将人工山体融入大都市生态景观的技术实现—以上海世博文化园双子山项目设计为例

将人工山体融入大都市生态景观的技术实现—以上海世博文化园双子山项目设计为例

曹严萍

上海美觉景观规划设计有限公司 上海，200000

摘要：山林能起到净化空气、涵养水源、消除噪音、防止水土流失、调节气候、保证生态多样性以及发展旅游业等方面的作用。一座城市“有山有水”才能相得益彰，才能克服钢筋混凝土的“强硬无情”，而变得“善意柔美”。然而上海这座享誉国际的大都市除西南部有少数丘陵山脉外，全为坦荡低平的平原，平均海拔高度为4米左右。因此，双子山项目实现了都市人对爬山的渴望。双子山项目虽为人造山，却以自然山林的效果呈现，要实现自然山林的生态效果，需要解决诸多的技术难题。

关键词：大都市生态景观、人工山体、技术实现

一、项目背景

上海世博文化公园，毗邻黄浦江，规划建设面积近2平方公里，将打造成为上海中心城核心区最大的沿江公园。定位于国际都市中的自然山水空间，是上海的新地标，同时设计立足成为上海的一幅江山图。

目前，两座最高达52米的双子山正在黄浦江畔的上海世博文化公园内拔地而起，建成后将成为国内第一座高度超过40米的人工仿自然山林。市民将享受在城市中心爬山游览的乐趣。双子山作为标志性景观位于公园南区， 由两座高度不等的山体组成。项目占地达30万平方米，东山高52米，西山高37米，形成东高西低的走向。

双子山项目整体以松江本土山体形态“九峰三泖”为原型，还原自然野趣的山林溪瀑，形成山水相映的景观。建成后，山体内部空间也将充分利用。山体内的一、二两层将建设停车库，规划近1500个停车位，三层为人员疏散层，与外部交联互通，三层以上将作为展示空间。两个山体顶部都有观景平台，山间将设置曲回步道，可供市民散步休憩，登高望远。

双子山的建成将成为上海“一江一河”沿岸滨水地区的新地标，其建设目标是形成世博文化公园的自然山水景区。

双子山总体设计

双子山的总体景区范围分为双子山（主山体）区、静谧林区、林下活动区、滨湖区四个功能板块，且和西侧的马术谷通过地形的塑造，将马术谷与其形成一个整体的山脉延续的效果。

二、如何在人工山体上实现自然山景效果

自然山景特点：自然景观的构成要素包括大气、岩石、水、植物、地形地貌。自然物和人工建造物都是构成景观的元素，大至自然地形、开阔空间等具有自然美;小至栏栅围墙、小桥坐凳等人工建造物具有工艺造型美。把自然景观元素运用在城市景观中，就是把大自然的淳朴恰当地营造在城市的人工环境里，尽可能的减少城市的机械感、冷漠感;进而带给城市与自然生态的融合。而双子山项目，正是给上海这座钢筋混凝土森林添上清新的一笔，纳入自然的风貌。

双子山置石：因双子山的结构特殊，并非真正天然的山体，而是经过现代科技设计造出来的“假山”，所以，按照普通自然山体的岩石造景是不可取的（承重受限）。所以，设计中运用置石来替代自然山体的岩石。置石材质可以是自然山石，也可以是人造仿石。可将仿石材布置成自然的露岩景观。景观置石还可以结合其挡土作用、护坡和作为种植床来美化景观空间的功能。置石手法常见有四种：特置、对置、散置、群置。根据不同的场景需求进行排布。达到疏密有致，虚实相间的造景效果。在空间层次上，打造多变，一步一景的观赏效果。

双子山水景：水无固定形态，在景观设计中可以各种形式存在。如水池、人工瀑布、喷泉、溪流、人工渠等。景观有了水，更添生机与意境。在双子山的项目中，运用了人工瀑布和溪流去造景。在设计中，既要尊重水的自然属性，又要考虑它的文化内涵和水的形、声、色三要素。水景的形态分布为静水景观和动水景观两大类。静态水景能使人愉悦、平静、安详。动态水景能使人心潮澎湃，激动与震撼。人工瀑布是动态水而溪流水潭则是静态水。

