80米廢棄深坑下，中國如何建設五星級酒店？

建築奇蹟！

出品| 網易新聞

作者| 須臾千秋，清華大學土木系建築材料專業博士

　　「老闆，您家的酒店蓋到多少層了？」

　　「蓋到地下十六層了。」

　　什麼？人家的酒店越蓋越高，您這怎麼還越蓋越低呢？沒錯，這就是位於上海的深坑酒店，全球只此一家別無分店。

　　這座投資6億元的酒店建在一座80米深的廢棄大坑當中。它地面以上2層，地面以下16層，其中2層還深至水下，整座建築猶如瀑布一般掛在巨坑的峭壁上，所有的房間都是貼合峭壁的C型。

　　好好的酒店建在坑裡，這還真是第一次聽說，對於這樣一個建築奇蹟，你是不是也很好奇？

　　（深坑酒店效果圖）

（一）廢棄採石坑變身遊樂中心

　　在深坑酒店建設之前，這裡只是一處荒無人煙的廢棄採石坑。

　　抗日戰爭期間，日本侵略者對這裡的石材進行了掠奪性的開發，嚴重破壞了生態環境。後來，採石場被廢棄，但當地的生態與原貌已經無法恢復了。

　　而今，松江已經成為了常住人口超過300萬、年度旅遊人口達到1500萬的旅遊大都會，佘山周圍的人口與投資也開始呈現爆髮式增長。為此，早在2006年，當地政府就產生了將這個醜陋的廢棄礦坑利用起來的想法，把它建設成酒店和娛樂中心一類的設施，這樣不僅不影響周邊美麗的風光，還恢復了生態，可以順帶發展旅遊業。

　　（施工之前的廢棄礦坑）

　　大坑變酒店，變廢為寶，這固然是一個奇思妙想，然而礙於當時的技術實力，深坑酒店的建設問題一直沒有解決。建設深坑酒店乍看上去並不特別難，只是貼著岩壁修了一座大樓而已；但這樣的建築工程找遍世界也沒有先例，沒有現成的結構受力、地震數據可供利用。大坑面對地震的反應會是怎樣的？面對颱風、暴雨、水流的反應又是怎樣的？再考慮到消防、光照、使用……確實超出了當時人們的施工能力。

　　不過，隨著中國工程技術實力的日新月異，2013年3月，我們已經具備了修建深坑酒店的技術和資金，深坑酒店終於開工了。

（二）要建酒店，先從「炸坑」開始

　　老礦坑的形狀不規則，坑壁圍岩表面凹凸不平、起伏較大，與相鄰主體結構存在嚴重衝突。因此，酒店建設的第一步，就是對坑壁障礙性圍岩進行爆破清除。這一次爆破方量達到了一萬五千立方米，工程量巨大。

　　而且，這次爆破的目的與一般的開挖、取石等工程不同，爆破之後的岩體上是要修建築的，必須堅硬如初。因此，爆破必須不能破壞岩石的原有結構以致增加新的裂隙，也不能引起岩體中的原有節理貫通、擴大，否則依附於坑壁修建的建築安全得不到保障。此外，爆破還不能破壞坑中的支護和已有結構。這可以說是帶著鐐銬的舞蹈了。

　　（爆破方案和爆破孔布置）

　　為此，工程師們精心設計了爆破的方案。施工採用預裂爆破與淺孔爆破相結合的方法，以使爆破後的輪廓線達到設計要求且保持圍岩穩定。換句話說，就是在主爆區爆破之前沿設計輪廓線先爆出一條具有一定寬度的貫穿裂縫，以緩衝、反射開挖爆破的振動波。遮掩就可以控制其對其餘岩體的影響，把不需要的全部炸掉，而需要的岩體不受損傷。在距離保留岩體1.5米以內，還預留出了保護層，使用膨脹劑脹破的溫和手段對岩石進行破碎，從而使得需要保留的岩體不被爆炸所破壞。

　　（預裂爆破）

　　這樣的精細施工方案，再配合計算合理的爆破參數，工程部精確高效地完成了爆破任務，可以開始進場施工了。

（三）效率高不高，進場是關鍵

　　深坑酒店的建設需要面臨一個其它工程沒有的問題，那就是：物資和人員如何進入深坑施工現場。

　　這個問題看似很蠢，其實非常之要命：在地質、地形條件複雜的礦坑內，曾經只有一條棧道連接坑頂和坑底。這條唯一的通道呈「之」字形，僅供兩人並排行走，一個單程需要15分鐘。然而，只有人走下去毫無用處，工程總共要將13萬噸混凝土、3700噸鋼筋、6900噸鋼構件、6000平方米模板和總計10000米的鋼管運送到施工現場，這還不算打樁機、挖掘機等大件的施工機械。

