肖利軍，姜立得

（中交第四航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司，廣東 廣州 510230）

港珠澳大橋橋隧轉(zhuǎn)換人工島為連接海底隧道的東、西人工島，處于珠江口伶仃洋海域，距離珠海約23 km，面積各約10萬m2。其島上建筑包含主體建筑、附屬建筑等，附屬建筑涵蓋越浪泵房、減光罩、消防泵房、消防水池、雨水泵房等建（構(gòu)）筑物。

島上建筑處于外海，與一般的陸地建筑在自然條件上有著較大差異，高溫、高濕、高鹽及高風(fēng)壓環(huán)境對建筑的耐久性提出了更高的要求；功能集成了監(jiān)控、供電、給排水、消防、通風(fēng)排煙、救援等10余項，功能復(fù)雜且涉及多單位協(xié)作，為隧道的安全運營及人工島的日常維護辦公等提供保障；獨特的外海景觀資源，給外海人工島提供了潛在的商業(yè)價值。

通過從方案到施工圖設(shè)計過程中的一些問題進行經(jīng)驗總結(jié)，能提高建筑師的專業(yè)水平，更好地對建筑施工圖設(shè)計進行優(yōu)化[1-2]，為業(yè)主服務(wù)。鑒于島上建筑的特殊性，筆者通過5 a的工程實踐，將設(shè)計及施工中發(fā)現(xiàn)的異于常規(guī)建筑的設(shè)計經(jīng)驗進行論述，為后續(xù)同類項目提供參考。

1 加強總體設(shè)計把控，確保轉(zhuǎn)換人工島的核心功能

轉(zhuǎn)換人工島設(shè)計集成橋隧結(jié)構(gòu)、交通配套、供水供電通訊等市政配套、養(yǎng)護救援等辦公商業(yè)設(shè)施，不同設(shè)計行業(yè)深度交叉，需不同標段設(shè)計院協(xié)同設(shè)計，因此作為總體院，不能簡單的從項目的標段劃分來理解各自的設(shè)計范圍。

首先要捋清轉(zhuǎn)換人工島的核心功能，通過專項分析提高其抗風(fēng)險能力，比如隧道洞口的防淹設(shè)計，其防淹設(shè)計及設(shè)備選型均由不同標段負責(zé)，但受近年來極端氣象頻發(fā)的影響，為確保隧道洞口雨水泵房的防淹能力，作為總體單位，委托專業(yè)單位根據(jù)近年來的數(shù)據(jù)收集重新實驗?zāi)M，建議在洞口新增1座雨水泵房，并邀請行業(yè)專家進行綜合評定，通過后提請其他標段更新設(shè)計，確保了項目建成后的幾次大臺風(fēng)帶來的強降雨中隧道未出現(xiàn)大面積積水。

其次轉(zhuǎn)換人工島的供水供電通訊等市政設(shè)施均長距離從陸地供給，在人工島通過專用機房再輻射至各個使用區(qū)域，而房建設(shè)計僅為其中的一部分，因此在與其對接時，需詳細了解系統(tǒng)及設(shè)備的構(gòu)成，所有設(shè)計及其設(shè)施從源頭開展，避免出現(xiàn)接口空白或設(shè)施重合。如房建供電的源頭變配電房前期界面模糊了配電房內(nèi)部的出線設(shè)計口，后續(xù)施工出現(xiàn)空白，導(dǎo)致配電房的設(shè)備布置，綜合布線需依據(jù)建成空間重新核定；房建通訊網(wǎng)絡(luò)缺失房建機房與公網(wǎng)源頭的銜接布線，項目標段聯(lián)調(diào)聯(lián)試時補充。同時由于場地狹小，道路監(jiān)控已覆蓋室外場地，但房建設(shè)計仍考慮了場地監(jiān)控，造成二者設(shè)計重合。

2 提前落實外海人工島的政府管控設(shè)施需求

轉(zhuǎn)換人工島大多處于外海，政府監(jiān)管部門必須進駐管理，僅預(yù)留其辦公及住宿空間不能滿足其全部的使用要求。東、西人工島房建竣工驗收后，各部門才陸續(xù)提出要求，如全島外側(cè)的物理圍欄及視頻監(jiān)控需求、進出島的交通管制、辦公區(qū)的機房配置要求等，部分需要在現(xiàn)有的辦公空間重新裝修，增加綜合布線，造成資源浪費。類似項目需提前規(guī)劃安排，提請業(yè)主盡早與政府部門深度溝通，落實需求，統(tǒng)一規(guī)劃。