双子山静态水景：水在流动中或被风吹动下产生波光粼粼的效果，使总体山景更加动感深邃。景物在水面的倒影，尤其是夜色中的水景倒影，由满池清水托出，让人领会到“虚阁荫桐，清池涵月”的意境，沁人心田，又怡人情怀。双子山在造景中依水亭台楼阁和植被、置石均考虑与水的互动关系，考虑景在水面上形成的光影与倒影效果。

双子山动态水景：上海的地形地貌中没有自然山体及瀑布，给人一马平川的感觉。为了体现山水灵动的风貌，此项目中运用现代工程技术，打造了一个仿自然生态的山体瀑布景观。瀑布由双子山山顶中心部位由东向西，后由南到北飞泻而下，流入山谷的中心湖区域。瀑布的设计增加动和声，打破了山体的静谧，使山体景观更加自然而负有趣味。

双子山植物：

采用华东地区园林植物，注重植被生态群落的构建，注重乔灌木、落叶与常绿、赏叶与赏花、上中下种植层次，营造层林尽染的山林植被效果。结合视线、气候、风力风向、光照、坡度等分析合理选择与布置植物。

植物的色彩应用：在整个项目的设计过程中，采用适地适树的栽种原则。尽量运用本土植物。一些特殊造景处，可栽种色彩好、造型好的进口苗木。

植物气味的利用：芳香的植物气味有增强人体机体抵抗力、身心放松等作用。双子山项目通过植物的科学配植，确保整个植被生态在一年四季展示不同的景观特色与气味特点。雨后，各种不同的味道蜂拥而至，使整个景观空间立马生动活泼起来，同时也注重气味融合时所带来的的不同于单独气味的影响。

双子山植物依山势地貌：双子山的设计标高约为50米，为呼应如游龙之山势，恢弘磅礴之气势。在山顶以种植常绿大乔木加特色地被为主，已达成山峰的效果；在南坡以种植常绿乔木搭配彩叶乔木为主，北坡以彩叶搭配特色花灌木位置，南北两坡的种植是用呈式花和色叶乔木彰显层林尽染的主要区域；在南山脚以种植开花灌木加垂直绿化软化和过度到园路；北山脚种植特色花灌木加杜鹃为主，以柔和的方式过度到湖案边。在北侧湖岸边形成水岸疏林和水生植物带。

四、人工山体结构解析

装配式钢结构应用：双子山的结构为装配式空腔钢结构，本工程应用了BIM系统，该系统集设计、建造、管理为一体，能支持建筑工程的集成管理环境，可以使建筑工程在其整个进程中提高效率和减少风险。在BIM系统的指导下完成建筑构件的高效预制与安装，不会产生现场现浇节点，这种安装形式同时具备抗震性能优越的特点，也更加绿色环保。在钢结构梁柱节点位置采用栓焊连接，螺栓连接（免焊连接），其优点同样是安装速度快、施工质量有保障。现场焊缝是钢结构容易发生腐蚀的主要部位（油漆现场处理不当），螺栓连接可以避免此类问题的产生，并可以做到油漆全部由工厂涂装，大大提高了钢结构的防腐蚀性能。

下部结构为了满足山体表面溪流瀑布的承重要求，需要多次结构转换，结构完美转换是项目成败的关键因素，因此，在此节点，细化并在主体结构上进行有效的结构转换成为了二次结构设计重中之重。

