地铁施工对城市道路交通影响分析
摘 要 地铁工程规模浩大,工程环境复杂,建设周期长,施工对道路资源的占用,使得原来已负荷沉重的交通状况雪上加霜,严重影响车辆及居民的正常通行。以西安市地铁二号线施工为例对地铁施工交通影响进行了分析,包括施工方法、站点施工、区间施工等对交通的影响,为施工期间交通组织提供基础依据,以尽量减少地铁施工对道路交通的影响。
关键词 城市交通;地铁;交通影响
大力发展快速轨道交通是解决城市交通拥挤状况的重要途径。近年来快速轨道交通在我国迅猛发展,有越来越多的城市开始兴建地铁项目,然而地铁工程不但规模浩大,工程环境复杂,建设周期长,而且地铁建设不同于一般的建筑物建设,可以在一个规划许可的封闭场地进行现场安排和施工组织,而是在范围狭长,又常常与原有的许多道路平行或相交,在建设周期内不可能封闭所涉及的道路之上或之下进行施工,且地铁线路所经之处都是城市交通主干道,往往通过工商业繁华区和人口稠密的居民区,现状道路交通负荷已很大,施工对道路资源的占用,使得原来已负荷沉重的交通状况雪上加霜,严重影响车辆及居民的正常通行,而整个道路交通是一系统工程,即所谓“牵一发而动全身”。许多城市的地铁施工经验屡次证实,“地铁建设期是城市交通黑暗期”。为了减少地铁施工对城市交通的影响,各大城市在地铁施工前期都展开了对地铁施工期间交通疏解问题的研究,希望通过制定施工期间交通疏解方案来保障正常的交通出行,缓和交通供需矛盾。而要提出科学合理的交通疏解方案就必须对地铁施工的交通影响作深入的分析,根据交通影响范围、影响程度制定切实可行的交通管理方案。本文以西安市地铁二号线施工为例对地铁施工交通影响进行了分析,希望为其他大城市地铁施工交通影响分析提供借鉴。
1 不同施工方法交通影响分析
地铁施工方法主要有高架施工、矿山法(新奥法)、明挖法、地下连续墙法、盖挖法、暗挖法和盾构法。高架施工有多种方法,但由于地铁高架站多位于城市外围区域,施工条件良好且现状交通量较小,因此对城市交通影响较小;明挖法在地面直接敞口开挖,待隧道主体结构建设完成后回填基坑或恢复地面,如果开挖范围占用道路,将造成交通断流和瓶颈,并且施工占用道路历时最长,对交通的影响最大[1];盾构法和矿山法(新奥法)实质为暗挖法,此类方法不开挖地面,全部在地下横向开挖和修建隧道结构,基本上是在地下作业,施工造价相对较高,很少占用道路资源,不干扰地面道路交通,对城市环境的影响也较小,这是目前城市市区轨道交通施工采用的主要方法;盖挖法多与明挖法结合,是在重要交通节点处由地面向下开挖至一定深度后,将顶部封闭,恢复地面交通,其余的下面工程和隧道结构均在地下作业,地面开挖时占用道路,也会造成交通断流和瓶颈,但历时较短,可减少对地面交通的影响,其对交通和环境的影响介于以上两类方法之间[2]。
2 站点施工交通影响分析
地铁车站位置受客流吸引以及方便乘客换乘等因素的影响,多设于城市交叉口处,而在城市道路系统中,交叉口的交通状况比路段更重要,这是因为交叉口作为城市路网的节点,汇集了不同方向的交通流,加上绿灯时间的损失、机非混合等因素,使交叉口的通行能力远远低于路段,所以交叉口是整个路网通行能力的瓶颈,也是城市路网中最常见、最普遍、最直接的交通拥堵发生源。同时受地铁车站建筑、施工技术、建设周期以及建设资金的等因素的影响,地铁车站多采用明挖施工,只有在交通矛盾及为突出以及特殊地质段才采用暗挖或盖挖施工。而明挖施工对交通影响最大[3-4]。由此可见地铁车站施工是地铁施工交通影响分析的重点以及难点 ,以下以西安地铁二号线中的小寨站施工为例,对其施工交通影响进行分析。
2.1 现状交通状况
地铁二号线的小寨站位于长安路与小寨东路、西路十字路口,采用局部盖挖施工。小寨站所在的长安路路口部位宽58m,双向6条机动车道和2条公交车道,在路口两侧逐渐变为双向4车道,小寨东路和小寨西路现状都为双向4条机动车道。长安路与小寨东路、小寨西路均是城市主干路,交通作用显著,现状2条道路交通量已经接近饱和,交叉口采用信号控制,且在小寨十字设有环行人行天桥。交通运行现状见表1。

