编者按：

坐落于上海世博文化公园的 “双子山”，是中国最大、最高的人工仿自然山体，由2座山峰组成，主峰高48米，次峰高37米，弥补了上海缺少自然制高点的缺憾。双子山于2024年9月正式对外开放，现已成为上海中心城区一个集生态、观光、休闲、文化于一体的重要的公共空间，深得人们喜爱。在其开放1周年之际，让小编带您回顾一下这个极具特色和象征意义的人造景观设计。

01

引言

人造山（artificial hill）在现代规范中的定义是指在原地面上，按照一定的技术要求用填料填筑或结构物构筑，填料或结构物的表层主要用种植土、植被或其他天然材料覆盖，山体高度高于原地面平均高程4米及以上，形成具有生态、景观、休闲活动等功能的仿自然山体。人工构筑即人造山表层以下部分形成空间结构并在结构外围采用填料填筑覆盖的山体建造方法。近自然山体则意为从自然环境中山体形态以及植物生长习性、群落搭配等方面尽可能仿造自然山体中所展现的景观表现特色。

“双子山” 所在的世博文化公园，位于上海市浦东新区，黄浦江凸岸。受限于地质、地貌、气候条件，要在城市核心区域、地上及地下周边诸多市政设施重重包围中，于一片广袤的平地上拔地而起建造一座高度48米、占地超过20平方公里，内部空间为建筑使用功能，表层是以自然山林种植方式形成的大型人工构筑近自然山体，无法采用常规的设计流程、方法和技术手段，在国内外也没有成功的类似案例可以借鉴。

/ 世博文化公园全景 /

/ “双子山” 鸟瞰 /

02

山体搭建

通过对中国园林人工筑山理论的学习和研究，以及国内近现代传统人造山的经验总结以及国内外相似规模项目案例的汇总分析，所有已建成的人造山体项目基本集中在传统的土石堆砌山体范畴。

城市公共园林中常采用 “土山戴石” 的筑山工程做法，通俗讲就是直接堆土砌石，这种做法简单，但也有一些不足。

首先，

在一定的用地面积内，能堆砌的山体高度有限

；

其次

，

堆土筑山的传统方式不仅要复核高堆土对原有场地地基承载的影响，还要考虑堆土的不均匀沉降易使最终山体发生较大的形态变化，以致偏离设计预期；

再次

，

由于受到土壤安息角及内部填充物沉降不均匀等不确定性因素限制，一般耗时较长，很难满足现今工程项目的快节奏进度要求。如要突破传统土石筑山的高度和施工周期限制，同时保证仿自然山林的景观效果，需探索一种全新的人工山体构筑方法。

/ 世博文化公园 “双子山” 项目区位图 /

/ “双子山” 山体内部建筑空间与景观构造剖面示意图 /

通过对多种方法的研究讨论，景观设计团队与建筑结构团队协商一致，决定采用

一种全新的筑山方式 

—— 山体内部建筑空间采用新型PEC钢结构形式；在建筑结构顶板之上按景观地形坡度造型增加混凝土梁板柱，形成山体表层造型的二次结构，以支撑山体的主体形态框架。这样，在每个结构构造框架内预留 2.5米的覆土厚度空间，既起到固土、减少土方滑坡的作用，也可满足大部分植物生长的基本需求，配合景观种植设计打造以纯绿化种植方式为主的大型人造近自然山林。这种全新的筑山方式，极大地提高了建设工程效率，与传统堆土筑山的方式相比，更能保障山体自身的稳定性。

/ “双子山” 远景 /

03

山形设计

三维扫描展现立体山体

经历过前期的不断试错，设计团队打破原有的传统设计思维顺序模式，采用结果反向推导方式。具体地说，先制作“山”的实体模型，再借助三维激光扫描技术，通过对“山”体模型进行多角度、多维度的立体交叉扫描，得到其表面详细的位置、高度等三维点云数据，然后对这些信息进行处理、建模、汇总拼接，最终形成高精度、高分辨率的数字模型。

