/ 视频由业主单位提供 /
随着双子山的开放游览，“上海之山”终于圆梦！双子山是国内第一座大型的人造空腔自然山体，东西长约830米，南北约200米，主峰高48米，次峰37米，整个山体覆土约50万立方米。如此大型的人造近自然山体在国内尚属首创，也是独一无二的“上海之山”。为了实现这一工程设计的突破与创新，双子山的设计与建造经历了一个漫长的过程，其中的艰辛和困难不计其数，它最终成为了上海最美的一道风景线。
/ 世博公园双子山效果图 /
设计目标的确立
在项目伊始，我们就不断地思索“要造一座什么样的山”？
山无常势，水无常形，山是抽象的，没有既定标准……双子山的建设目标是成为上海市市区的景观地标，因此，首先是要造一座自然的山体，而不是一个景观建筑。它应该具备自然山体的各种特征，同时还能提供游览、观光等实际用途。我们希望随着时间的推移，双子山能像自然山体一样成长变化，从而成为市民心中一座真正的山。
随着各方不断地讨论与研究，对于山体的定位也在不断地变化，最终双子山的定位确定为：一座最高48米，拥有植被、溪流、瀑布等自然景观，具备“可观、可游、可用”特点的真正意义上的“山”。
/ 世博文化公园整体鸟瞰效果图 /
/ 世博文化公园整体平面图 /
/ 世博文化公园区域分析图 /
/ 世博文化公园实景鸟瞰 /
构 建 逻 辑
难点：前所未有的设计挑战
双子山设计的最大难点在于没有先行案例，也没有明确的建设规范标准。我们知道，大部分的设计，尤其是大型工程项目，都是在一定框架基础上，以常规的案例为参考，在相应规范要求下构想形态。然而，要建造这样一座高标准、大规模的近自然山体，既无建成案例作参照，也无相应设计法规作依据；且这样大型的项目，投入的人力物力巨大，不仅每个参与团队要付出超越常规的工作量，整个工程还需海量的专业协同和人工协作。因此，在设计这座山之前，设计师需要先行搭建一套稳固可行的基础设计逻辑作为整体工作的核心架构，否则，设计工作将如盲人摸象。
困境：常规做法行不通
由于山的造型自然流畅，在项目设计之初，常规的思路必然是先用等高线分层切片进行定位，用结构框架塑造山体形态，并根据这一形态进行完整的结构设计，然后在其表面进行覆土和种植设计，最后完成内部功能设计。而双子山的体量过大，等高线多为多阶曲线，非常复杂，很难进行精确定位。所以，这一设计思路相当于建造一个巨大且超级复杂的异形建筑体，并在其表面进行大量的覆土、种植，以及堆石、叠水等景观设计。虽然理论上可行，但难度超乎想象——山形设计过程中，大量局部特殊的形体变化会造成设计的深化困难；建造过程中，多种异形结构会带来搭建的重重挑战；在异形结构上进行覆土种植和堆石叠水，在景观定位、形控等方面也会面临多重考验；同时，应对这些困难需要巨大的资金投入和超长的建设周期，这些都是项目无法承受的。因此，在设计初期，按照山形进行山体设计的逻辑陷入了巨大的困境。
/ 常规做法——通过等高线分层切片进行定位和结构设计 /
双子山山体占地约30万平方米，最高峰达到48米，规模巨大。山体表面复杂，不仅有大量种植，还有溪流瀑布等景观要求，同时，还有提供多条登山游览线路。内部的空腔中需要布置大规模建筑功能。
/ 山体的常规建设思路 /
破局：寻找建构新逻辑
如何打破常规的思路，用更加简洁合理且具备可行性的模式来进行山体的设计呢？
建筑团队跳出了常规思路，从实际建构的角度，重新梳理了整个项目的设计思路。我们先抛开“山”这个概念，单纯地把项目当作一个建筑物来思考，是否可以构建一个与山造型相似、更接近常规建筑形态模式的类山型建筑呢？
