扎麻隆至倒淌河公路改擴(kuò)建工程為依據(jù)，針對(duì)海東地區(qū)高速公路在改擴(kuò)建工程中遇到的施工與通行安全的難題進(jìn)行分析研究，提出適宜的施工期安全分流方法，為青海海東地區(qū)改擴(kuò)建工程提供參考與借鑒。

2 高速公路改擴(kuò)建工程施工期安全通行能力分析

高速公路改擴(kuò)建工程不同于新建高速公路，“邊施工邊通行”是大部分改擴(kuò)建工程的特點(diǎn)，施工期的安全通行保障是改擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)內(nèi)容的重難點(diǎn)之一。但由于改擴(kuò)建工程所處的地理環(huán)境、區(qū)域路網(wǎng)密度和施工條件不同，施工期的交通組織安全保障需結(jié)合實(shí)際工程進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。

高速公路改擴(kuò)建工程的施工會(huì)使原有車道數(shù)、車道寬度、側(cè)向凈空等發(fā)生變化，因而施工期的通行能力將發(fā)生顯著變化，相應(yīng)的擴(kuò)建道路通行車輛要求（交通量、車型、運(yùn)行車速等）也會(huì)發(fā)生變化。因此，在制訂分流方案前需要提前考慮施工期的安全通行能力。

本文根據(jù)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究資料，采用基于影響因素的施工期通行能力計(jì)算模型[2]，結(jié)合海東地區(qū)多高原峽谷的特點(diǎn)，以扎倒公路改擴(kuò)建工程的四車道改八車道為例，對(duì)海東地區(qū)施工路段通行能力和區(qū)域路網(wǎng)通行能力分別進(jìn)行計(jì)算分析。

2.1 施工路段通行能力分析

目前，國(guó)內(nèi)四車道改建的保通方案有以下幾種，見(jiàn)表1。

表1 四車道不同的保通方案

在上述4種保通方案下，采用基于影響因素的施工期通行能力計(jì)算模型，對(duì)高速公路改擴(kuò)建工程施工期道路通行能力進(jìn)行計(jì)算：

式中，C為高速公路改擴(kuò)建工程施工區(qū)實(shí)際條件下高速公路每條道的通行能力，pcu/h；Cd為限速條件下高速公路基本路段每車道的通行能力，pcu/h；fw為車道寬度修正系數(shù)；fcw為側(cè)向凈寬受限的修正系數(shù)；fs為工程施工干擾率；fp為駕駛員對(duì)環(huán)境熟悉程度修正系數(shù)；Ni為車道i的折減系數(shù)；fHV為大型車的修正系數(shù)，按照式（2）計(jì)算：

式中，Pi為車型i的交通量占總交通量的百分比；Ei為車型i的車輛折算系數(shù)。

根據(jù)海東地區(qū)多高原峽谷的區(qū)域特點(diǎn)，此次確定的條件如下：

1）在維持通車，服務(wù)水平四級(jí)的情況下，分別對(duì)改建道路限制速度80 km/h、60 km/h的通行狀況下，計(jì)算出最不利實(shí)際的通行能力，此處最不利情況為主線保通狀態(tài)下通行能力最差狀態(tài)。

2）由于青海地區(qū)旅游特征明顯，因此，高峰期和平峰期高峰小時(shí)系數(shù)不同，在本次研究中，高峰期系數(shù)取0.08，平峰期系數(shù)取0.079，方向不均勻系數(shù)0.6。

3）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，青海地區(qū)全年客貨比例變化比較明顯，冬季（平峰期）貨車比例在30%～40%，本次研究取35%；夏季（高峰期）貨車比例在20%以下，本次研究取18%，

4）駕駛員熟悉程度均取較差。

最后，針對(duì)施工路段的實(shí)際通行能力進(jìn)行修正，計(jì)算該條件下最不利情況的通行能力，結(jié)果見(jiàn)表2、表3。

表2 高原峽谷區(qū)高峰期不同保通方案下的斷面通行能力一覽表

表3 高原峽谷區(qū)平峰期不同保通方案下的斷面通行能力一覽表

2.2 區(qū)域路網(wǎng)通行能力分析

區(qū)域路網(wǎng)一般由高速公路網(wǎng)、普通國(guó)省道公路和地方縣鄉(xiāng)公路共同構(gòu)成，在改擴(kuò)建路段保通能力不夠的情況下，需要將原有道路的交通量分流至周邊路網(wǎng)，因此，分流前應(yīng)對(duì)周邊道路的承載力進(jìn)行計(jì)算與分析。

通過(guò)計(jì)算區(qū)域道路各斷面的最大服務(wù)交通量與施工期交通量之差，疊加區(qū)域內(nèi)平行分流道路的剩余承載力，得到擴(kuò)建期區(qū)域路網(wǎng)的最大剩余承載力。

區(qū)域路網(wǎng)剩余承載能力按式（2）計(jì)算：

式中，C路網(wǎng)剩余為路網(wǎng)剩余承載能力，pcu/h；H三級(jí)限量為可分流道路三級(jí)服務(wù)水平對(duì)應(yīng)下斷面最大服務(wù)交通量，pcu/h；H擴(kuò)建期交通量為道路擴(kuò)建期預(yù)測(cè)交通量，pcu/h；K為通道內(nèi)平行分流道路序列。

