裘俊 原青哲 黄玮

未来花园鸟瞰 ©红岸互动

江苏园博园未来花园项目的中标让我们有机会直面一座被时光尘封的巨大崖壁矿坑，重新审视因人类工业活动带来的这道大地伤疤，从岩土、建筑、景观等多个维度探讨矿坑综合治理和活化利用的设计与技术手段。从设计到竣工不足500天的任务要求，让这份沉甸甸的期望和愿景显得尤为紧迫，这要求我们在技术探讨、方案比选、材料选择、现场配合等每个环节都要更为谨慎并充分准备。

1 项目背景

江苏园博园位于南京市江宁区，这里是位于南京东北方向的绿楔，是宁镇山脉与青龙山脉的交汇空间，也是宁镇扬区域的生态门户。片区承启山水脉络，是南京东部重要的生态走廊。这里矿产资源丰富，20 世纪50 年代到21 世纪初兴起采石热潮，遗留下采石矿坑、宕口与废弃工厂遗址，矿渣堆积，崖壁裸露，是不折不扣的“城市伤疤”,造成了巨大的生态破坏。

未来花园的项目基地孔山矿片区就是其中较大一处采石场遗留的工业遗迹。基地北侧山坡下为园博园二号入口，南侧为现状崖壁，西侧山坡下为空中花园（13 个城市展园）,经年的开矿挖掘形成了1.2km 长、100m 宽、200m 高的矿坑遗迹。

2 修复与新生——矿山治理的本土价值观和设计策略

对矿山类自然环境的破坏是历史遗留问题，在“两山”理论和“在保护中开发，在开发中保护”的总原则指导下，减缓采矿活动、矿坑遗址与生态建设之间的矛盾，需要系统的规划策略和技术手段来挖掘矿业废弃地的潜力资源，实现生态修复与经济发展的目标。但现有的矿坑修复更多立足自然环境，以景观草木修复为主。修复山体环境的同时，如何让空间再生、功能活化成为矿坑修复的新需求。

2.1 尊重环境、挖掘潜质——大生态绿色美学策略

人类的生存发展离不开环境，过去是索取，今天是偿还；过去是破坏，今天是修复。巨大的矿坑是经年累月挖掘矿石留下的，然后耗费大量能源烧成水泥，盖成房子供人居住，这是生态的链条和人与环境的关系逻辑。今天园博会的建设是一种修复、一种补偿、一种救赎，是表明人类对自然态度的转变，是人类试图与自然和谐相处的一种新的价值观。

2.2 新旧反差、轻重并置——功能创新策略

从挖山到补绿，从烧石灰的工厂到绿色新生活的空间，这是一种不间断的连续状态，不是抹掉过去，忘记历史，而是留下痕迹，让历史说话。在矿坑岩体稳固修复的基础上，植入植物花园、商业、崖壁剧院、崖壁灯光秀、崖壁酒店的功能，活化矿坑的使用方式，让原本消极的自然空间成为充满人气的活力之源。

2.3 可读与体验——人文创新策略

创新与环保相结合的水下植物园以及恢弘大气的崖壁剧院演出，成为南京文旅的新亮点。深坑里，42柄直径21m的亚克力板“巨伞”撑起一汪碧水，伞下竟“藏”着一座生机勃勃的水下植物园！而作为云池梦谷的核心组成部分，崖壁剧院依托天然山崖而建，仰仗天地为幕布，将255m长、80m高的天然崖壁以及地面多功能表演区融合，形成光影表演舞台，以大容量雾森、多媒体艺术、光影画面、科技造景等手段呈现出全景无边界的光影演艺形式。未来花园以“新空间、新景观、新体验”的创新治理理念，绘就了一幅“面向未来”的新人文画卷。

3 因地施建——基于工程地质研究的建构类型化设计

工程地质学（Engineering Geology）作为地质学的一个分支，是研究与人类工程建筑活动有关的地质问题的学科，研究目的是查明建筑场地的工程地质条件，预测和评价可能发生的工程地质问题及对建筑物或地质环境的影响。自1929年奥地利太沙基编撰的世界上第一部《工程地质学》诞生以来，地质工程与建筑工程的结合创造了大量伟大的建筑。伴随工程地质学学科理论和方法的进一步完善，建筑设计与地质研究更为紧密的结合有了技术上的保障，也给建筑设计和环境保护的协调提供了新的思路和技术手段。