采用这种方式最大的优点在于：

① 还原度高，提升整体效率。

整个塑形过程可以全面、形象地展现山体今后建成的实际效果。特别是在设计初期阶段，实体模型能使业主及各方观察者获得全方位、接近现场、直观的整体感受，业主当场即可有最直接的反馈，设计师能立刻根据反馈意见对实体模型进行修改，提高整体的设计和决策效率。

② 最大程度地确保最终设计效果的稳定性。

全面的数据信息采集传输在电脑里，实现了真实物体的再现，同时将采集数据导入二维平面软件，再进行下一步落地性的调整优化设计，确保最终方案设计效果不会与实体模型发生较大偏差。

/  实体模型制作及3D扫描过程 /

/ 3D扫描获取矢量文件过程 /

精准校对山体竖向设计

ArcGIS软件针对山地类型的项目，能迅速直观地反馈并提醒设计师在设计过程中发现山体各个区域的坡度是否符合绿化种植坡度、土壤安息角的要求，以及各类道路坡度是否满足人行、车行坡度设计规范等等。GIS软件操作比较简易，反馈速度极快，适合设计过程中经常反复的辅助校对复核工作，可以极大地提高设计工作效率，缩短设计周期。

通过三维激光扫描形成的地形等高线数据，完全模拟自然山体的效果，但其复杂程度也超乎想象。针对电脑的实体模型，ArcGIS软件可以用不同颜色呈现不同的高程和坡度变化，从而在平面上清晰直观地体现地形高程的变化，精准地找到不满足设计规范坡度要求的区域，并进一步优化调整，使设计趋于规范和合理。

/ 竖向坡度调整设计过程 /

三维模型软件辅助设计

VR和AR实现沉浸式体验 —— 

① VR虚拟现实技术

可以让人即时融入整个场景之中

，为相关方提供沉浸式体验，帮助设计和决策。在方案设计初期，模拟视线角度，体现空间感，突出重要景点看与被看的关系，峰、谷、壑等地形与路径的结合，引导创造更好的场景空间。在工程建成之后，VR还能实现风景园林的公众参与和动态体验的交互设计，搭配语言和音乐，获得更优化的表达效果，进行多样、全方位的展示，帮助游览者获得超越现实的体验效果，增加吸引力。

② AR增强现实

则是将虚拟信息与真实世界融合的技术

，把计算机生成的文字、图像、三维模型等虚拟信息模拟仿真后，应用到真实世界中，两种信息互为补充，从而实现对真实世界的“增强”。本项目结合AR技术的虚实融合特性及移动终端的便携性，最终实现在项目现场准确地还原、展现设计效果，并结合施工现场环境来进行对比分析。这种技术的应用，不仅为工程建设者提供了实时、准确的参考，也提高了工程的效率和质量，还可为今后的运营管理提供便捷和帮助。

/ VR提供的沉浸式漫游体验 /

/ 工程现场实景AR虚拟效果展现 /

三维模型检测验证 —— ① Civil 3D辅助检测。

为了满足大乔木生长良好，表层覆土要达到平均2米左右的厚度。在设计过程中，先将模型优化后的山形等高线模拟生成Civil 3D模型，再使用Revit软件推敲结构表皮覆土厚度，设置不同厚度的覆土深度警戒值，并在三维模型中通过颜色实时反馈表现出来，从而便于植物设计师通过不同覆土厚度的区域位置，布置满足对应覆土厚度需求的植物组合搭配。

/ 山体表层覆土厚度复核试验 /

② 三维软件辅助检测。

人工构筑近自然山体设计需要景观与建筑、结构、机电等专业的信息共享交圈，全专业整合的三维信息模型，从设计端口提前进行融合检验，是空间变化复杂的山体项目顺利推进、减少施工返工的关键控制点。特别是机电管线的施工定位，重力排水和雨水管是否外露、碰撞，植物种植与其他管线是否碰撞等等。

为了避免山体水土流失的问题，表层结构确定以混凝土挡土墙仓体形式进行固土。但机电管线又都是在结构顶板表层上随着地形高低起伏而敷设，以常规二维平面表达的方式表达机电管线，无法满足复杂山体地形的施工信息定位。

