超长线性地下工程施工期交通疏导设计与优化

普永刚 张 林 梁存君 梁 乐 景江勇 张 川

（中国建筑一局（集团）有限公司西北分公司，陕西 西安710065）

随着经济的发展，城市道路交通流量急剧增加，交通拥堵等现象已经严重影响了城市的面貌。为了满足城市建设的发展，近几年市政设施项目建设占的比例越来越大。虽然市政建设给城市带来巨大的改观, 但市政设施项目因为其周期长、施工量大、涉及范围广，施工期间占用道路影响其他相关道路，会造成拥堵蔓延和后续拥挤，从而会加剧城市的交通拥堵状况。

伴随着越来越多的城市开始实施市政设施项目，如何有效疏解城市交通，减轻项目施工时对道路交通的不利影响，提出创新性交通疏解思路和方案并运用到工作实践中显得尤为重要。国外AI-KAISY 对实际工程中的数据进行深入研究，得出影响施工区通行能力的主要因素有：车辆类型比例，施工作业区长度，施工作业持续时间，封闭车道路数等等[1，2]。

本文依托西安市幸福林带项目进行了详细的分析，在原先半幅施工的常规交通疏导方式基础上，提出创新型先导后行交通疏导方式，有效的降低了在施工过程中对周围交通的影响，为国内外其他城市市政工程施工时期的道路交通疏解方案提供了参考价值。

1 交通疏导线设计原则

1.1 依据施工部署

各施工区域的划分是进行交通疏导线布置十分重要的依据。朱苗苗等人对城市道路多施工作业区划分为直线式、交叉式、平行式，并计算多施工作业区关联指数[3，4]。

根据同一工期施工占道进行施工部署，部分地方标准例如北京市《占道作业交通安全设施设置技术要求》（2012）[5]和广州市《广州市城市道路交通管理设施设计技术指引》[6]中均提出：同一路段前后不同车道的占道作业不宜同时进行，当不可避免需要同时进行占道作业时，作业间距不得小于1000m。这就提出了在进行交通疏导线设计时，要依据项目的施工部署及作业工区的划分。

1.2 交通流量饱和度

从各车道流向的交通流量饱和度这一角度出发，提出对道路进行单向放行，即在每一个道路交叉口根据通行车量类型及流量单独设置一个车道，将分散车流量，缓解通行压力。利用车道左转将一部分车辆引流，达到流量均衡且有效提高路口通行能力。

每条道路的最大车流量f（e）不能超过道路的最大允许流量c（e），且利用深度优先搜索策略（DFS）检索到的所有路线中，均应满足f（e）≤c（e）。

2 交通疏导设计步骤

2.1 交通拥堵状况判别

通过对各交叉路口各时段交通流量调查，对影响范围内所有道路交通流向、流量及交通出行特征做定量分析。根据高峰时期车流量的实测数据，采用高峰小时系数（PHF）来直观反映。研究学者认为15 分钟高峰小时系数是造成交通拥堵的主要因素，故采用15 分钟高峰小时系数对交通拥堵状况进行判别。高峰小时系数计算公式[7]如（1）所示：

其中，Q- 实测高峰小时流量；

Qc- 高峰小时高峰时段（t）的流量；

T- 高峰小时高峰时段。

通过数学模型、仿真等定量研究得出，一般均以15min 的高峰小时交通量为分析基础，在城市道路中，高峰小时系数（PHF15）一般为0.8～0.98 为正常值，其值较低时表示在高峰小时中有较大的可变性，容易造成阻塞。根据计算所得PHF 判断各路段交通拥堵情况。

2.2 交通疏导方法确定

通过对各道路拥堵状况分析，为了满足市政工程施工场地的需求，同时保证道路的通行能力，采用场内交通疏导和场外交通疏导两种方式来缓解交通压力。当主体分三段施工时，分段施工时路口的一侧做市政工程的主体结构，另外一侧用于交通疏导[8，9]。

分两期或者三期施工，交通疏改思路为保持半幅车道正常通行，对另外半幅车道封闭进行交通疏导，同时将该封闭道路进行下侧结构及规划道路施工。在方案实施时，要求道路留有较宽的人行道和非机动车道，用来补偿道路施工时围挡所占道路的宽度。

2.3 交通疏导车道设计

在交通疏导线上，为了保证车辆有序、快速通过路段，缓解交通压力，合理设置车道变得尤为重要。借用相位和道路饱和度均衡来进行车道设置。采用单向放行方式，即对各个进口分别设置独立的相位，而同一个相位兼顾直行和左转车辆，一个进口完成后再进行下一个进口的放行[10]。为了挺高交叉路口时空资源的利用率，从而进行延误分析。延误时间公式[11]如（2）所示：