我们知道，建筑设计中最为重要的理念就是模数化设计，而且现代建筑的高质量、高效率的搭建模式，也都源自模数化设计。很快，设计师就从积木搭建的逻辑中寻找到突破口，既然积木可以搭出一个“山”来，那么建筑体块也是可以的。通过设计软件的模拟，设计师很快就成功地用方块将复杂山形用基础模块的方式勾勒了出来，从而拨云见日，打通了设计的各种瓶颈。
/ 山形通过山位高点位置进行控制 /
/ 等高线控制山体切片 /
/ 模块山图——精准可控，高契合度 /
用方块搭山，从设计原理的角度，充分利用了不同构建逻辑的特性。首先是山体的骨架系统，利用建筑的工业化特性，结合建筑的功能需求，确定了9*9*6米的基准模块后，用最简单有效的方式来构建山体的“初型”；然后是“修型”，在基准模块基础上补充3*3*3米的小模块，再结合灵活的建筑局部现浇；最后，利用堆土的可塑性来达到“完型”，最终形成一个外观上自然山体的效果。
/ 用最简单的方块搭建世界 /
/像素化的建构理念 /
用较大的模块来控制整个形体的“框架”，再用小的模块来丰富形态的层次，从而形成了形体表面台阶状的类山形效果。
形体表面的台阶将会形成堆土的“仓体”，便于未来进行种植及二次塑性，模块化搭建完的山体通过表面仓体的覆土及种植，就能体现出一种自然山体的实际效果。
/ 积木山形 /
实施：新逻辑引导全专业协同
通过这样的搭建逻辑，在“初形”过程中保证了山体主结构的极简化和模数化；在“修型”过程中，保证了建构的可控性和精确性；而在“完型”过程中，则拥有更大的灵活性和可塑性，这就给整个项目奠定了一套完整的框架设计理念，保证了各个专项设计的统一性和协同性，也使得整个设计工作进入了有序的阶段。
像素化的建构理念
单元模块化的山体构建极易调整，只要对局部模块进行高低模数变化就能控制山形的变化。
运用像素化的建构理念，采用单元模式，大量简化，精确定位
/ 模块山的概念图 /
从结构专业角度，“初型”的设计难度大大降低，且基本不受山体表面造型变化的影响，极大地提高了设计效率和计算的精确度，而“修型”阶段由于具备了模数框架的约束，将原有的异形结构，合理地转化为折线和斜线结构，避免了大量异形体带来的设计难度和施工难度，为双子山的可实施性奠定了坚实的基础。
整个山体“像素化”之后，所有的高低变化、坡度、山体道路系统、主景观布局等都可以在一个精准定位的三维模型中得以体现，从而建立了整个双子山设计的基础架构，搭建了景观、结构、建筑功能、BIM深化设计、施工等全方位的基础平台，也统一了整个山体到施工的基础逻辑思路。
模块化的山体构建体系，产生了精准的竖向定位，从而使得山体，道路、景观建筑、甚至山体的水系、假山都能精准的定位大大降低了山体的建造难度。
/ 模块山的概念图 /
从景观设计来看，自然山体离不开山景，不仅需要大量的乔木、灌木等植被，还有瀑布、溪流等多变水景造型，如果按照常规思路搭建山体，这些造景元素的定位，以及水系、灌溉等都很难解决。而有了现在的设计框架，一旦“初型”确定，景观设计就可以相对独立，自由度大大增加，只需要在局部“修型”的区域进行协调设计，就可以达到较高的契合度。
/ 模块山的概念图 /
再看建筑内部的使用空间，由于“初型”框架的模数化处理，空间使用效率大大提高，布局更为简洁合理，同时，与山体表面的结合也可以进行更加精确的定位。
通过这样的一个体系，设计师成功地将复杂的山体建构，逐步简化成几个相对清晰的基础模块，通过模数化的原理，利用“初型”→“修型”→“完型”简单的基础逻辑，把一个复杂的造山过程逐步分解成常规的工程模块，这也使得整个山体设计进入了真正的可实施阶段，为日后山体的顺利构建打下了坚实的基础。
建构模数 基础框架 细节变化 模块分仓 山体表面
/ 建构过程 /
/ 三维模型剖面示意图 /
/ 二次结构表面及分仓示意图 /