2.2 施工围挡交通影响分析
结合车站结构形式及周边环境因素,地铁二号线小寨站施工围挡分两期:一期施工于2007年9月初至2009年2月末,工期共18个月;二期施工于2009年2月初至09年8月底,工期共7个月。
2.2.1 一期施工影响分析
1)道路影响分析。一期围挡分为两部分,见图1。图中:①、②处围挡位于交叉口的东北侧,围挡面积 约占4000m2,剩余路口宽度为25m,长安中路剩余道路宽度为16m,小寨东路完全封闭;③处围挡在交叉口以南长安中路东侧的人行道上。该期施工对交叉口及道路资源占用情况比较严重 ,若只利用剩余道路进行交通组织,长安路在路口仅能保证双向4车道,而小寨东路将完全断流,无法通行,尤其是造成东西向、由南向东、由东向北、由北向东、由东向南方向的完全断流。由此分析可知,改期施工对道路交通的影响非常大,若有可能,该站点施工围挡需要重新设计,以降低对交通的影响程度。

2)公交影响分析。调查显示目前经过小寨站的公交线路共有31条,其中,14条沿长安路直行,6条横穿站点,其余11条为转向线路。小寨地区是南郊交通繁忙区,也是南郊公交枢纽点,该站周围交通量大,因此,该站的施工对公交的影响非常大,并且会影响该区域公交换乘枢纽的换乘功能。根据各条线路高峰小时运量资料,通过调查分析,估算出该站的施工每h会直接影响到3500左右居民的日常出行。
施工期间道路余留宽度很难满足所有线路的通行,尤其是通过小寨东路的13条公交线路被隔断,需要绕行组织,同时还将对多条公交站点产生影响,施工期间需要对多个公交站点迁移,而长安路东侧公交站台布置十分困难,公交车辆在路口的延误将大大增加,影响市民正常出行。
3)其它交通方式影响分析。由于小寨站所处交叉口设有环形人行过街天桥,且在一期施工期间不拆除,因此,施工期间行人过街交通影响程度较小,不用另设行人过街设施。但是施工围挡以及开辟机动车车道对现有非机动车道、人行道的破坏,对长安路路段以及小寨东路行人交通以及非机动交通的影响较大,施工期间需要预留人行道以及非机动车道,保证交通安全。
2.2.2 二期施工
施工围挡分为3部分,见图2。图中:①处为十字路口的南侧,占用交叉口南口长安中路中央分隔带以东的全部车道、非机动车道和人行道,余留道路宽度约为18m,可以设置双向4车道;②、③围挡占用交叉口南北两侧长安中路以西部分人行道,施工可保持原有车道数,因此与一期施工相比该期施工占道对道路交通影响较小,主要是对长安路主线交通的影响,施工交通组织相对容易。

2.3 站点施工总体影响分析
由以上分析可知该交叉口占道施工将使其通行能力下降最高达60%,如考虑施工车辆占道、车辆转向、车道变窄以及施工中不可预见因素,对通行能力的影响进一步增大。施工期间该交叉口将成为交通瓶颈,对周边道路交通造成影响。
施工前与该交叉口相关的长安路、小寨东路、小寨西路交通负荷严重均已接近饱和,施工期间将占用部分道路资源,考虑10%的交通增长率,运用交通规划软件交通模拟,在没有采取交通疏解措施的情况下,施工期间长安路路口饱和度达1.02,小寨路路口饱和度达1.01,路口将产生堵塞。施工期间该交叉口影响状况见表3。