/  山体表层结构与面层机电管线关系 /

重力排水、雨水管不仅需要兼顾山势变化坡度变化，还要检查在山体覆土凹处管道外露并避免管综碰撞严重等特殊情况。同时，每段水、电管道都需要在三维模型剖面中进行三维定位，以提供设计碰撞复核结果进行优化调整。

/  通过Revit模型碰撞试验发现管线外露的示意图 /

在景观Revit模型中，检查苗木种植土球与挡土墙、埋设的机电管线、景观照明混凝土基础等有碰撞的情况，也是在设计阶段就尽可能排除，以减少今后在施工过程中因植物种植点位与其他各专业冲突而造成的工程成本损耗。

/  植物种植树球根部与结构顶板及室外管线碰撞试验 /

/  “双子山” 实景照片 /

04

植被设计

山体植物风貌营造，是一个整体系统性的规划设计：梳理项目地块所在纬度区域与地理气候环境，明确山体绿化风貌特色，分析山体山形对植物生长的限制因素（高度、坡度、光照、风向等），选择不同生境下的植物种类和种植形式，从而形成一套适合山体山形的植物风貌营造体系。

植物与地形结合

在植物种植设计思考时，优先考虑根据山体地形高与低、平缓与陡峭、向阳与背阳等形态变化，采用SKETCHUP软件的日照分析，以及GIS软件的坡度、大数据等分析，明确山形下不同植物生境分类。

光照分析 —— 

通过SKETCHUP软件的日照分析插件，模拟所在地区的日照时长分析，在平面图中划分出光照时长分布图。根据这一数据，植物设计师可以将喜阳、耐半阴、耐阴等不同植物种植在对应光照条件的区域内。这样不仅提升了设计的精准度，大大降低了植物因为不满足光照条件而死亡的可能性，也减少了后期施工苗木二次替换的经济损失。

/ 采用Sketchup日照软件分析数据结果 /

/ 通过Sketchup插件日照分析确定植物种植区域 /

坡度分析 —— 

山形总体坡度陡缓不一，在前期山形设计中对于山坡的坡度不断进行优化，但由于场地范围限制和高度需要，部分区域可能坡度过陡，存在一定的种植难度。根据不同坡度对植物生长的影响，将坡度分为四个合适的坡度范围，选择适合的植被并使用加固技术。

/ GIS软件制作的山形坡度分析图 /

风向分析 —— 

根据山体自身变化的形态，兼顾统筹分析判断项目所在地位置的季风性研究，以及包括山体地形之间形成的狭长通风区域，应注意植物的土层厚度、植物深根性等因素，考虑在风向较强的方向布置具有一定抗风性的植物品种，保障极端大风情况下的植物正常生长。

/ 风向分析 /

标高分析 —— 

针对山体不同标高的需求，山体主要分为：山顶、山腰、山脚三部分，模拟自然山林植物群落分布，采用不同的植物形态类型，山顶以树高7米以上的瘦高形针叶植物为骨干，山腰以树高 5-7米的卵圆形、圆形、伞形等阔叶乔木为骨干，山脚以树高 3-5米的小乔木和花灌木为主，从视觉感官上拔高山体高度。

植物斑块布局

自然山林中植物品种丰富多样，呈现的观赏特性各有特色，树种与树种之间常见的混交方式：株间混交、行间混交、带状混交、块状混交，不同树种之间的混交方式呈现不同的景观效果。通过研究山体景观辐射角度，选择城市界面及公园界面的主要观景点进行视线分析，对比同一视线距离的观赏视点内不同植物斑块大小的景观效果，选择最佳的植物斑块大小作为山体植物群落分布范围的依据。

/ 植物林带色彩板块模拟 /

植物特色营造

综合考虑项目所在地的生态环境、上位规划的要求、使用人群需求等因素，明确切合实际、可实施、景观效果突出的山体植物风貌特色。

人造山体的植物种类选择和植物配置方式，可先对项目所在地周边的自然山体与人工生态山的植物群落组成进行分析，选择生长表现良好的品种和乡土品种为主体品种，模拟自然山林的生态群落结构。同时分析山体观赏坡面、道路、重要景观节点（观景木平台、驿站、瀑布等）的绿植物特色，结合山形内的环境条件，利用植物本身树形、叶色、花色、花期等各异的观赏特性，划分山体不同区域内的特色植物品种，打造特色鲜明的自然山林。