“像素山”在形体上接近自然山形，但塑形简单、造价可控、建造难度大大降低。从系统上解决了“造山”的各种难点。
/ 双子山部分设计概念图 /
/ 建成后实景照片 /
建 构 安 全
双子山基础设计框架的形成，解决了整个设计的基础逻辑和依据，使得构建大型山体成为可行，但是，要想让它成为真正意义上“可观、可游、可用”的山，那么必须完整地考虑其安全性，我们要怎么安全地造一座山呢？
双子山体量巨大，表面覆土量非常大，考虑到其周边环境复杂，建成后使用要求较高，其构建过程中整体荷载的安全控制问题，是项目落地的重中之重，也是从设计初期就必须极其严格对待的专项问题。
从总体设计的角度，双子山的安全问题主要分为三个部分，一是景观设计，由大量堆土种植、搭景而带来的稳定性；二是主体结构构建所造成的沉降变形以及对周边市政工程的影响；三是游客使用过程中疏散、救援等安全保障。
景观设计安全
双子山是全植被覆盖的景观山体，其表面设计有大量覆土，与自然山体的天然沉降土层不同，大范围、多坡度的人工覆土存在较多土层滑动风险。设计结合模块设计原理，在山体表层结合山体结构，建造了无数个分仓区间，将大量的覆土分割成了一个个小的土仓，土仓四壁不仅起到了挡土作用，同时预埋构建，以便于其中大型乔木的拉结，大大减少了植物倾倒风险，也控制了水土的流失。从而有效地解决了山体覆土的安全问题。
/ 覆土模式 /
/ 不同坡度下的覆土策略 /
结构设计安全
由于双子山的规模巨大，周边环境又较为复杂，结构设计的核心问题就是如何控制沉降并减少建造过程中对周边城市公共设施的影响。
控制沉降的最有效方式，是减少整个山体的自重。结构采用了包覆钢系统，加强框架的稳固性，尽量减少竖向墙体，同时，山体内部为巨大空腔，并尽量减少不必要的横向楼板布局，从而大大减少混凝土的用量。自重的大幅降低使得桩基的承重要求降低，保证了沉降的控制，也有效控制了项目的土建投入。
在整个施工的过程中，对周边的影响控制极其重要。由于双子山周边有卢浦大桥、打浦路隧道等重要的城市设施，而该项目的占地巨大，其整个基地的荷载变化非常大，且山体表面布满植被，而植被的不断生长会带来荷载的不断变化，所以从工程一开始，设计就做了大量的论证和监测准备工作，尤其是对于周边市政工程的沉降影响和施工影响都做了苛刻的论证和计算，并在结构重要部位都设计了监测点和监测要求，从而保证在整个施工过程中控制风险。
充分满足景观方案及植物种植需求，山顶平均覆土厚度达2.5m，考虑覆土、挡土墙及屋面斜板的荷载后，恒载标准值为65kN/m2，活荷载标准值为12kN/m2。
局部剪力墙设置有效解决，地震作用下结构受力较为不利，地震作用引起的剪力较大的问题。
/ 创新的结构形式——PEC结构体系 /
双子山位于软土地基和城市敏感环境中，结构施工工况下，造土荷载与上部结构荷载施加，满足卢浦大桥原设计单位建议的变形限值。
/ 结构优化论证 ——卢浦大桥桥墩桩基影响分析 /
建筑设计安全
从本质上来说，双子山是一个超大型的建筑体，由于山体表面设计了游人登山的功能，同时，内部设计有建筑功能，其运营过程中的安全控制非常重要。
从人的使用角度来看，双子山的人流主要分为两部分，一是外部的登山人流，第二就是内部停车、游览的人流。
首先，是登山的人流。由于“山”的体量较大，且有相当的高度，“山”的顶部还设有展厅，未来的疏散、救援、后勤都有相当大的难度，设计结合山体形态、景观路线，精心设计了一条4米宽的山道，并环绕整个山体布局，其荷载、坡度设计都能满足消防车通行，平时可作为登山的主路，同时满足后勤车辆的使用。
严格控制建筑功能及空腔利用范围，保证人员能快速便捷疏散至室外；