3 充分利用外海的景觀資源，為商業(yè)開發(fā)提供條件

轉(zhuǎn)換人工島大多由于航道的原因，成為橋隧轉(zhuǎn)換的設(shè)施出現(xiàn)，因此海上資源必成為人工島的景觀亮點，結(jié)合人工島花費的不菲人力及物力資源，宜讓更多的人們能夠進入人工島，開拓附加經(jīng)濟效益。如東、西人工島地處珠江口外伶仃海域，可近距離觀海，欣賞萬噸巨輪及海豚出水；感受日出、日落的絢麗景象；遠眺香港大嶼山自然景色，感受香港機場飛機起降震撼時刻，等等。因此在人工島規(guī)劃時，考慮了盡可能大的人流集散及停車場所，預(yù)留商業(yè)開發(fā)空間，深度挖掘人工島本身的建筑人文景觀，增加旅游觀賞點。

4 建筑細部設(shè)計

4.1 地下室變配電房回填

轉(zhuǎn)換人工島利用隧道空箱空間布置了大量的設(shè)備用房，由于隧道空箱結(jié)構(gòu)底板的2.98%找坡，同時結(jié)合35 kV變電所埋設(shè)電纜溝的需求，部分回填過高達1.5 m。隧道空箱結(jié)構(gòu)深埋地下，僅靠樓梯間及吊裝孔為外部運輸通道，大型設(shè)備無法進入，同時輕質(zhì)回填材料運輸不能匹配泵送的壓力，運輸及施工較為困難。因此對于設(shè)于地下的大型變配電房，需結(jié)合其施工條件，在設(shè)備選型時可考慮上部出線設(shè)計，避免土建回填增加施工難度。

4.2 加強防飄雨設(shè)計

轉(zhuǎn)換人工島地處大海中央，四周無遮擋物，強降雨在臺風(fēng)的挾持下，無孔不入，應(yīng)加強架空層及外門的防水設(shè)計。

1）架空層各項設(shè)施應(yīng)按照室外空間設(shè)計，架空層地面應(yīng)低于室內(nèi)或設(shè)置門檻，架空層地面不宜采用整體面層，減少飄雨形成的積水流動；架空層機電設(shè)施如監(jiān)控、應(yīng)急照明需選用室外防水型設(shè)備，或與廠家商議增加可靠的防水裝置。

2）幕墻外門及百葉防水

幕墻防飄雨葉片不能完全阻擋室外飄雨侵襲，房建進出風(fēng)管道宜通過風(fēng)井與室外連通，風(fēng)井內(nèi)壁表面采用外墻防水做法，風(fēng)井地面需設(shè)置地漏，將極端氣象下的雨水排出。風(fēng)管與風(fēng)井隔墻連接時設(shè)置一定的坡度，防止雨水通過風(fēng)管進入室內(nèi)。幕墻外門宜采用密封性較好的平開門，不宜采用地彈簧門，其雙向開啟的特性很難滿足防飄雨的要求。

4.3 建筑物室內(nèi)新風(fēng)除濕

轉(zhuǎn)換人工島處外伶仃海域，屬于典型的海洋性亞熱帶季風(fēng)氣候，每年從南中國海吹來的南風(fēng)帶著和暖而潮濕的空氣，與從中國大陸北部來的寒冷氣流相遇，形成靜止鋒，空氣濕度非常大，極端情況濕度可達90%，同時空氣中含有大量的鹽分，對建筑設(shè)施及機電設(shè)備耐久性帶來巨大挑戰(zhàn)，因此首先設(shè)備選型及材料選擇應(yīng)優(yōu)先考慮其耐鹽霧特性，其次要嚴格控制外海潮濕空氣直接進入室內(nèi)。

1）地下室新風(fēng)源頭需增加除濕裝置，確保進入地下室空間空氣干燥。東、西人工島主體建筑地下室布置大量的設(shè)備用房，涵蓋35 kV變電所、消防泵房等保障隧道安全運營的核心設(shè)備，高濕度及高鹽量空氣如未經(jīng)處理直接進入地下設(shè)備間，將極大的縮減核心設(shè)備的耐久年限，提高其維保成本。