未来花园废弃石灰岩矿坑属于低山丘陵地貌单元，地形起伏大，南侧崖壁最大高度达130m，北侧崖壁最大高度达30m。设计之初，我们给整个矿坑做了地质评估和灾害类型化分析，发现场地内岩溶发育存在崩塌、滑坡等不良地质作用，地质条件极为复杂。为尽可能实现生态修复的目标，通过计算分析，采用多种消险、支护综合治理措施，在确保工程安全的前提下最大限度保留崖壁的原貌。正是在地质和岩土层面采用消险、边坡支护、边坡固草回绿等多种矿坑治理手段，才能有效控制矿坑岩质的进一步恶化；而建筑、结构与支护结构创新性的整合一体化设计，让原始环境得到最大化保护的同时，使建成环境与崖壁能够实现真正的融合。

3.1 稳固型

针对南侧崖壁，从地质构造的角度科学评估地质灾害现状，在确保整体稳定的前提下，将崖壁顶部抗滑桩与岩石锚喷支护结合，大范围清理坡面风化石块，并在坡体中上部挂设与岩体颜色一致的主动防护网，通过一系列简单有效的措施，基本消除了崖壁发生崩塌、滑坡的可能。主体建筑退离崖壁30m，控制崖壁消险成本的同时，确保建筑和人员安全。

3.2 支撑型

北侧崖壁顶部主要布置交通环道，并设置了5个景观平台和景观栈道。外侧崖壁坡表存在深厚回填土，坡面水土流失情况严重，暴雨工况下容易沿土岩结合面或填土体内部发生滑动破坏。因此，从技术经济角度考虑，结合地形坡度采取边坡综合治理措施：1）对于边坡坡度较缓区域，采用削坡结合土钉支护的方法，确保边坡整体稳定；2）对于边坡坡度相对较陡或填土相对较厚区域，采用锚索抗滑桩的支护方式，防止边坡发生整体滑移，同时对坡面采用景观绿化处理，减少雨水冲刷。在稳定坡体的基础上实现景观回绿，使得点状景观建筑与山体环境紧密结合。

3.3 紧靠型

北侧崖壁内侧建设有崖壁剧院、演艺舞台、悦榕庄酒店，崖壁与建筑、道路等设施和人员活动关系较为紧密，极大增加了边坡支护设计的难度。为了尽可能保留崖壁的历史风貌，主要采用锚杆结合主动防护网的支护措施，并创新性地将锚头隐藏于崖壁之中，避免了传统的岩石锚喷支护及锚杆框格梁支护技术对崖壁风貌带来的影响。本工程还创新性地采用了气泡混合轻质土技术，极大减小了坡体的荷载，满足了场地使用要求。针对地形边坡条件采取主动岩土措施降低场地风险，借助削坡地势与支护同步整体设计。

3.4 嵌入型

矿坑二级平台下部有一个较为平坦的底坑，依据场地的标高变化分别布置了干生、湿生、水生花园，在其顶部设置顶棚包覆崖壁环境，形成相对舒适宜人的微环境。充分利用坑底岩层透水特性形成疏水的景观地面，侧面崖壁采用浆砌石重力式挡墙进行支护，石材源自工程师精心挑选的矿坑石料，与原始地貌融为一体。

3.5 包络型

矿坑二级平台底部保留有一个投石口，底部还连接着一个小火车隧道。在原有矿坑的基础上形成局部开挖，利用支护框格梁和局部挡墙加固，将原有矿料运输通道和30m深的竖井进行连接，形成一条嵌入山体的地下交通游廊。

4 技术创新

4.1 反射与透明，同质与消隐——材料技术创新

材料的创新性使用，成为化解大体量建筑空间与保留自然风貌的有效方式。镜面不锈钢伞形棚架、不锈钢花纹的商业设施和云池舞台、石笼墙和装配式UHPC材料的使用，都让体量消隐于环境，材料融于自然。未来花园的大面积蓄水屋面作为全球首例有机玻璃的创新性运用，以“波光下的植物园”为概念，透明的亚克力使得巨大的屋面消隐于无形，晴日徐风下犹如成片的碧水漂浮于空中。

不锈钢作为结构和立面围护材料，形成多个尺度下的构件表皮，这种多尺度体现在毫米级的石笼墙网箱、厘米级的不锈钢单元表皮和米级的不锈钢伞形柱，这些构件在多维度和多尺度下对环境的反射和映射，形成了一种建筑与环境透明和消隐式的融合。

4.2 轻与重——轻介入装配式建构技术创新

为了实现对矿坑特殊岩壁的利用，未来花园建筑群将钢结构悬于坑壁之间，以一种“轻介入”的方式巧妙利用矿坑隧道和崖体，减少动土，体现有机生长的内在逻辑。在技术上采用装配式工业化的建造方式，以实现快速和高品质的呈现效果。