工程结构展示：a.工程主体结构为框架—剪力墙结构体系，主体结构基本跨度为9米X9米。地下两层空间辟为停车库的用途，便于车辆的出入，比较合理地利用了空间。其余部分作为空腔，减少了整体荷载，可以节省建筑各项用料。在山腰和局部靠近山顶的部分，适势地利用空腔空间来设置一些配套辅助设施，如展厅、设备用房等。

b. 空腔结构的规则框架采用"部分包覆钢-混凝土(PEC)"框架，PEC结构构件可以采用工厂预制生产、现场装配施工的方式，满足了装配式结构的预制率要求。同时也大大简化了施工操作流程，节省了施工的时间。 （下图为主体结构节点预制拼装示意）

c. 在山体边缘范围延伸至上部，配合山体的内收，结构跨度也作出相应的的转换；由原来的9米跨度收缩为2M ~ 3M。在原有9M跨度梁上支起立柱以及上部的梁板，来承托山体表面的覆土。虽然由此形成的内部空腔许多无法作为能够使用的功能空间，但由此却能减少上部的覆土堆积量，减少结构负荷。从整体出发，减少了建设投资成本。

围护系统：维护是本项目中需要和钢结构装配系统紧密结合的系统。由于山体的递进要求，围护系统与常规的建筑围护系统不同，需要分层递进，形成锥形围护系统，其作用是保证其山体下部结构的稳定性。

五、人工山体植物种植技术解析

覆土：双子山结构顶部覆土约2米左右，满足绝大部分乔木的种植需求，双子山部分区域由于市政隧道的影响，其覆土厚度仅为0.6米，仅满足地被花卉的种植需求。

种植土壤：为配置满足世博文化公园绿化种植土要求，关于种植土的配方和标准经过上海园林科学研究院通过大量的标准段实验得出以下结论：

世博文化公园通用种植土生产配方（体积比）为：6（原状土壤）:3（沙）:2（有机介质），此配方为目前满足公园绝大多数植物品种需求，双子山特殊区域，如坡度较大区域，为防止水土流失将会产生特殊区域的土壤配比。

种植技术：根据坡度分析，对1:1.5以上，1:1.5—1:2,3和1:2,3以下三种坡度范围的标准段采取不同的种植措施，植物种植因为受到下部挡土墙的影响，形成较为平直均分的观感，应当考虑通过前后的相互因素和高地的错落打破其观感。

在排水方面，双子山区域排水以利用山体形成沟、谷自然排水为主

沿山体道路设置植草明沟，截流山体排水，同时起到截污的作用，根据山势局部凹地形成雨水花园，滞留缓冲集中径流，防止冲刷。山脚下设置截洪沟，防止雨季集中流量，保证道路安全通畅运行。北侧山体排水汇集后，排至人工湖，南侧山体排水排至济明路市政雨水管网。山体下渗水，在建筑顶板上设置疏水板，沿山体排放，底部设置盲沟，最终汇合至雨水井排出。

六、重点、难点景观技术实现

溪流瀑布作为双子山的核心景点，上游溪水潺潺，中游湖溪静怡，下游层层跌水，都具有不一样的景观特色和植物风貌，水系的营造对核心节点的展示起到重要的作用。在钢结构建筑物上实现自然瀑布效果需要解决的技术问题有瀑布给水水源问题有溪流瀑布水源采用人工湖水，补水取自人工湖湖水，设置四台循环水泵，其中三台，流量120m3/h，扬程55m水泵，作为上部溪流水泵，另设一台流量150m3/h，瀑布下池循环泵，用于平日瀑布运行，溪流瀑布水质维护采用气浮加过滤处理方式，设置一套处理能力为30m3/h的一体化水处理设施，保证瀑布水质。

溪流瀑布范围与各段效果图

溪流瀑布给水系统图

七、结语

双子山景点作为世博文化公园的一个特色景点，经过空腔装配式钢结构建造、浇板、覆土、给排水、种植等一系列的强大工艺，将为上海市民呈现最靓丽的人造自然山体风景线，真正达到“虽由人作，宛自天开”的造园效果。同时达成双子山景点最初设想的营造自然环境，为上海世博文化公园形成上海的一幅江山图提供有力支持，达成自然与城市和谐共生的建造目标。

参考文献：

[1]上海市规划和自然资源局.上海市“一江一河”发展“十四五”规划.

[2] HKASP佳图文化.城市生态景观[M] .北京：中国林业出版社，2012：220-262

[3]翟学成 王留东.EPC总承包工程全过程管理中BIM技术应用探讨[J].中国建筑，2022（50）：95.