城市中立交設(shè)計的控制因素研究
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1措施影響分析和評價
1.1工程經(jīng)濟成本增加
這是最直接的成本影響。如上述3種避讓措施中，匝道形式的調(diào)整通常會改變立交層數(shù)，從而增加構(gòu)筑物的數(shù)量;線形調(diào)整可能增加建筑物和構(gòu)筑物的體量，也可能導(dǎo)致額外的征地拆遷。這些都是易于量化分析的影響，可直接作為避讓措施效益的評價參數(shù)。
1.2工程社會成本增加
對控制因素的改造可能導(dǎo)致工程社會成本的增加。例如，現(xiàn)狀道路的改造會導(dǎo)致路網(wǎng)車輛繞行，因此除發(fā)生改造工程自身費用外，還應(yīng)計入車輛繞行產(chǎn)生的額外費用;供水管道的遷建則會導(dǎo)致片區(qū)停水，產(chǎn)生經(jīng)濟損失。這些附加成本可根據(jù)國民生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)折算獲取，經(jīng)分析處理后作為措施效益的評價參數(shù)。
1.3工程執(zhí)行風險增加
所謂執(zhí)行風險，是指避讓措施導(dǎo)致的工程可行性風險和執(zhí)行時間風險。但凡涉及現(xiàn)狀改造的措施，都存在各方協(xié)調(diào)問題。從進度和結(jié)果上來說，這是一個不可控的過程。它可能導(dǎo)致工程建設(shè)延誤，甚至導(dǎo)致方案無法實施，而一旦出現(xiàn)這樣的結(jié)果，對工程成本的影響將是難以估量的。例如，在選用現(xiàn)狀高壓線路鐵塔遷建這一措施時，應(yīng)首先考慮到與電力部門的協(xié)調(diào)難度，評定協(xié)調(diào)延誤和失敗的風險等級，其次才應(yīng)考慮協(xié)調(diào)成功后遷建工程產(chǎn)生的社會成本。
因選取避讓措施后采用的施工方法帶來的技術(shù)風險和進度風險在一定程度上是可控的，應(yīng)折算計入上述第一類成本，即工程經(jīng)濟成本中。根據(jù)上述分析，避讓措施的影響評價應(yīng)在綜合分析額外的經(jīng)濟成本、社會成本及執(zhí)行風險后得出。設(shè)避讓措施對工程的影響值為I，I的定義式如下:Ii=(a1ΔCPi+a2ΔCSi)Pia1CP+a2CS。(1)式中，Ii為采用第i種避讓措施所產(chǎn)生的影響值;ΔCPi為采用第i種避讓措施所產(chǎn)生的額外工程經(jīng)濟成本，包括避讓因素改造產(chǎn)生的工程費用，可直接根據(jù)設(shè)計方案進行估算;ΔCSi為采用第i種避讓措施所產(chǎn)生的額外工程社會成本，包括措施實施過程中路網(wǎng)阻抗增加造成的經(jīng)濟損失，市政管線的遷建造成的經(jīng)濟損失等，其根據(jù)當?shù)叵嚓P(guān)統(tǒng)計資料測算;CP、CS分別為不采取措施時工程方案的經(jīng)濟成本和社會成本，即基準成本;a1、a2分別為工程經(jīng)濟成本和社會成本所占的權(quán)重，不同業(yè)主對經(jīng)濟成本和社會影響的重視程度不同，權(quán)重即為業(yè)主偏好的量化值;Pi為采用第i種避讓措施帶來的工程執(zhí)行風險，其應(yīng)根據(jù)風險分析法計算，計算流程如下:Pi=Li×Wi。(2)式中，Li為風險嚴重度向量，即將風險分為若干等級，例如導(dǎo)致項目不能實施的風險為第1級，賦予無法預(yù)測具體延誤時間的風險為第2級，以此類推，從而獲得風險嚴重度向量:Li=li1，li2，li3，li4，…，lij()。(3)式中，lij為風險后果嚴重程度的評估值，在同一個項目中應(yīng)設(shè)定同一套賦值體系，對同等程度后果賦予相近評估值。式(2)中，Wi為風險概率向量，且Wi=(wi1，wi2，wi3，wi4，…，wij)。(4)式中，wij為第j級風險發(fā)生的概率，風險概率應(yīng)參照以往相似避讓措施的歷史記錄來估算，即針對不同業(yè)主及不同避讓措施涉及的相關(guān)單位所參與的歷次協(xié)調(diào)會制定統(tǒng)計表，以獲得相應(yīng)的概率。例如，可通過統(tǒng)計表得出歷史上某業(yè)主與部隊協(xié)商采取下穿措施穿越軍事用地的成功率為40%，協(xié)調(diào)過程歷時1個月以上的幾率為20%等。若涉及多個相關(guān)部門，則還可利用Borda序值法求出各方對風險發(fā)生率的影響力權(quán)重，再根據(jù)風險矩陣得到工程執(zhí)行風險值。影響值I統(tǒng)籌考慮了避讓措施對工程的各方面影響，同時兼顧了業(yè)主偏好等主觀因素，能夠較好地反映設(shè)計中針對控制因素所采取措施的合理性和可操作性，不僅可為設(shè)計工作提供可靠的參考，而且還能夠表現(xiàn)避讓措施導(dǎo)致的綜合成本變動，為業(yè)主的決策提供定量依據(jù)。