一层南侧为直接对外出口，消防设计时严格控制南北向进深，最大限度利用南侧疏散；
内部较深处，根据山体消防车道设置疏散楼梯，保证疏散口便捷到达消防车道，并根据楼梯严格控制东西向功能区范围；
充电桩车位火灾危险性相对较大，除满足规范要求前提下，设计时在柱跨间设置防火隔墙，每3辆车位为一个防火单元，可有效阻止火灾蔓延。
/ 立体化的人员疏散援救系统 /
其次，是内部停车游览的人流。双子山的底部车库面积约有8万平方米，是一个超大型的停车库，由于整个山体东西跨度极大，且考虑北侧与公园景观及游园路线衔接的问题，车辆出入口均布置在南侧，从安全疏散的角度来说风险较大，所以在山体中部设置了一条长约200米的通道，可由南侧道路经山体内部直达北侧的游园主路，这条通道也成了从车库内部直达公园区域的主要通道，大大增加了内部使用的安全性。同时，车库内部的人流不仅可以从底层到达公园，还可以通过竖向交通直接到达山体上部的主山道，从而使得整座双子山的内部交通也呈现了立体化的通达模式，不仅大大增强了游客疏散的安全系数，也大大增加了游览的便利性。
车库空间较大，且疏散口众多，一二层空间主要功能为汽车库，利用首层南侧出入口分散车库疏散压力；
三层为结构空腔区，局部设置楼梯疏散口及避难通道解决首层车库深部疏散问题，同时有效地隔离车库与展厅两个功能区；
四-六层为展厅，首层标高为18.000 ，与外部消防车道衔接,布局利用山形做阶梯化逐层布置。
/ 建筑剖面交通关系 /
设计管理的优化
双子山是一个特殊的大型工程项目，不仅在于其规模体量的庞大、工程的复杂，更因为其作为国内乃至世界大型造山的先行者，在诸多方面都是以开创的模式来推动，无论是“山体”设计的理念，基础逻辑框架的搭建，设计依据的建立，还是工程建设的特殊性，都存在着较多可探索的区域，所以，在整个项目的推进过程中，设计管理成为极其重要的一个环节。
与其他大型项目显著不同的是，双子山的整体设计工作是一种全新思维的工作模式，存在着大量的预判性和试验性，尤其是很多技术应用都是在边论证、边实验、边设计的过程中逐步完善的，所以，双子山的设计工作，是用一种“总-分-总-分”的螺旋模式进行的，也就是，采用统一的框架进行设计的基础搭建，然后再由专项设计进行深化和验证，验证的结果再进行总体协调，最终确定专项的设计方向。正是这种新的设计工作模式，让整个项目推进过程有序合理，且每一步的工作都能夯实前阶段工作的成果，这才是确保整个项目安全高效推进的基础。
/ 双子山实景鸟瞰 /
结 语
整个双子山项目的设计构建过程，体现了上海在大型项目设计上的创新精神与开拓精神，正是这种精神，才让双子山成为了名副其实的“上海之山”。
/ 实景照片 /
项目信息
项目名称 | 世博文化公园（雪野路以南）东区项目（土建）
建设单位 | 上海地产（集团）有限公司
项目地址 | 上海市浦东新区世博文化公园
建筑面积 | 86200.5平方米
竣工时间 | 2024年
建筑设计 | 华建集团上海建筑设计研究院有限公司
景观设计 | 华建集团上海现代建筑装饰环境设计研究院有限公司
施工单位 | 上海建工一建集团有限公司
华建集团上海建筑设计研究院有限公司设计团队
设计总负责人 | 罗珎、何涛
建筑设计 | 吴奇、李力、刘华杰、姚卫兵、陈玉霞、张宝强
结构设计 | 刘宏欣、孙求知、张仪放、潘法超、黄瓅、黄博
给排水设计 | 周海山、吴敏奕、吴桐斌、汤福南
暖通设计 | 朱学锦、张伟程、盛青青、贺江波、马梦操
电气设计 | 汪海良、杨麒、谢元俊、魏亮、俞梦悦
节能绿建 | 燕艳、孙斌、陈家乐
作者简介
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