大型地下综合交通枢纽

序光谷广场又名鲁巷广场，六条道路汇聚一处，位居武汉东湖新技术开发区“咽喉”，周边分布华中科技大学、中国地质大学、中南民族大学等高校，以及武汉邮电科学研究院有限公司、中国电力科学院武汉分院、中国船舶重工集团公司七〇九研究所等高科技研发单位。光谷广场成为代表华中地区高科技发展的地标。武汉地铁2号线一期工程在规划建设时，考虑光谷广场未来发展的不可预见性，将工程终点光谷广场站设置于广场外的虎泉街。2012年底，武汉地铁2号线一期工程通车后，光谷广场站日均客流骤升至26万人次，高峰小时突破2万人次，远远超过预测。为此，政府适时启动武汉地铁2号线南延线工程，在解决光谷地区出行问题的同时，疏导地铁光谷广场站客流，降低运营管理风险。光谷广场直径300m，6条道路呈放射状分布，规划有珞喻路下穿和鲁磨路至民族大道两条市政隧道，武汉地铁2、9、11号线3条地铁线路也下穿广场，并设置大型换乘枢纽车站。工程交叉关系复杂，是光谷广场综合体*大的挑战。东湖新技术开发区管理委员会和武汉地铁集团有限公司明确投资分摊比例后，光谷广场转盘下的空间不做商业用途成为共识，有效推进了技术研究进程。3条轨道集中换乘的“地下大型综合枢纽 20多条地面公交集散 周边大型商业体”，40万人次/日的集散客流，这体现的重要一点就是人多！光谷广场综合体设计尝试了多种地铁换乘平面布局组合，一直坚守着快进快出、疏散便捷的核心理念，竭力维护地面景观，努力保持大众对光谷广场的美好记忆。幸运的是，设计师们成功掌握了工程技术的关键，光谷广场综合体工程在直径200m圆盘范围内，通过地下三层空间打造了汇集 “一圆”（地面交通环岛）、“两隧”（鲁磨路、珞喻路市政隧道）、“三线”（地铁2、9、11号线）、“四站”（2、9、11号线光谷广场站及珞雄路站）、“五行”（“金、木、水、火、土”5个下沉庭院式出入口）、“六路”（珞喻路、珞喻东路、鲁磨路、民族大道、光谷街、虎泉街）特色的城市中心超大型地下综合体。该工程集地下综合交通枢纽、商业开发于一体，成功解决了光谷广场的交通拥堵问题，实现了与周边地块互联互通，践行了以人为本、集约高效、绿色低碳的建设思想，显著提升了城市中心的交通功能和环境品质。本书共分为 10 个章节：熊朝辉负责全书构思与总成；项目设计总体负责人周兵完成综述、规划与建设条件、结构与隧道设计、科技成果与示范等内容，并开展了大量的组织协调工作；兰娟女士负责总体与建筑设计部分的素材提供，并承担起成书阶段协调与美化工作；暖通专家邱少辉，在项目排烟与地下环境品质提升方面提供了卓越的技术方案，通风空调与节能设计方面的内容正是其心血体现；作为智慧城轨前沿技术的先锋，杨超为本项目BIM协同设计倾注了极大的热情，BIM章节映衬了他的努力与创新精神；此外，还要感谢李佳祎、王蕾、夏东、单琳、郭磊、郑燕、黄丽、李庆、张扬等同志为本书做出的努力与贡献，使得我们的工作成果更加丰富和精彩。一并感谢武汉地区各领域专家、武汉地铁和铁四院同仁对我们工作的关爱与支持。本书作为严谨的设计总结，可供同行交流，就像已成为城市新地标的“星河”雕塑，承载着“继往开来”的祝福：东湖新技术开发区的明天更美好，武汉每天不一样！

本书是关于大型地下综合交通枢纽——光谷广场综合体设计实践的总结，全面记录了光谷综合体方案的形成及设计的具体内容。在设计过程中，设计师为将方案做到*优，不断解决设计过程中出现的诸多问题，并提出了较好的解决方案。光谷广场综合体的建成，为大型综合交通枢纽设计提供了新的思路，部分设计理念已在其他项目中得到运用。本书内容都是设计的第一手资料，十分宝贵。