其中，d- 各车平均延误时间；

T- 周期；

X- 道路饱和度；

Q- 交通量；

λ- 信号相位绿信比。

一般信号周期稳定不变，式中第三项是很小的数可以忽略不计，故延误时间基本由道路饱和度决定。所以，合理设置车道数、控制道路饱和度起着重要作用。

3 实例分析

幸福林带建设工程三工区项目位于西安市东郊，北起华清路，南至黄河厂前无名路（长乐路北约400 米），东起幸福路，西至万寿路，南北长约1.6 公里，东西宽约200 米。建设内容包括西安地铁八号线、七号线（区间及王家坟换乘站）、地下空间（包括人防车库和地下商业部分）约22 万m2、综合管廊（沿万寿路幸福路布设两条）共3.2km；市政道路等，是全球最大的地下综合空间。

幸福林带周边有数条主要交通干道，华清路、长乐路、咸宁路向东可跨过浐河接入绕城高速对外联系，是城市级东西通道；幸福路、万寿路向北联系西临公路，向南连接长鸣公路，是东部片区南北联系的主要干道。现状南北向两个主路幸福路和万寿路不能满足交通要求，现对幸福路和万寿路交通现状和疏导方案进行分析，并进行模拟仿真。模拟仿真图1、工程实际图2所示：

图1 模拟仿真图

图2 工程实际图

3.1 交通现状分析

通过对幸福林带项目影响区范围内所有道路交通流向、流量及交通出行调查，掌握实际车辆流通情况。采用人工观测的方式在两条南北方向的主路（万寿路、幸福路）与七条东西方向的主路（华清路、长缨路、长乐路、韩森路、咸宁路、建工路、西影路）相交的14 个十字路口进行交通流量调查，拟建场地交通路网示意图如图3 所示，分别在每个双向十字路口设置四个观测点、单向十字路口和双向丁字路口设置三个观测点、单向丁字路口设置两个观测点，对12 小时内的车流量进行记录统计。道路车流量统计表如表1 所示。

从时间上看早高峰主要集中在7:30-9:30；晚高峰主要集中在17:30-19:30。从流量大小区域上看，交通流量（每小时车流量超1000 辆）主要集中在华清路与幸福路丁字路口东西向、长乐路与万寿路十字路口三个方向、长乐路与幸福路十字路口东西向、韩森路与万寿路路口向南、咸宁路与万寿路三个方向、幸福路与咸宁路东西方向；交通流量较大（每小时车流量超1500辆）的路口有长乐路与万寿路十字路口向西方向、长乐路与幸福路十字路口向西方向、咸宁路与万寿路向东方向、幸福路与咸宁路东西方向。

图3 拟建场地交通路网示意图

表1 各道路车流量统计表

利用数据计算高峰小时系数PHF，各道路PHF15 统计表如表2 所示。

以上计算均以15min 的高峰小时交通量为分析基础，高峰小时系数（PHF15）在0.8-0.98 范围内为正常值，其数值越小越容易发生交通阻塞。通过计算可得出，幸福路与长缨路丁字路口、万寿路与韩森路十字路口、幸福路与韩森路十字路口、万寿路与建工路十字路口、幸福路与建工路丁字路口、万寿路与西影路丁字路口、幸福路与西影路丁字路口交通PHF 处于正常范围内，能够满足所需要求；而万寿路与华清路丁字路口、幸福路与华清路丁字路口、万寿路与长缨路十字路口、万寿路与长乐路十字路口、幸福路与长乐路十字路口、万寿路与咸宁路十字路口、幸福路与咸宁路十字路口交通，PHF 较小，在交通高峰期容易形成交通拥堵，必须加强对交通的管理。

3.2 交通疏导方法确定

采取场外交通疏导和场内交通疏导两种相结合的方式。场外交通疏导通过对内部区域交通状况分析可知，长缨路、华清东路为东西向路口，幸福路与万寿路单行道车流量呈潮汐型变化，施工期间主要交通压力为早晚上下班高峰时段，经过与相关各方沟通协商、方案讨论，为缓解主体结构修建时主干线路段交通拥堵，施工期间对该段外围区域进行交通疏导，并秉持尽可能减少施工区域车流量的原则进行外围疏导；对于外围区域交通状况，经实际调查统计，施工区域外围车流量最大的地方为万寿路、幸福路与华清路交接丁字路口处，高峰每小时车流量超过2800 辆。为缓解施工时主干线路段交通可能产生的拥堵状况，施工期间对该段外围区域进行交通疏导。

