高速公路擴容建設(shè)交通組織方案研究

李 俊

(中國葛洲壩集團第二工程有限公司，四川 成都 610091)

1 概述

成樂高速作為成都市貫通眉山、樂山等地最便捷的高速公路通道，自建成通車以來在區(qū)域經(jīng)濟帶動下，交通量一直保持較高增速，交通擁堵問題較為嚴重，目前已不能適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展和交通量增長需要，難以滿足高速公路運輸大通道的功能要求。對成樂高速實施擴容，能有效緩解成樂高速交通壓力，大幅提升成樂高速的通行能力和服務(wù)水平，引導交通量持續(xù)增長，為地方經(jīng)濟發(fā)展持續(xù)提供動力和保障。

根據(jù)設(shè)計方案，成樂高速擴容項目樂山段擬采用原路兩側(cè)加寬的方案，將現(xiàn)有雙向四車道高速公路加寬至雙向八車道。由于高速公路不能進行長期斷道封閉施工，必須采取“邊施工、邊通車、邊收費”的建設(shè)方式，其施工期采取何種交通組織方式和方案將對施工安全和車輛行駛安全以及施工工期、工程建設(shè)成本、通行費用的損失等產(chǎn)生重要影響。

2 實施重點、難點分析

2.1 上跨天橋數(shù)量較多

成樂高速擴容項目樂山段共有天橋12座，其中車行天橋7座，扣除目前暫定取消的2座人行天橋外，還需要建設(shè)天橋10座，所有天橋均需要在中分帶設(shè)置中墩。中墩樁基一般采用大型旋挖設(shè)備進行施工，須占用約半幅兩車道寬路面。對橋梁橫隔板、濕接縫及橋面附屬等進行施工時，對橋下車輛正常通行影響較大。

2.2 主線縱坡調(diào)整

成樂高速擴容項目樂山段K97+800～K100+940段既有路屬于長下坡路段，現(xiàn)縱坡采用“(-3%/870 m)+(-3.9%/839 m)+(-2.85%/561 m)”組合，縱坡坡長、緩坡坡度不滿足現(xiàn)行《路線規(guī)范》要求，為事故多發(fā)段，堪稱“魔鬼”路段。通過此次擴容建設(shè)對縱坡降坡進行調(diào)整，現(xiàn)設(shè)計方案改為“(-3.55%/890 m)+(-2.5%/480 m)”的組合。路塹段以右幅兩側(cè)高差最深處K99+060挖6.1 m最為典型；路堤段以右幅最大填方高度K112+180處填11 m最為典型。調(diào)坡影響段總長1 980 m，降坡段樁號為左幅(K97+700～K99+680)1 980 m，右幅(K97+880-K99+760)1 880 m。

該段縱向降坡的主要安全隱患為：縱向降坡里程長，施工長度達到1 900 m，影響里程長；路塹高邊坡開挖，有落石、飛石等掉入行車道的風險，對行駛車輛有較大安全隱患；交通導改次數(shù)多，若不采取封閉施工，完成該段總計需要進行3次交通導改；降坡開挖后在路塹段形成的路槽易形成積水區(qū)，造成路基施工難度增加，工期滯后；受行車動荷載及路基靜載影響，路槽有滑坡、塌方、坍塌的隱患。

2.3 路塹高邊坡開挖

對于土質(zhì)邊坡高度大于20 m、小于100 m或巖質(zhì)邊坡高度大于30 m、小于100 m的邊坡，這些邊坡稱為高邊坡。其邊坡高度因素將對邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生重要作用和影響，其邊坡穩(wěn)定性分析和防護加固工程設(shè)計應(yīng)進行個別或特別設(shè)計計算。