熊朝辉，男，中铁第四勘察设计院集团有限公司总工程师，长期致力于城市轨道交通、地下工程方向的设计实践。

Chapter 1？综述？1

1 项目背景？2

2 工程概况？4

3 工程建设管理团队？5

4 技术挑战？5

5 创新探索与实践？7

Chapter 2？规划与建设条件？11

1 武汉市综合交通规划？12

2 轨道交通线网规划？18

3 轨道交通建设规划？19

4 2号线南延线工程？20

5 客流？23

6 工程地质与水文地质？26

7 市政道路与管线？29

Chapter？3？总体与建筑设计？31

1 方案形成？32

2 项目组成？40

3 方案特点？41

4 工程面临的技术挑战？46

5 建筑设计？46

6 地下空间品质的考量？76

Chapter 4？结构与隧道设计？79

1 工程划分？80

2 地下空间基坑设计？81

3 地下空间结构设计？93

4 地下空间抗震分析？98

5 隧道设计？112

Chapter 5？通风空调设计 123

1 地下空间火灾烟气控制？124

2 地下空间气流组织设计？140

Chapter 6？弱电系统与电扶梯 159

1 弱电系统概述？160

2 通信系统？161

3 FAS / BAS？166

4 电扶梯？170

Chapter 7？节能设计 177

1 系统节能？178

2 建筑节能？181

3 设备节能？184

Chapter 8？BIM技术应用 187

1 模型研究机制？188

2 设计验证优化？197

3 其他应用研究？202

4 效果评价？211

Chapter 9？科技成果与示范 213

1 合作单位与模式？214

2 科研成果？215

3 学术论文与专利？223

4 工程借鉴？227

后记 235

参考文献 239 

本书是关于大型地下综合交通枢纽——光谷广场综合体设计实践的总结，全面记录了光谷综合体方案的形成及设计的具体内容。在设计过程中，设计师为将方案做到*优，不断解决设计过程中出现的诸多问题，并提出了较好的解决方案。光谷广场综合体的建成，为大型综合交通枢纽设计提供了新的思路，部分设计理念已在其他项目中得到运用。本书内容都是设计的第一手资料，十分宝贵。

熊朝辉，男，中铁第四勘察设计院集团有限公司总工程师，长期致力于城市轨道交通、地下工程方向的设计实践。

1 背后的故事

方案形成

光谷广场由于历史原因形成6条道路放射汇集于一处的格局，导致交通拥堵严重，一直是武汉市道路交通的痛点。该处交通规划早已形成，但鉴于规划复杂工程庞大，迟迟未能启动。2010年左右，专业开发城市广场地下空间的香港某公司团队提出了地下七层的规划方案，铁四院技术团队在地铁业主单位指导下，优化完成了地下4层规划方案。2014年，武汉地铁2号线南延线工程隧道建设必须下穿光谷广场转盘，从而推动了光谷综合体项目的进程。方案研究伊始，设计团队重新推荐的原地下4层技术方案遭到周少东总经理“设计没有动脑筋”的批评。经过多轮协商，东湖新技术开发区管理委员会和武汉地铁集团有限公司就“在光谷广场转盘下的开发空间不考虑任何商业设施”方面达成了共识，进一步锁定了设计条件。

设计团队来回进行了2个月的方案研究、100多种技术组合，周兵汇报时一度出现方案记忆混淆的情况：一是该枢纽各类人流多、组织困难；二是地铁、道路等工程间关系布局要求高、处理难。随着研究的深入，项目组摸索出“同向归并，异向立交”的思路，但始终未能完成一个满意的方案。2014年4月，我有幸随刘玉华、姚春桥两位领导考察了日本和迪拜两地的轨道交通，受异国工程理念启发，研究方案时灵感一现，提出了如今的方案组合思路，后经各专业逐项落实，得以成形。

蝴蝶结布局

由于地铁2号线南延线工程的区间隧道要从光谷综合体中穿越，且2号线南延工程2018年底开通，开通之前需要提前“洞通”以开展综合联调工作，最保守估计也要在2018年6月洞通，也就是要求在光谷综合体转盘空间中的南延线区间隧道工程必须完成结构施工，而此时光谷综合体工程还没法完成主体结构。这对于庞大的光谷综合体工程施工组织，是一个巨大的挑战，关键在于光谷广场汽车流量巨大，地下管线异常密集复杂，如何保证2号线南延工程试运营工期，需要严谨的分析筹划。