施工期间长安路这部分交通流将分至含光路、朱雀大街、翠华路、南二环、雁塔路、雁塔西路、兴善寺东西路等,同时由于机动车高速增长,大量的施工车辆也给城市交通带来一定的影响,因此区域影响范围将扩大到南二环—纬二街。其中兴善寺东路,兴善寺西路、雁塔西路、翠华路、南二环、朱雀大街的交通量增长将较大。
3 区间施工交通影响分析
区间施工由于开挖线路较长,为了减少施工对城市交通影响,目前城市中心区地铁施工以盾构和暗挖施工为主。区间施工采用盾构和暗挖的施工方法可以使施工对地面交通的影响降低到最低程度,但施工场地的布设对道路交通仍然造成一定的影响,虽然施工场地应尽量布设在城市空地或绿地内,但是受城市土地利用性质的影响,区间施工场地难免会占用道路资源,对道路交通造成影响。以下以尤家庄-南康村区间施工为例,对其交通影响进行分析。

尤家庄—南康村区间位于未央路下方,由图3可见2处区间施工场地均靠近车站主体设置,其施工场地设置位置与车站主体施工占用道路情况类似,路段占道使道路通行能力下降40%~50%,区间施工交通疏解方案可与车站主体施工统一考虑,交通疏解方案与车站主体施工交通疏解方案相同。
4 道路交通总体影响分析
地铁施工由于多个施工点同时开工,交通影响面较大,范围较广。因此首先要从宏观上进行施工总体影响分析及评估,才能有效指导具体的交通疏解工作,提出合理可行的交通疏解方案。
为了能更深入分析二号线施工对道路交通带来的影响,考虑到施工期间交通需求的自然增长以及施工车辆的增加,运用交通规划软件对二号线施工期间影响区域主要路段交通量和路段饱和度进行了分析,结果见图4、5。

由图5可见,与西安市现状道路交通负荷(图4)相比,地铁二号线的施工明显使东西以明城墙两侧及其向南北的延伸线为界,南北以二号线起终点为界所框定的区域交通负荷增加。处于饱和状态的路段,南北向的交通流尤其是地铁二号线线位所处的未央路—北关正街-南北大街—南关正街-长安路一线即凤城四路至小寨东西路区间道路交通流已大大超过了道路的通行能力,而与现状相比环城东、西路、西北三路-洒金桥—大麦市街与雁塔路由于分担未央路—长安路的交通流量,已趋于饱和。值得注意的是由于影响区域内南北向贯通的道路较少,东二环和西二环将起到很好的分流作用,在施工期间交通流也处于饱和状态。东西向的交通流,原来处于饱和状态的连湖路、西五路、东、西大街及南二环已经超饱和。而大庆路、长乐路由于地铁站点施工占用道路资源,车辆考虑提前分流也处于饱和状态。
与此对应,由于道路的分流,处于饱和状态的交叉口也明显增多,尤其是莲湖路+洒金桥、大麦市街+西大街、雁塔路+西五路、环城南路+雁塔路以及各城门洞负荷程度均明显加重,这些节点的管理与组织的好坏将直接影响到整个研究区域的交通运行质量。
因此,这些处于饱和状态的二号线线位所处的路段以及起到分流作用的平行道路和与站点直接连接的道路以及站点所处的交叉口,不宜同时施工,特别是当站点距离较近时,需要错开进行施工,以减少交通影响范围,避免加重其他道路的压力,影响通行效率。
5 结束语
由于地铁施工历时较长,而大部分地铁所经区域均为土地开发强度大,道路交通拥挤的城市中心区,因此地铁施工对城市交通的影响应引起各级政府的高度重视,地铁施工交通影响分析需要结合地铁施工方法,施工工序,工期安排,现状交通等进行分析,通过对施工交通影响分析,可以发现地铁施工组织中的不足之处,从而对施工组织进行优化,以减少施工对道路交通的影响程度,同时为制定施工期间的交通组织方案提供基础依据,地铁施工交通影响分析意义重大,但目前地铁施工影响分析无论在理论上还是经验上都缺乏深入的研究,随着城市地铁建设的发展,迫切需要一套理论上可靠,实践中可行的地铁施工交通影响分析方法来有效指导地铁建设的交通疏解问题。
参考文献
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