/ “双子山” 瀑布 /

植物种植与稳固

确定种植点的BIM辅助技术 —— 

在植物施工图种植设计时，通过对于结构挡土墙平面以及管线平面图的叠加，植物设计师可以尽量避免植物种植与结构及管线走向的碰撞。但管线还存在埋深的关系，只依靠CAD平面图不能完全表达清楚，包括机电主管是否能移动调整的可能性，需要通过BIM进行碰撞试验，并遵循以景观效果优先的原则进行调整。

模拟种植效果的AR/VR虚拟现实技术 —— 

在现代园林景观工程特别是人工构筑的近自然山体的工程项目中，结合AR技术的虚实融合特性及移动终端（智能手机）的便携性，可准确地还原园林景观设计，并与现实施工环境进行对比。为工程建设者提供实时、准确的实施参考，因而大大提升了项目人员的工作效率和工程项目的整体质量。在VR山体模型内种植植物，对植物种植场景进行实景模拟。通过体验者置身其中的亲身经历，反馈给设计方或业主适时感受，以判断植物风貌是否达到设计目标、满足使用需求。

植物种植的稳固技术 —— 

在常规景观园林项目中，对于乔木的固定方式，往往在施工及养护初期，需要以杉木桩或钢管固定插入土中的方式对乔木进行固定。但是这种方式较为影响即时视觉感受。本项目引入国外以不锈钢绳索环绕固定的技术，视觉效果更为美观。还创新性地将原固定在地面的端头，固定在现有结构挡土墙上的方式，规避了其固定力度不如木桩的缺点，大大地增加了不锈钢绳索的牵引拉伸强度和稳定性。另外，在苗圃起苗对土球的绑扎要求按高标准执行，土球外部有金属网进行包裹，同时需要有弹性绑扎土球，不锈钢伸缩进行牵引，另一端与挡土墙上的预埋件拉环形成扣件搭接。不锈钢杆件预埋贯穿钢筋混凝土挡土墙，两端焊接拉环，拉力需要经过结果测算及复核。

/ 植物种植标准段作法 /

/ 种植固定措施相关施工图纸 /

/ 预埋件节点与土球包裹处理 /

/ “双子山” 植被实景照片 /

05

覆土层设计

覆土层设计主要是防止水土流失及保证植物的生长。人造山体为后天砌筑形成，短时间内水土稳定性相比自然山体较差，因此要考虑在实际施工过程中的水土流失问题，以及土壤自身的稳定性。表层排水既需要考虑水平方向维度的排水疏散，也要从纵向经度位置考虑山体本身形态所产生的谷的概念，容易形成水流汇聚，可以引导做成自然溪流进行自然化处理。

/ 石滩漫步 /

固土技术措施 ——

如何保证的土壤的稳定性并减少水土流失是景观工程的一大难点。

① 设置挡土墙，保证大体量种植土不滑移。

本框架体系主要适用的山体构造形式，类似于大型坡屋面建筑屋顶花园。根据种植屋面设计规范要求，坡屋面需要设置挡土措施，结构专业将山体结构表面设置成网格状的挡土墙形式，既确保了植物种植的最基本种植覆土厚度，也充分考虑和满足了景观种植的需求。

② 合理的土壤配比，提高土壤稳定性。

土壤自身稳定性越高，安息角越大，而这些主要取决于土壤所在地理区域的组成成分，对于配方土就是指土壤中的营养介质、砂石组成配比。需要在施工之前即由专业土壤研究单位同步配合，进行土壤理化指标组成分析测试，提供土壤建议配比。同时还需要关注土壤PH值等理化指标，兼顾植物存活率的影响。

③ 在施工的不同阶段，加强对土方表层的稳固措施。

如在场地堆土地形完成后、植被种植前，可以铺设三维植被网保护，保证在地被没有长成之前，保护土地表面免遭风雨的侵蚀；在地形初次整形后，迅速大面积播种草籽等地被类籽播，这样短时间内生长起来的地被植物组成形成复合保护层，可经受大流速的雨水冲刷，降低土壤在雨水和坡度影响下流失；另外在种植过程中，植物种植存在先后工序和时差，在未种植地被植物固土之前，需对裸露的土方进行养护、浇灌补水，并在雨季冲刷时，及时使用织布网或者树皮等覆盖物进行保护，减少水直接接触土壤而造成的冲刷。