表2 各道路PHF15 统计表

将万寿路上的车辆向西侧公园路与东二环分流，幸福路上的车辆向东侧浐河路、沁水路（长田路、田马路）、酒十路分流。同时在各大路口来车方向提前设置提示牌，提醒来往车辆前方施工，择路绕行。

在进行场内交通疏导时，在林带场内先修筑三条东西向交通疏导线，连接幸福路和万寿路，由北往南分别为：位于华清路以南273m 的1 号交通疏导线、位于长缨路以北140m 的2 号交通疏导线、位于长缨路以南133m 的3 号交通疏导线；1、2、3号交通疏导线示意如图4 所示。场内交通疏导分为三个阶段：

图4 交通疏导线示意图

第一阶段：保持华清路北半幅车道由东向西正常通行，南半幅车辆交通疏导至万寿路，至1 号交通疏导线向东行驶，沿幸福路向北行驶绕行可至华清路；将长缨路封闭进行下侧结构及规划道路的施工，其东西方向车辆导入长缨路南北侧的2 号和3 号交通疏导线形成环岛进行绕行；此阶段幸福路与万寿路原南北方向车辆保持正常通行。

图5（a）华清路第一阶段

图5（b）长缨路第一阶段

第二阶段：将华清路北侧半幅封闭，南半幅利用施工完成的规划道路改成双向六车道通行，幸福路向北车辆导入林带内1号交通疏导线行驶；此阶段长缨路东西向规划道路已完成施工并投入使用，将长缨路南北两侧2、3 号交通疏导线拆除进行下方结构的施工，幸福路与万寿路原南北方向车辆仍保持正常通行，此阶段在林带内南北向管廊施工完成后，在管廊上方进行场内南北向临时交通疏导线的施工。

图6（a）华清路第二阶段

图6（b）长缨路第二阶段

第三阶段：长缨路东西方向保持正常通行，将东西向3 号交通疏导线拆除进行下方结构施工，南北方向幸福路、万寿路封闭，进行下沉道路施工，只在道路外侧留单车道供住户通行，外侧单车道设计宽度不小于4.5m，保证行人和机动车辆能够通行，将南北向车辆引入林带内已施工完成的临时交通疏导线形成导流，进行万寿路与幸福路道路施工。

3.3 交通疏导线车道设置

在传统的交通疏导中，大多采用单行道通行，车辆行驶缓慢容易造成拥堵，交通疏导效率低。现采用创新型疏导方式，利用相位进行车道的合理设置。

由南- 北方向，设置三条直行车道和一条直左合用车道，直行及左转车道位于车道最左边；东- 西疏导方向，设置两条车道。

根据施工后的交通流量合理设置信号灯配时方案，各相位后均设置3s 黄灯时间，因为左转车流量较大，故设置3s 全红时间，防止出现交叉口车辆未全通过与下一个相位车辆冲突的情况。这样既平衡了车道的饱和度，又减少了交叉口的平均延误时间。

采取单向放行方式，并利用直左转车道使得左转车辆顺利通过交叉口，实现分流、提高通行能力等目标。且施工路段周围取消临时占道停车场，加速车辆通行。

本工程本着“占一还一”的原则，施工过程中封闭一条道路便在其他位置开通一条道路，尽可能保持现有交通通行习惯，不中断南北向幸福路与万寿路路面交通，尽量满足现有各主要道路的交通流量要求。

图7 长缨路第三阶段

4 结论

4.1 经过方案实施后的调查，华清路与万寿路、幸福路丁字路口高峰每小时车流量约3000 辆。长乐路与万寿路、幸福路路口高峰每小时车流量约1800 辆。各路口总体车流量变化不大，道路通行能力正常。本工程在施工期间对周边交通影响较小，增加了市民对项目部工作能力的肯定，得到了业主及各单位的一致认可。

4.2 在市政工程中，一个好的交通疏导方案可以很好的缓解施工时对交通造成的不利影响，所以在保证项目工程质量、进度、安全的情况下，合理组织施工区域的交通疏导显得尤为重要。

首先应结合工程场地实际情况，根据道路车流量调查分析，选用占路面积小、占路时间短、对社会影响小的疏导方案，保障施工期间道路的畅通。

4.3 在施工期间尽量采用“占一还一”的原则。可以采用修建临时道路和借用人行道和非机动车道来补偿被占用的道路资源。

当施工与交通有干扰时，需要施工方让步的，项目部应自觉、积极地服从相关方面的管理和指挥，采用一切有用措施来保证交通的畅通。