2）地上空間外門需設(shè)置門斗，其人流密集出入門口可增設(shè)風(fēng)幕，減少室外潮濕空氣進入。室內(nèi)空間宜采用機械通風(fēng)，所有新風(fēng)通過集中風(fēng)井獲取，空調(diào)除濕后進入室內(nèi)空間。

3）夏季空調(diào)冷風(fēng)出口溫度最低，低于空氣的露點溫度，容易在出風(fēng)口出現(xiàn)滴水，可通過采用塑料或木質(zhì)風(fēng)口來減弱滴水。

4.4 室外構(gòu)件抗風(fēng)

轉(zhuǎn)換人工島處于無遮擋開敞海域，海上臺風(fēng)不時侵襲，其構(gòu)件的抗風(fēng)安全尤為重要，針對這一特殊情況，對島上建筑的屋頂風(fēng)塔及隧道洞口的減光罩進行了優(yōu)化設(shè)計：

1）屋頂風(fēng)塔表皮初設(shè)方案采用的是單元式不銹鋼幕墻，單元式幕墻對施工要求高，極小的施工誤差可能導(dǎo)致巨大的抗風(fēng)缺陷，且對其填縫密封膠的耐久性提出更高要求。因此在施工深化時，將方案調(diào)整為整體耐候鋼表皮，通過焊接固定于結(jié)構(gòu)骨架，表皮與骨架結(jié)為一體，且耐候鋼本身的防銹特性，也提高了構(gòu)件在海洋氣候中的抗腐蝕能力。

2）隧道洞口原設(shè)計方案設(shè)置了110 m玻璃頂棚減光罩，但考慮到頂棚位于行車道上方，玻璃的抗風(fēng)及自爆弱點，會給行車帶來安全隱患。設(shè)計從其減光原理出發(fā)，通過設(shè)置疏密漸變的耐候鋼門式框架，將整體頂棚式結(jié)構(gòu)分解為數(shù)個單體，減少受風(fēng)面積，提高抗風(fēng)能力，同時單個門式框架猶如一座座雕塑，屹立于島面，建筑效果獨特新穎。

4.5 大型構(gòu)件吊裝

轉(zhuǎn)換人工島集成市政及隧道通風(fēng)、排煙功能，其設(shè)施均為大型設(shè)備，為確保設(shè)備后期的可修、可更換，需結(jié)合其特殊的海洋環(huán)境，充分考慮其吊裝設(shè)備工藝。

東、西人工島地下室35 kV變電所的變壓器設(shè)備重達36 t，尺寸約為4 m×4 m×3.5 m，距離首層地面約12 m，原設(shè)計采用在首層架空區(qū)設(shè)置永久天車，通過垂直吊裝移出室外檢修，但在深化設(shè)計中發(fā)現(xiàn)存在以下問題：

1）天車主體結(jié)構(gòu)需增設(shè)牛腿及軌道結(jié)構(gòu)梁，同時吊車的控制裝置位于軌道梁上方，結(jié)合起吊設(shè)備的高度，對首層空間要求高。

2）天車機電設(shè)備長期暴露在架空層高濕度、高鹽霧空氣中，需定期維護，提高其防腐蝕能力。

3）牛腿及軌道梁對建筑立面影響很大。

因此設(shè)計通過調(diào)研，借鑒集裝箱碼頭的吊裝經(jīng)驗，將天車吊裝方案優(yōu)化為移動式跨運車方案，即采用手動葫蘆結(jié)合移動鋼框架形式，設(shè)備吊裝時通過快速組裝形成專用裝置，閑置時拆裝存于室內(nèi)，局部設(shè)備可油封保存，提高其耐久性，不影響建筑外觀及平時使用。

5 結(jié)語

轉(zhuǎn)換人工島島上建筑設(shè)計需特別考慮其處外海環(huán)境，場地狹小，氣候惡劣等自然條件。同時結(jié)合大橋的超長耐久年限及巨大影響，在確保其核心功能的前提下，提高各項構(gòu)件及機電設(shè)施的耐久性，整體統(tǒng)籌，減少建設(shè)及后期運營的資源浪費。