/ 种植土配置现场 /  

 / 种植土稳固测 /

种植区防水、排水、蓄水措施 —— 

因为是人造山林工程，山林结构体表面上部的植物相比自然堆土形成的山林，更需要考虑如何提高植物存活率以及山体结构表层构造的防水、排水措施。

① 防水：

山体建筑结构表层自身需要设立多层防水系统，除了通常建筑混凝土的刚性防水要求和多层防水构造，还要考虑植物种植区域的耐根穿刺需求，如在卷材中增加铜离子进行引导隔离植物根系，也可以根据需求尽可能减少使用一些根系穿刺性强的植物。因为垂直方向的积水危害性相比侧向更为严重，对于山体表层二次结构挡土墙体防水措施，可以根据经济性适当降低防水标准。

② 排水：

为了避免植物根系在类似屋顶结构方格的封闭环境中因为积水导致的存活率不高的问题，设计考虑在混凝土墙体四个方向均间隔预留布置排水孔，且结构顶板上布置陶土粒滤水层。在暴雨期间及长时间雨季情况下，土壤吸水饱和后下渗的雨水通过陶土粒的过滤，可以迅速通过各个方向的排水孔进行导水疏散，而且四面多设置排水孔，可以避免万一某个方向的排水孔因为各种原因导致的堵塞，而引起结构方仓内的土壤积水。

③ 蓄水：

在考虑植物根部排水的同时也要兼顾考虑植物生长根系需要补充水分的问题。在使用类似轻质配方种植土的情况下，土质颗粒比较松散，绿化浇灌和雨水容易迅速下渗流失，虽然有利于土壤排水，但同时也不利于土壤中植物根系的水分吸收。因此设计考虑在配方种植土底部增加设置一层普通包芯土（增加土壤一定的吸水性，同时混伴建筑破碎混凝土或矿渣等材料也保证了透水性，一定不可使用黏土，淤泥土或PH碱性高的难透水土壤），可以适当缓解土壤排水过于迅速的问题。另外结构板顶部的蓄排水板中也会保留一定的水分，作为极端酷热天气时候土壤水分蒸发过快的又一种补充。

06

结语

摆脱传统园林景观工程堆土造山费时费力的技术方案，上海世博文化公园“双子山”项目作为国内首次采用内部为空腔建筑结构的项目，表层为模拟自然山林风貌的覆土造林形式，建造高48米的人工构筑近自然山体。在整个景观设计过程中，通过多维度思考、反思传统设计方式针对此类型项目所带来的缺陷，重新定义适合本项目类型的设计方法和设计流程，采用多种现代科技软件和数字化技术的组合运用，不仅完成了一套效果可期、落图有据的筑山全过程设计图纸，为设计提供了精确的数据辅助和科学的参考依据，还研究总结归纳出一套相对完整、实用的人工构筑近自然山体景观工程的设计方法，为今后相似的工程设计提供参考借鉴。

 / “双子山” 夜景 /

项目信息

项目名称 | 

世博文化公园(雪野路以南)东区-双子山项目景观设计

项目地点 | 

上海浦东新区

项目类型 | 

城市公园

项目时间 | 

2018年至2024年

建设单位 | 

上海地产（集团）有限公司

设计单位 | 

华建集团建筑装饰环境设计研究院

华建集团环境院项目团队

项目总协调 | 

王伟杰、李佳毅

设计总负责 | 

李佳毅、史化镓

项目管理 | 

刘南薇、丁清阳

景观 | 

史化镓、邱嘉怡、刘丽、陈敏、吴爽

绿化 | 

戴雯婷、张婷、汤凤娟

电气 | 

马琴、王斌、翁建华

给排水 | 

季菁、秦景峰、栾雯俊、高梨娜

结构 | 

王能举、陈高锋、罗心枫

照明 |

 杨贇、周娜

作者介绍

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