经验丰富的林文书副总经理提出，蝴蝶结布局施工组织方案可能是解决施工组织难题最有效的方法。在交通异常繁忙的情况下，利用光谷转盘中心绿化区域布设施工场地，在直径200m的圆形地带根据交通组织的调整分区域施工，实践证明，蝴蝶结式的施工组织成功了。

意想不到的网红打卡地

地铁2号线建设洪山广场地铁车站时，曾因地铁功能需要对当时的景观造型进行调整而引起社会关注。光谷广场综合体地面景观规划设计时曾提出恢复原张拉膜方案，但目前采用的雕塑造型方案确实很难割舍。令人瞠目的是，我第一次接触“网红打卡”新名词，还是从这项漂亮的景观工程开始的。同时，我对城市新地标这个名词，有了全新的理解和认识，城市不仅需要基础建设，精神层次的文明可能更为需要。就这样，现代的广场雕塑替换了曾经流行的张拉膜，并没引起舆情，这可能是新雕塑更现代、更符合光谷年轻人审美的原因。

2 思考

定位

光谷综合体项目可理解为是一项城市现代化交通枢纽节点建设与商业的复合工程；是一座庞大的地下开放友好共享空间；是一座日总客流33.7万人次的三线换乘地铁车站；是一座日客流40万～50万人次的连接各象限地下连通节点工程；是一项城市道路立交隧道工程；是一项16万平米大型地下商业综合体项目。

该项目因为创新工程而被央视创新节目连续3天结集报道，获得多项设计或科技创新奖项，是我国地下工程技术发展的一个代表性作品。同时，得益于城市规划部门的控制和战略眼光，得益于武汉地铁集团有限公司和东湖新技术开发区管理委员会政府对项目认知的一致性，得益于时代技术发展水准。

设计理念

1.快进快出

城市核心三线地铁换乘一直是业内工程处理难题，总客流约8.1万人次/时，换乘客流4.24万人次/时，进出站客流3.84万人次/时，节假日客流更多。设计时首先考虑的是客流组织，特别是灾害状态下客流疏散。因此，围绕着客流组织，方案构思达2个月，主要涉及3座车站关系的组合研究，总共提炼出超过100种平面布局，但仍不理想。

2.注重受众心理与大尺度空间营造

地下工程因为投资巨大，建设效果给人以低矮、狭窄的感受，特别是地下空间集聚了大量人群时，对乘客心理会产生非常不好的影响，工程师对地下环境的处理也要求宽敞。因此，高大空间与自然光引入的建筑环境营造非常重要。转盘内“金、木、水、火、土”五个出入口露天设置，便于逃生；顶部电动玻璃天窗引入了阳光，给人安全感。转盘之外区域，利用货运通道，营造室外庭院，则是另一种安全手法。

3.同向通道归并 异向通道立交

将转盘区域地铁和车行通道归并处理，可最大限度减少地下工程深度，简化交通组织，是工作过程中非常重要的一个心得。

4.“1 2”立体换乘客流组织和反岛式站台

将11号线车站与9号线车站立体重叠布设，利用2号线车站站厅层作为所有客流交换主平面，是合适本项目最理想的处理方式。而9号线反岛方案因地面环岛可提供疏散条件而成为可能。反岛站台技术是城轨设计中的禁区，但在具备一定环境条件的时候，反岛式车站布设，可以发挥令人意想不到的作用，我们的团队在12号线武昌火车站工程中又重演了一次。

创新与亮点

与创新的评价相比，我们更认为这是一项充满设计激情与创意的作品，精妙之处在于将地下一层大厅在地下工程最上部的惯性思维进行了调整，降低地下一层大厅绝对高程，让9号线站台位于地下一层大厅上部空间，有效解决了地下大厅人员快速出地面疏散的问题，同时也解决了庞大地铁换乘客流交叉的问题，不经意间还提升了地下空间品质，一举三得。

文章本天成，妙手偶得之。

高新技术与手段

令我们最兴奋的是BIM引入设计，工作中大家尝试了管线综合、客流与烟气模拟等。虽然BIM技术还处于发展期，但对于大型复杂地下结构的关系表达与信息储存，应用前景远大。

同样令人惊讶的还有电动排烟窗工艺，这也是研究设计方案时非常担心的一个环节：会不会漏水？电动效果可以保证吗？好在工程实施效果非常令人满意。