成樂高速擴容項目樂山段K97+510～K120+500段約23 km范圍內(nèi)不均勻分布著27處高邊坡，且均處于冰水堆積層地質(zhì)區(qū)域，既有成樂高速對路塹兩側(cè)高邊坡均采用框架錨桿梁、漿砌體等進行了防護。開挖高邊坡時，將破壞既有邊坡防護工程，原有防護砼具有飛濺、跳落等危害形式影響既有路行車安全。同時，由于此次施工紅線征地線較窄，大部分高邊坡路段均處于無地方道路及施工便道區(qū)域，冰水堆積層屬于不合格填料，均需要外棄處理，若高速公路不采取封閉半幅或借道的交通組織方式，大部分段落將因無施工便道導致棄方無法外運，只能采取緊鄰高邊坡部位就近布置棄土場、以棄土場為突破口向兩側(cè)實施路塹開挖作業(yè)的方式進行高邊皮開挖施工，且每個作業(yè)面只能單點開挖、逐個掘進，施工進度將極其緩慢。

2.4 施工縱橫向便道無法滿足施工需求

成樂高速擴容項目樂山段K97+510～K120+500地處樂山市夾江縣境內(nèi)，屬山嶺河谷堆積丘陵地貌，地形相對成都平原而言起伏較大，且當?shù)厮蛋l(fā)育溝渠密布，大部分橫穿成樂高速主線兩側(cè)，施工縱向便道一次性連續(xù)打通非常困難。成樂高速于20世紀90年代末建成通車，其人行、車行天橋、下穿通道的凈高、凈寬大部分都不能滿足大型施工設(shè)備通行要求，且原有的下穿通道在此次擴容建設(shè)中均需要兩側(cè)加寬。若高速公路不采取封閉半幅或借道的交通組織方式，由于施工縱橫向便道無法滿足施工需求，兩側(cè)路基、橋梁實施加寬施工要達到 “邊施工、邊通車、邊收費”的要求，施工組織將極為困難，施工工期難以得到保證，且既有高速公路的車輛通行安全也將受到較大影響。

2.5 主線路改橋段

由于新建定慧互通E匝道須下穿成樂主線，主線K115+274.27處現(xiàn)有路基須改為跨線橋；設(shè)計橋長68.47 m，由“20+25+20”三跨空心板和小箱梁組合組成；新建路改橋橋面距新建下穿E匝道路面高差為10.35 m，E匝道設(shè)計寬度18 m。按1:1.5放坡計算，既有主線上口寬度須開挖107.3 m；此處施工必須對主線實施斷道，將既有主線交通量改移至由C、D匝道臨時連接組成的臨時道路通行。

該處在施工時的主要安全隱患為：若半幅開挖進行主線橋施工，開挖深度達10.35 m，受行車動荷載及路基靜載影響，既有路基滑坡、塌方、坍塌的風險較大；臨近施工區(qū)域車輛有沖出路基外隱患，且路基外緊鄰深基坑，對駕乘、施工人員的人身安全有極大的安全隱患；橋梁施工，機械設(shè)備、人員多工況作業(yè)，對既有路行車有極大干擾，易造成駕駛?cè)藛T注意力不集中，從而造成交通事故。

3 施工交通組織方案分析

從以上施工重點、難點及路基橋梁加寬、路面罩面、橋涵加固和中央分隔帶的基本施工程序分析，如果不采用半幅結(jié)合臨時性全幅封閉施工，不但施工及車輛通行安全風險極大，也勢必造成施工難度加大、施工工期加長和施工成本過高等不利情況；綜合以上因素，為又好又快地完成成樂擴容樂山段工程建設(shè)目標任務(wù)，在統(tǒng)籌考慮安全風險、施工質(zhì)量、施工工期、社會影響、經(jīng)濟效益等要素的基礎(chǔ)上，根據(jù)國家和行業(yè)有關(guān)規(guī)范、標準，結(jié)合成樂擴容項目實際情況，并征求地方政府、高速交警、交通執(zhí)法等意見后，決定采取半幅封閉結(jié)合臨時性全幅封閉(原有天橋拆除、新建天橋梁體架設(shè)、偶遇突發(fā)事件等情況時進行短時間、臨時性的全幅斷道封閉施工)的交通組織方式，為施工和車輛通行盡可能創(chuàng)造一個安全的環(huán)境，以期快速高效地完成擴容加寬施工任務(wù)；此方案既能最大限度地為施工創(chuàng)造一個相對安全、高效的施工環(huán)境，又能最大限度地降低施工期的通行費損失、確保車輛通行安全，應(yīng)為最有利于整體工程建設(shè)的方案。施工前，施工方制定了2種施工方案。