42把直径21m的树状柱单元支撑起1.6万m的有机玻璃无缝屋面水池，克服了温度和应力变化的安装困难，实现了有机玻璃的现场高效安装与本体聚合，以极高的精度保证了建筑效果，并呈现全球最大水下植物花园。

在参数化数字模型的帮助下，崖壁剧院和悦榕庄酒店的曲线石笼墙和UHPC板均能实现高精度单元化定制，配合单元编码和现场吊装极大提高了现场的安装效率和施工完成度。

4.3 点与面——智能化光电、雾森系统的技术创新

将大面积雾森景观与矿坑的特殊环境相结合，在二级坑底制造出飘渺的云雾，营造出浓郁的人文气息和山水诗意。当云雾逐渐充满矿坑，雄伟的崖壁、清澈的池水掩映其中，犹如传统水墨画卷，亦真亦幻似“云池”。

1.2km长、200m高的矿坑边坡气势磅礴，白天犹如巨大的山水画卷，夜晚将上演巨幅崖壁灯光舞台秀。崖壁看台专为观赏崖壁秀而设，错落的平台将室内外看台、包间、庭院嵌入崖壁，可以同时容纳将近2 500名观众。巨大的崖壁舞台形态宛如漂浮的水滴，于矿坑迷雾中升起的银色水盘亦为演员提供了表演场所。舞台表演与巨幕崖壁投影交相呼应，展开一幅科技与自然共享的奇妙景象。

设计采用锚杆主动防护、隧道疏防水及健康监测等措施，最大限度保留隧道及竖井现状作为可供人观赏及教育展示的资源，将已有的140m长的矿料运输通道及其30m深的竖井进行改造，为游客提供了进入未来花园的独特体验，并采用声光电多种投影技术增强游客的感官体验。

5 结语

正如崔愷院士对项目的寄语，“修复不是为了回到过去，而是为了创造未来”，结合“生态、功能、材料、文化”的修复和设计策略，处理好环境本体保护与修复、新建建筑与环境协调的关系，在修复中植入新的元素，在创造中形成新的空间价值、新的人文意境、新的绿色美学。

1,8,20,36,37侯博文摄影

2江苏园博园建设开发有限公司提供

3-7,9-18,21-35本土设计研究中心提供

19李季摄影

38关飞摄影

本项目得到中国建筑设计研究院有限公司科技创新项目“绿色低碳理念下建筑设计行业高质量发展研究”（Y2021152）资助。

1 晨光下的未来花园

业主：江苏园博园建设开发有限公司

建设地点：江苏省南京市江宁区

建筑设计：中国建筑设计研究院有限公司

项目负责人：崔愷、关飞、裘俊、杨凌、马琴、陈曦

方案设计团队：梁丰、王俊、周益琳、原青哲、白宇清

施工图设计团队：蒋鑫、周益琳、王俊、赵春龙、李玫蓉、王子昂、张钰（植物园）；杨磊、姚强、刘倩、卢世琦、岳文姬、那翔宇（崖壁剧场+舞台）；高林、郭一鸣、李冰、葛斐然、马佳璁、张远（崖壁酒店）

总建筑面积：10 万m

设计时间：2019.10

建成时间：2021.06

摄影：侯博文、李季、关飞

1号滑坡点崖体呈现台阶状分布，高差较大，削坡和植入桩基础代价很大，采用紧靠型设计使建筑与崖壁脱开，保持基础合理距离。

2号滑坡点位于矿坑底部，多孔洞疏松岩层的改造加固难度很大，采用较大范围修剪边坡的改造策略，挖除滑坡区置入酒店地下功能。

3号滑坡点为南坡高点区域，顶部有滑坡体和裂隙水风险，采用清除滑移面加以锚杆加固的改造策略，表面挂网减少落石风险。

4号滑坡点位于矿坑中部，地质条件为多孔洞滑坡岩层，采用紧靠+内嵌的改造策略，局部切除滑移面后置入舞台等功能。

5号滑坡点位于矿坑西侧，裂隙岩层的地质较好，采用修整边坡加桩板墙支护的改造策略，贴临植物园与商业设施。

No.1 landslide point presents a stepped distribution,with a large height difference.The close-fitting strategy is to separate buildings from the cliff wall to maintain a reasonable distance.

No.2 landslide point is located at the bottom of mine pits.The slope is trimmed in a large range,and the landslide area is excavated and placed in the hotel underground function.

No.3 landslide point is the high point area of the southern slope.The slip surface is removed and reinforced with bolts,and the surface is hung with nets to reduce the risk of rock-fall.

No.4 landslide point is located in the middle of mine pits.The close and embedded strategy is adopted to cut off the sliding surface and placed into the stage.