3 基于依托工程的安全保暢分流研究

根據(jù)上述內(nèi)容，當(dāng)路網(wǎng)剩余承載能力大于施工期擬分流交通量，為保障施工路段的通行與施工安全，建議進(jìn)行區(qū)域路網(wǎng)分流，結(jié)合國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，本次安全保暢分流內(nèi)容從分流對(duì)象、分流路徑及分流控制點(diǎn)等方面進(jìn)行研究。

3.1 分流對(duì)象

參考國(guó)內(nèi)外高速公路改擴(kuò)建交通分流經(jīng)驗(yàn)，分流對(duì)象通車分為分流車型和分流特定方向，由于分流方向不易控制，國(guó)內(nèi)改擴(kuò)建大多采用分流車型的方式。從施工區(qū)道路運(yùn)行安全通暢，施工正常安全進(jìn)行及其他方面出發(fā)，貨車是優(yōu)先分流的車型。

本次工程將大型及以上貨車（包括大貨車、特大貨車、集裝箱及拖掛車）作為第一選擇分流車型，中型貨車作為第二選擇分流車型，小型貨車作為第三選擇分流車型。

3.2 分流路徑

3.2.1 區(qū)域分流

1）扎麻隆至倒淌河公路主要提供西寧及其東部地區(qū)至青海西部地區(qū)及西藏的交通聯(lián)系，過(guò)境交通主要如下：（1）海北藏族自治州方向。過(guò)境車輛由東向西北方向行駛，可由西寧南繞城高速公路（西和高速公路）或京藏高速公路向西行駛至多巴鎮(zhèn)，在項(xiàng)目路多巴鎮(zhèn)前由國(guó)道109行駛至湟源縣，再由國(guó)道315向海北藏族自治州方向行駛。（2）海南藏族自治州方向。過(guò)境車輛由東向西南方向行駛，可由西寧南繞城高速公路（西和高速公路）或京藏高速公路向西行駛至西寧市，在南川特大橋附近或朝陽(yáng)互通轉(zhuǎn)至寧貴高速，再由省道101向西轉(zhuǎn)至國(guó)道109，接京藏高速向海南藏族自治州方向行駛。

2）扎麻隆至倒淌河公路對(duì)外出行交通分為兩段。（1）扎麻隆至湟源段，部分交通通過(guò)現(xiàn)有互通在施工期通過(guò)項(xiàng)目路進(jìn)行對(duì)外出行，其他部分由國(guó)道G109分擔(dān)。（2）湟源至倒淌河段由國(guó)道G109串聯(lián)沿線各個(gè)市、鄉(xiāng)、鎮(zhèn)節(jié)點(diǎn)，施工將原部分道路設(shè)置為輔路，可在項(xiàng)目路施工期間保證沿線居民的對(duì)外出行。

3）扎麻隆至倒淌河公路承擔(dān)少量?jī)?nèi)部出行。（1）與沿線結(jié)點(diǎn)對(duì)外出行相似，部分交通通過(guò)現(xiàn)有互通在施工期通過(guò)項(xiàng)目路進(jìn)行對(duì)外出行。（2）其他部分由國(guó)道G109分擔(dān)，串聯(lián)沿線各個(gè)市、鄉(xiāng)、鎮(zhèn)節(jié)點(diǎn)，可在項(xiàng)目路段施工期間保證沿線居民的對(duì)外出行。建設(shè)后期，湟源至倒淌河段輔道修建完成后，可承擔(dān)部分內(nèi)部出行需求，極大改善沿線出行條件。

3.2.2 施工便道分流

扎麻隆至倒淌河公路改擴(kuò)建工程在后期有分離式輔道建設(shè)完成，可利用輔道和施工便道進(jìn)行相應(yīng)的分流保通。青海峽谷區(qū)域具有地形復(fù)雜、交通要道少、區(qū)域可分流道路少的特點(diǎn)，因此，在分流條件差的情況下，建議多利用輔道或施工便道進(jìn)行保通分流。

3.3 分流點(diǎn)設(shè)置

扎麻隆至倒淌河公路改擴(kuò)建工程擴(kuò)建期間的分流采取三級(jí)分流，分別設(shè)置交通誘導(dǎo)點(diǎn)、分流點(diǎn)、管制點(diǎn)分流。

4 結(jié)語(yǔ)

本文以扎麻隆至倒淌河公路改擴(kuò)建工程為依托，對(duì)改擴(kuò)建道路施工道路的通行能力進(jìn)行分析，計(jì)算海東地區(qū)四車道改八車道的基本保通方案形式下的通行能力，比較區(qū)域路網(wǎng)承載能力和改擴(kuò)建道路通行能力后，從分流對(duì)象、分流路徑和分流點(diǎn)等方面，制訂符合青海高原峽谷區(qū)域特點(diǎn)的安全保暢分流方案，為制定海東地區(qū)高速公路改擴(kuò)建工程的安全保暢分流方案提供依據(jù)。