3.1 方案一

方案一為全線半幅封閉、另半幅單向兩車道通行。第一階段樂山至成都方向半幅封閉施工，對應(yīng)另半幅成都往樂山方向單向兩車道通行。樂山至成都方向車輛在封閉施工期間分流繞行如圖1所示。

圖1 方案一第一階段施工示意圖

第二階段，樂山至成都方向半幅封閉施工完成后，成都至樂山車輛改至已建成的半幅單向兩車道通行。成都至樂山方向半幅封閉施工，樂山至成都方向車輛在封閉施工期間繼續(xù)分流繞行。封閉施工期間，同步占用左幅緊鄰中央分隔帶的2個車道進行中央分隔帶施工(包括中央分隔帶護欄和綠化施工)，如圖2所示。

成都至樂山方向半幅封閉施工完成后，雙向八車道建成通車如圖3所示。

圖2 方案一第二階段半幅單向通行方案

圖3 方案一建成通車示意圖

3.2 方案二

方案二為全線半幅封閉、另半幅單向兩車道通行，待半幅建成后，半幅四車道雙向通行。

第一階段封閉樂山至成都方向半幅施工，對應(yīng)另半幅成都往樂山方向單向兩車道通行，樂山至成都方向車輛在封閉施工期間分流繞行如圖4所示。

第二階段，樂山至成都方向半幅施工完成后，成都至樂山方向半幅封閉施工，樂山至成都方向半幅四車道雙向通行，如圖5所示。

圖4 方案二第一階段施工示意圖

圖5 方案二第二階段半幅雙向通行方案

第三階段轉(zhuǎn)入中央分隔帶施工(包括中央分隔帶護欄和綠化施工)，占用兩側(cè)緊鄰中分帶的2個車道進行施工，如圖6所示。該階段施工完成之后完工通車，如圖7所示。

圖6 方案二第三階段中分帶施工

圖7 方案二建成通車示意圖

4 方案對比分析及建議

綜合安全風險、施工質(zhì)量、施工工期、社會影響、經(jīng)濟效益等方面的因素，對上述2個方案進行分析對比。

4.1 方案對比分析

4.1.1 方案一分析

1)安全風險：半幅封閉施工、半幅單向通行，完全消除了半幅雙向四車道通行造成的安全風險，車輛對向沖撞風險低，應(yīng)急救援通道正常；封閉施工中央分隔帶，施工干擾小。對成樂高速無論運營安全還是改擴建施工安全而言，安全風險最低。

2)施工質(zhì)量:半幅全封閉施工，施工過程不受外界交通等因素影響，施工質(zhì)量容易控制。

3)施工工期:每次半幅封閉施工段落長68.61 km，交通導改次數(shù)共2次，每次施工時間約9個月，總工期約18個月。從2020年3月1日開始半幅全段封閉，預(yù)計所有工程在2021年8月完工。

4)社會影響:成都至樂山方向除眉山互通起點因交通導改車道數(shù)變窄可能略有擁堵外，其他段落不受影響；樂山至成都方向分流主要對青神區(qū)域的短途交通會造成一定影響，但影響不大，短途可借道樂青路，通過夾江縣中心干道、S305、S103轉(zhuǎn)井洪路出行。

5)經(jīng)濟效益:施工車輛可以利用暫時關(guān)閉的收費站進出高速公路，可以跨互通經(jīng)高速公路運輸，施工運輸效率較高；樂山至成都方向須強制分流9個月，對成樂高速公路通行費收入損失較大。