　　如果坑頂距離坑底不太遠，就可以使用傳統的混凝土泵送工藝將混凝土輸送下去。然而，深坑的底部距離坑頂有80米高，混凝土直接一溜到底會造成極大的衝擊力。工程部經過大量的試驗，妥善選擇了泵送混凝土的配合比和泵送形式，讓混凝土經過三次緩衝，最後穩穩地落在坑底的施工位置上，同時既不發生離析，也不提前凝結。

　　（高差不太大時，混凝土可以用泵管直接輸送）

　　流態的混凝土可以靠管子，固體的人類和其它材料就只能靠升降梯了。然而既不規則又傾斜的崖壁上很難固定傳統的升降梯，於是工程部再次開動腦筋，他們想到的辦法是：

　　將一台塔吊的大手臂拆掉，將升降機固定在塔吊的標準節上。用塔吊標準節作為施工升降機的附著結構，將兩台四輪移動式施工升降機附著於塔吊標準節的兩側，這樣就很好地解決了向下超深80米施工升降機的安裝問題。

　　沒想到，這種腦洞大開的方案取得了極佳的效果，高效而安全地保障了人員和物資運輸，它被命名為異形斷面施工升降機，現在已經申請為專利。

　　（異形斷面施工升降機）

（四）伴隨著綠色出生的酒店

　　深坑酒店的初衷，就是要修復因採石而受損的生態環境，並與周圍環境相融合。它開拓了地下建築空間，節約土地資源，也是為了貫徹這一理念。因此，深坑酒店從設計、施工到使用，處處都考慮到了環保。

　　大樓採用了國內綠色施工的先進做法和熱點拘束，並結合項目本身的特殊性進行大膽創新，形成了一套獨特的綠色施工技術。

　　2013年開工的深坑酒店可以說是搭著信息化的快車出生，工程中大量地使用了信息化的施工管理技術。在施工之前通過計算機軟體進行模擬，完成方案優化，精確地將每一步施工流程都計算進來，最大限度地減小施工過程中的工序衝突和浪費。

　　（深坑酒店的信息化模型）

　　施工過程中產生的大量爆破碎石和廢棄混凝土也沒有被浪費。這些建築廢料配以一定的鋼筋余料，被製作成了規格不高但質量合格的預製道路板。這些道路板上還預留有鋼筋吊鉤，可以重複周轉使用，較之一次性道路板更加環保。這些爆破碎石中比較優質的部分還與混凝土混合，被用於坑底的基礎回填。由於使用了大量優質的爆破碎石，工程共節約了4548立方米的混凝土，節約經濟成本近200萬元，減小了約1100噸的碳排放。

　　此外，由於深坑地形特殊，每次下雨都會匯聚一定量的雨水。這些本來對工程來說很棘手的雨水被收集了起來，用於深坑內的消防、泵車和道路清洗以及高溫季節的鋼結構降溫，將雨水的利用效率最大化。此外，一部分雨水還被泵送到了坑頂，經過加壓和過濾，通過霧化噴頭形成水霧，可以有效降低施工產生的塵土。自動化的控制系統還能根據天氣和現場施工情況對噴淋進行調整，可謂是把「大自然的饋贈」用到了家。

　　（建設中的深坑酒店，周邊的青山綠水紋絲不亂）

（五）大坑裡面的麻煩事也不少

　　深坑酒店果然是個「坑」，工程師們必須面對許多一般工程沒有的麻煩事。首先，深坑酒店的主體建築依崖壁建造，整個是一個向內凹的弧形，因此它使用的鋼結構構件全是彎的，施工變形大，定位也困難，「一言不合」就跑偏。

　　為此，工程師們經過了大量的模擬計算分析，精確地控制了結構在安裝過程中產生的應力和變形量。再將施工劃分成了十個流水段，通過巧妙地控制安裝和澆築順序，利用重心找平衡。之後再配合以精準的全站儀定位控制，將這些「七扭八歪」的構件調教得服服帖帖。

　　（大樓樓體與坑壁交界處）

　　深坑裡的消防也是個問題。雖然建築的主體部分也能像普通建築那樣自然通風，但要想往深坑裡面進消防車，實現外攻滅火救援幾乎不可能。

　　因此，深坑酒店的消防主要依賴強大的自身。深坑酒店底部的水池稍加改造就是現成的室外疏散平台，既作為人員逃生的集聚地，又作為消防員滅火撲救的場地。除了建築內部的四座消防電梯外，室外的崖壁處還設置了一個消防專用電梯，可供消防人員與小型滅火設備的運輸之用。考慮到消防車不易進入，深坑酒店還強化了消防供水設施，在坑底布置了消防供水環路，發生火災時直接接水帶就可以滅火。深坑酒店還在廚房、鍋爐房、發電機房等處都布置了先進的自動滅火系統，確保萬無一失。

結語

　　從構思到施工，深坑酒店的一磚一瓦都是奇思妙想的產物。然而光有奇思妙想是不夠的，最終是我們強大的工程能力保障了工程的實現。目前，深坑酒店的結構施工已經完成，預計明年就可以開業。

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編輯| 史文慧

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