番禺西環路與禺山西路交叉口改造方案研究

2021-06-13 06:34:20林能佑伍煒豪

城市道橋與防洪 2021年5期

林能佑，伍煒豪

（廣東省建筑設計研究院有限公司，廣東廣州 510170）

1 項目背景

該項目位于廣州市番禺區市橋以西，是番禺市橋主城區外圍環線——西環路上的重要節點。

根據《廣州市城市總體規劃（2011—2020）》，廣州城市空間功能規劃為“一個都會區、兩個新城區、三個副中心”，整個番禺區都被劃入“都會區”。番禺區定位為廣州市鐵路客運交通樞紐，商貿、旅游綜合服務中心，高等教育基地，重型裝備制造業基地，承接主城區人口疏解的居住城區。

隨著經濟社會的發展，番禺區將成為廣州新的人口、商業、文化集散地，人們將越來越頻繁地往返于廣州市區和番禺區之間。因此，方便快捷的交通基礎設施對促進番禺區的經濟發展至關重要。

為此，廣州市番禺區政府于2017年提出，為適應番禺區不斷增長的交通需求，進一步完善市橋城區的路網結構和干道網絡，計劃建設一條環繞市橋城區的交通快捷化環線，以分流過境交通和中心城區的對外交通。圖1為番禺區路網關系圖。

圖1 番禺區路網關系圖

如圖2所示，該項目為西環路、禺山西路、禺山大道相交節點。西環路作為市橋環線的一部分，是番禺區重要的交通性道路；禺山西路與西環路相交處，是東新高速連接番禺市區的重要交通節點；禺山大道是禺山西路向東的延伸，是市橋地區的主要交通干道。該節點作為這幾條重要干道的交通轉換點，其重要性不言而喻。

圖2 項目位置示意圖

同時，廣州南站的擴容使東新高速交通量增長迅速，該平交口承受了龐大的交通流量，高峰時段擁堵現象逐漸增加，成為交通瓶頸。因此，對西環路、禺山西路、禺山大道的交叉口改造勢在必行。

2 工程概況

西環路為省道S123線的一部分，道路等級為一級公路兼城市主干路，道路寬度為60~72m，雙向8車道，設計速度為60km/h。禺山西路道路等級為城市主干路，道路寬度為60m，雙向8車道，設計速度為60km/h。禺山大道道路等級為城市主干路，道路寬度為32m，雙向6車道，設計速度為60km/h。表1為工程周邊主要道路概況表。

表1 工程周邊主要道路概況表

3 制約性因素

3.1 現狀管線

現狀地下管線眾多，主要分布在道路兩側綠化帶、渠化島以及西環路北側中央綠化帶。其中對改造影響較大的管線：一是西環路北段中央綠化帶DN1200污水頂管，管底埋深4.70~5.50m，管底標高2.20~3.80m；二是西環路東北側行車道路面下DN1000污水管；三是西環路西北側行車道路面下DN800給水管；四是西環路東側行車道路面下燃氣管；五是道路兩側綠化帶光纖、10kV電力管、雨水管、污水管、路燈管等各種管線。

3.2 節點周邊建構筑物

西北象限與西南象限均為現狀建成區，西北象限以住宅及商鋪為主，西南象限以飯店、商鋪為主；東北象限緊鄰丹山分洪河；東南象限為污水提升泵站用地。圖3為節點周邊建構筑物圖。

圖3 節點周邊建構筑物圖

4 交通流量預測

4.1 規劃路網關系

根據《番禺片區干道網絡深化方案》，未來番禺區（含南沙區）路網將形成以廣州為中心、南沙為紐帶的“五縱九橫”方格網狀城市主骨架網絡。其中，番禺區路網骨架為“五縱三橫”，“三橫”為南大干線、廣明高速公路、沙灣干線。南大干線正在施工，沙灣干線尚未實施。

節點交通定性分析分3個階段：近期，承擔南部東西向過境交通及番禺城區地方性交通，增長率較高；中期，隨著干線路網完善，呈現過境交通減少、地方性交通增加、總體增長率降低的趨勢；遠期，隨著番禺城區向外擴容，交通增長率趨于穩定。

4.2 交通流量預測

首先，采用“四階段”法，依據現狀居民出行調查所得的交通分區居民出行量、分區之間居民出行分布矩陣、各種出行方式比例，以及由交通觀測所得的現狀路網流量來建立預測模型，標定模型參數，也就是通過數學模型來模擬現狀居民出行行為；其次，通過對城市未來土地使用情況的預測，將未來土地使用預測數據代入到模擬現狀居民出行行為時建立的預測模型中，得到未來城市居民出行預測數據；最后，將未來城市居民出行預測值分配到未來的城市路網上，得到未來城市路網的流量分布。

根據交通流量預測結果，至2040年，西環路與禺山西路交叉口節點轉向流量如圖4所示。

圖4 2040年節點轉向流量圖（單位：pcu/h）

5 交叉口改造方案

為解決西環路與禺山西路交叉口的交通擁堵問題，結合市橋環線快捷化改造，綜合工程造價、管線現狀、用地條件、工程實施難易程度等因素，對該節點移位左轉平交方案、半互通立交方案、分離式立交方案3個方案進行比選。