4.1.2 方案二分析

1)安全風險：第一階段半幅封閉施工、半幅單向通行，此階段與方案一相同，安全風險低。第二階段半幅封閉施工、半幅雙向通行，半幅雙向通行距離長達68.61 km，車輛對向沖撞安全風險急劇上升，極易誘發(fā)惡性交通事故，同時無法保障應(yīng)急救援通道，應(yīng)急救援處治能力降低；中央分隔帶施工吊裝混凝土護欄，影響施工安全和通行安全。此階段無論對運營安全還是施工安全，安全風險最高。

2)施工質(zhì)量：半幅全封閉施工，施工過程不受外界交通等因素影響，施工質(zhì)量容易控制。

3)施工工期：每次半幅封閉施工段落長68.61 km，交通導改次數(shù)共2次，每次施工時間約9個月，總工期約18個月。從2019年3月1日開始半幅全段封閉，預(yù)計所有工程在2021年8月完工；由于行車道距離施工范圍較近，對施工通道、施工效率會產(chǎn)生不利影響，且施工安全保障系數(shù)較低，有可能導致工期延后。

4)社會影響：第一階段除試驗段止點眉山互通因交通導改可能略有擁堵外，其他段落不受影響；樂山至成都方向分流主要對青神區(qū)域的短途交通會造成一定影響。第二階段不中斷成樂高速交通，影響樂山、夾江、青神至眉山區(qū)間往眉山方向不能進出收費站。第三階段對兩側(cè)通行都有影響，主要是行車安全和施工安全的影響較大。

5)經(jīng)濟效益：施工車輛可以利用暫時關(guān)閉的收費站進出高速公路，可以跨互通經(jīng)高速公路運輸，施工運輸效率較高。樂山至成都方向須臨時性分流2～3個月，對成樂高速公路通行費收入損失較低。須增設(shè)68.61 km對向通行臨時隔離設(shè)施，施工成本增加較大。

4.2 方案決策

為客觀、科學地評價各方案的優(yōu)劣，綜合考慮安全、質(zhì)量等指標對上述方案進行評分。

首先，根據(jù)各指標的重要程度，對各指標設(shè)置權(quán)重，其中安全生產(chǎn)權(quán)重0.5分，施工進度權(quán)重0.3分，施工質(zhì)量權(quán)重0.2分；在確?；镜墓こ探ㄔO(shè)正常進行的前提下，經(jīng)濟效益為加分項，權(quán)重0.2分，社會影響為扣分項，權(quán)重-0.2分。各方案關(guān)鍵指標對比分析如表1所示。

根據(jù)前述分析，并結(jié)合實際情況，各方案綜合評分情況如表2所示。

表1 各交通組織方案關(guān)鍵指標對比分析一覽表

表2 綜合評分一覽表

綜上所述，方案一安全風險最低，施工質(zhì)量、施工工期更容易控制，優(yōu)于方案二，總得分最高。不足之處是可能會對夾江至眉山區(qū)域短途交通造成一定影響，通行費受強制分流影響大?；诟臄U建施工保證安全、保證改擴建工程順利進行的基本原則，建議采用方案一的交通組織方案。

5 現(xiàn)場實施情況

按照以上交通組織方案組織施工，成樂高速樂山段順利實施了擴容工程建設(shè)，工程施工期間未因改擴建施工發(fā)生任何重特大交通事故，施工安全、質(zhì)量和工期也得到了有效保障。成樂擴容項目樂山段于2021年底順利實現(xiàn)了全線八車道通車，極大地緩解了成樂高速交通壓力，大幅提升了成樂高速通行能力和服務(wù)水平，為地方經(jīng)濟發(fā)展提供了有力保障。

6 結(jié)語

結(jié)合既有高速公路實際情況，科學分析具體交通組織方式和方案，是高速公路擴容建設(shè)項目能否順利、安全、高效實施的關(guān)鍵所在。在山地丘陵、高邊坡較多、施工難點多且具有繞行條件的情況下，盡量采取半幅封閉進行擴容施工、半幅單向通行的交通組織方式，既能最大限度地為施工創(chuàng)造一個相對安全、高效的施工環(huán)境，又能最大限度地降低施工期的通行費損失，確保車輛通行安全，應(yīng)為最有利于整體工程建設(shè)的方案。