No.5 landslide point is located on the west side of mine,and the strategy is to trim slope and apply the pile sheet wall support.

支撑型：顶部架设小体量观景平台和景观栈道，岩壁下部设置锚抗滑桩，中上部削坡结合土钉支护；结构挡土墙和道路挡墙融合，使建筑嵌入场地。

Support type:A small viewing platform and landscape trestle are erected on the top. Anchor anti slide piles are set at the lower part of the rock wall,and the slope cutting at the middle and upper part is combined with soil nailing support.The structural retaining wall is integrated with the road retaining wall,and the building is embedded into the site.

2 未来花园原始矿坑鸟瞰3 未来花园原始矿坑地质灾害勘察图4 原始矿坑地质切片分类与建成效果

5 崖壁平台剖面

6,7 崖壁平台鸟瞰及支护

8 未来花园半山平台

紧靠型：建筑贴临崖壁；部分保留岩壁原貌，隐蔽区域加强支护挡墙或排桩，局部挂网和锚杆加固；采用桩基础结构。

Close-fitting type:The building is close to the cliff.The original appearance of some rock walls shall be partially retained,the support retaining wall or row of piles shall be strengthened in the concealed area.The local mesh and anchor bolt shall be reinforced,and pile foundation structure is adopted.

9,10 矿坑酒店建筑与崖壁关系图

11 矿坑酒店原始矿坑12 矿坑酒店支护施工13 建成后的矿坑酒店与崖壁

紧靠+内嵌型：看台紧贴崖壁，舞台嵌入崖壁；大部分保留原貌，局部挂网和锚杆加固，坡脚设置景观隔离带。

Close and embedded type:The stand is close to the cliff,and the stage is embedded into the cliff.Most of rock walls are retained,and some of them are reinforced with nets and anchor bolts.Landscape isolation belt is set at the foot of the slope.

14 崖壁剧院及舞台平面图

15 崖壁剧院及舞台剖面图

16 崖壁剧院及舞台原始矿坑17,18 崖壁剧院及舞台支护施工

19 崖壁剧院及舞台

20 云池舞台

600余个不同单元化的菱形镜面不锈钢模块拟合形成曲线变化的云池舞台底面，同时每个菱形单元均内置灯具。舞台基座采用不锈钢笼体，内嵌取材于矿坑附近的碎石块材形成石笼幕墙，笼体经模块化预制现场吊挂安装。

More than 600 corrugated stainless steel modules with different units are fitted to form the bottom surface of the stage,and each unit has built-in lamps.The stage base adopts stainless steel cages,which are embedded with crushed stone blocks to form the curtain wall.The cages are hung and installed on site through modular prefabrication.

21 云池舞台不锈钢幕墙节点

22 云池舞台石笼幕墙节点

23,24 云池舞台不锈钢幕墙施工过程

25,26 云池舞台石笼幕墙施工过程

嵌入型：植物园南坡区域岩层地质条件较好，最大化保留自身崖壁，在岩体下部加支护桩和框格支护挡墙提高岩体整体安全性，为底部矿坑的空间利用提供条件，在底部岩层利用独立桩基础支撑伞状棚架，减少岩层开挖量的同时形成连续的植物园空间。

Embedded type:The geological conditions of the rock formation in the southern slope area of the botanical garden are good,and the cliff wall is preserved to the maximum extent,and supporting piles and frame supporting retaining walls are added to the lower part of the rock mass to improve the overall safety of the rock mass and provide conditions for the space utilization of the bottom of mine pits.Umbrella-shaped scaffolding is supported by independent pile foundations in the bottom rock formation,which reduces the amount of excavation in the rock formation and forms a continuous botanical garden space.

27 植物园平面图

28 植物园屋顶平面图

29 植物园与崖壁剖面关系图

包络型：在矿坑中部有一个历史形成的运输碎石的孔洞，存在裂隙水外渗风险，采用在孔洞周边扩大开挖裂隙岩层的方式改善岩层安全性，并在岩体内部开凿隧道、植入竖向电梯井道；原始岩层部分保留，并加固锚杆框格梁，下部区域添加支护挡墙和锚杆。

Enveloped type:There is a historically formed hole in the middle of the mine pit for transporting gravel,with the risk of fissure water seepage.The reinforcement method is to expand the excavation of fractured rock stratum,dig a tunnel in the rock mass and implant a vertical elevator shaft.The original rock formation is retained,and the bolt sash beam is reinforced,and the lower area is added with supporting retaining walls and bolts.

30 竖井与崖壁剖面关系图

31 竖井平面图

32,33 竖井支护

34,35 建成后的竖井

36 植物园内景

37 植物园商业设施与崖壁38 植物园内部商业设施