2工程實例分析
2.1項目概況
石塔立交位于重慶市茶園新區(qū)，為東西干道與通江大道交叉口。東西大道為東西向主干道，設(shè)計速度為60km/h，雙向6車道;通江大道為南北向主干道，雙向8車道(已建成)。根據(jù)交通流量預(yù)測，初步擬定立交形式為苜蓿葉形。項目方案設(shè)計中涉及如下諸多控制因素。主控因素1:通江大道兩側(cè)人行道底部布設(shè)了綜合管溝，含給水、通信、電力管線及雨水管廊，且均已投入使用，從而導(dǎo)致東西大道下穿通江大道處凈高不足。主控因素2:現(xiàn)狀軌道6號線由石塔立交第三象限通過，部分橋墩布設(shè)于擬建東西大道車行道上，承臺標高高于道路標高，建成后將導(dǎo)致樁基外露。主控因素3:石塔立交紅線范圍內(nèi)有220kV、110kV、35kV高壓走廊各1條，縱橫交錯布設(shè)于立交上方，限制道路凈高。同時還有1處鐵塔布設(shè)于立交用地范圍內(nèi)，鐵塔基礎(chǔ)標高高于通江大道標高。
2.2避讓措施比選及評價
設(shè)計單位與業(yè)主磋商后，業(yè)主對于成本變動變得敏感，主要是對工程本身經(jīng)濟成本的變動非常敏感，而對社會成本的變動略為忽視。根據(jù)商討的結(jié)果，權(quán)重系數(shù)a1和a2取值分別為0.8和0.2;工程執(zhí)行風險后果以嚴重程度按工程延誤時間和工程協(xié)調(diào)復(fù)雜度增量分為5等，嚴重度向量Li=(10，6，4，2，1)。下面列舉主控因素1和3的解決方案比選及其影響評價，主控因素2由于建設(shè)各方應(yīng)對思路達到高度統(tǒng)一，故不進行比選。
2.2.1主控因素1
解決方案1:拆除綜合管溝，各管線分別布設(shè)。該方案協(xié)調(diào)牽涉諸多部門，根據(jù)歷史資料數(shù)據(jù)，可算出風險值為9.6，且按本文所述方法可計算出該方案對工程的影響值為1.01。
解決方案2:降低東西大道豎向標高，工程建成后還建綜合管溝。該方案對于工程經(jīng)濟成本有所增加，但對于現(xiàn)狀綜合管溝無影響，工程執(zhí)行風險也低于方案1，算出風險值為0.72，對工程的影響值為0.13。各方案主控因素1影響值見表2。綜合分析后，選擇方案2作為該控制因素的推薦避讓方案。
2.2.2主控因素2
解決方案1:石塔立交處改遷110kV和35kV高壓走廊，遷走鐵塔6座。本方案將增加輸電線路改牽工程費、遷建過程中停電導(dǎo)致的經(jīng)濟損失以及與電力部門的協(xié)調(diào)風險。根據(jù)式(1)計算出該方案對工程的影響值為2.3。
解決方案2:調(diào)整匝道平縱線形指標，使得匝道標高均不高于通江大道標高，保證道路凈高，并避開場內(nèi)鐵塔。該方案將增加立交中部分匝道的工程費用，同時增加立交場地整治費用，但協(xié)調(diào)風險很小，影響值的主要構(gòu)成為工程費用的增加。計算得到該方案對工程的影響值為0.04。
綜合分析后，選擇方案2作為該控制因素的推薦避讓方案。最終采用的綜合方案得到了業(yè)主和專家的認同，工程實施順利，并取得了良好效益。
3結(jié)語
本文闡述了城市立交建設(shè)中常見控制因素及對應(yīng)的避讓措施和解決辦法，提出了基于成本和風險分析的避讓措施評價方法，為設(shè)計方案的選取和工程推進的決策提出了量化依據(jù)，并用工程實例驗證了該方法的有效性和被認可度。然而，市政工程建設(shè)很復(fù)雜，牽涉到許多方面的因素，同時又受建設(shè)方主觀想法的制約。因此，本文提出的方法只可作為設(shè)計過程中的參考，設(shè)計時還應(yīng)具體問題具體分析，只有經(jīng)過多方調(diào)查和反復(fù)比選后，才能獲得最佳方案。
作者：茍仕龍 謝曉剛 單位：林同棪國際工程咨詢( 中國) 有限公司