5.1 方案一（移位左轉平交方案）

“移位左轉”又稱“連續流交叉口”（CFI，Continuous Flow Intersection），是世界上較前沿的交通組織手段之一。這種做法是通過將左轉車道渠化轉移設置，重組道路斷面，來實現相對方向直行和左轉同時放行而不發生沖突，從而減少信號相位，提升整個路口通行效率的交通組織形式[1]。

方案一在西環路、禺山西路、禺山大道出口道拓寬2個左轉車道，通過信號燈引導，使進口道左轉車輛提前在路口等待，形成移位左轉的交通組織形式。圖5為移位左轉平交方案平面圖。

圖5 移位左轉平交方案平面圖

相位設計如下：

相位一（60s，前30s）（見圖6）：東西向路口信號燈亮綠燈，東西向移位左轉待轉區內車輛與直行車輛同時放行；東西向左轉車輛進入待轉區，輔助信號燈亮紅燈，左轉車輛在停止線前等待；東西向路口行人可到中間二次過街島等待過街。

圖6 相位一（60s，前30s）

相位一（60s，后30s）（見圖7）：東西向路口信號燈亮直行綠燈，直行繼續通行30s；東西向移位左轉亮紅燈，南北向左轉待轉區輔助信號燈亮綠燈，左轉車輛進入移位左轉車道等待；東西向路口行人直接過街。

圖7 相位一（60s，后30s）

相位二（60s，前30s）（見圖8）：南北向路口信號燈亮直行綠燈，南北直行通行；南北向移位左轉亮紅燈，東西向左轉待轉區輔助信號燈亮綠燈，左轉車輛進入移位左轉車道等待；南北向路口行人直接過街。

圖8 相位二（60s，前30s）

相位二（60s，后30s）（見圖9）：南北向路口信號燈亮綠燈，南北向移位左轉待轉區內車輛與直行車輛同時放行；南北向左轉車輛進入待轉區，輔助信號燈亮紅燈，左轉車輛在停止線前等待；南北向路口行人可到中間二次過街島等待過街。

圖9 相位二（60s，后30s）

方案一通過將左轉交通流提前偏置到左側，避免左轉交通流與對向直行交通流發生沖突，從而提高信號控制效率。但是，這樣也存在一些弊端：一是由于左轉交通流提前偏置到左側，在主交叉口前須增加一條停車線，故需要足夠的場地和足夠高的效益；二是移位左轉只有在特定情況下才會帶來效益，在非高峰期間反而會降低車輛通行的效率[2]；三是行人過街的等候時間較長，橫穿道路的距離更長；四是移位左轉作為一種新的交通組織形式，容易給駕駛者造成困惑，從而干擾交叉口的運行；五是必須增設較多的標志標線進行明確指引。

由于該節點四周為建成區或現狀河涌，場地十分受限，當遠期交通流量不斷增大時，難以進一步拓寬交叉口空間以滿足需求，因此近期只能通過改造來改善擁堵問題。

5.2 方案二（半互通立交方案）

因用地受限，全互通方案難以實施，故方案二采用半互通立交，以滿足主要交通流向的快速通行。

西環路主線東半幅新建3車道跨線橋，同時設置西往北、南往西2車道的定向匝道，匝道采用橋梁形式與主線跨線橋相接；西環路主線西半幅綜合考慮立交的整體空間布置，采用3車道下穿隧道。西環路輔道與禺山西路、禺山大道地面平交。本方案主線設計速度為60km/h，匝道設計速度為40km/h。圖10為方案二平面圖。

圖10 方案二平面圖

方案二西環路主線直行順暢，西往北與南往西左轉交通能快速轉換，通行能力強，能滿足遠期的交通需求，遠期服務水平高。缺點如下：一是方案涉及西環路兩側綠化帶較多管線遷改，以及中央綠化帶污水頂管、供水管等遷改，遷改難度較大；二是禺山西路北側距離交叉口約110m處為沙頭新村主出入口，匝道的設置對該出入口的交通組織影響較大；三是西環路為番禺區主要交通干道，日常交通流量較大，且用地受限，實施難度較大；四是工程投資費用高。

5.3 方案三（分離式立交方案）

方案三西環路主線新建雙向4車道跨線橋，主線設計速度為60km/h；地面設置雙向8車道的輔道與禺山西路、禺山大道平交，輔道設計速度為40km/h。圖11為方案三平面圖。

考慮到用地條件受限，方案三主線設置雙向4車道跨線橋，在節約用地的同時，可保證直行車輛能夠快速通行。其他交通流向采用地面平交，并通過以下措施提高地面平交的通行能力：一是西環路輔道標準路段設置雙向8車道，在平交口處利用跨線橋下凈空，在進口道增加1條左轉車道，共設置3條左轉車道、2條直行車道和1條右轉專用車道，以滿足較大的左轉交通需求；二是禺山西路、禺山大道在平交口處通過壓縮中央分隔帶寬度、向出口道偏移中央分隔帶和削減渠化島、拓寬車行道等方式，增加進口道左轉和直行的車道數。圖12為方案三地面交通組織平面圖。