地鐵通泉城|與泉水共生，濟南地鐵長成記

齊魯晚報·齊魯壹點記者 王皇 季明智 喻雯 任志方 孟杰

12月27日，濟南將翻開城市交通全新一頁。濟南地鐵4號線、6號線東段、8號線將通車，與1、2、3號線和濟南云巴牽手，網(wǎng)連泉城。在全國最長的城市道路之一經(jīng)十路的下方，第一批乘客將乘坐濟南地鐵4號線穿過泉城公園地下。向北約1.4公里，趵突泉正水涌若輪，仍處在最佳觀賞期。自1988年提出軌道交通構(gòu)想，渴盼了37年，這座山東省會城市終于將在城區(qū)中心迎來地鐵。

濟南地鐵4號線泉城公園站，為泉水“讓路”而“浮”出地面，成為全線唯一半地上站，也成為城市新景。齊魯晚報·齊魯壹點記者 王媛攝

“世界上建地鐵最難的城市有兩個，一個是西安，地下都是文物，一個是濟南，地下都是泉脈。”37年的蹉跎背后，是濟南這座城市在保泉與城市建設(shè)之間的反復(fù)權(quán)衡、考量、論證，也是建設(shè)者從理論研究和技術(shù)創(chuàng)新上的不斷突破。保泉與城市建設(shè)之間，該如何平衡？現(xiàn)代工程建設(shè)與生態(tài)保護，如何和諧共生？泉城濟南給出了自己破解世界難題的答卷。

月牙飛瀑景觀在地鐵4號線建設(shè)的4年多中都如期出現(xiàn)。記者 王皇攝

優(yōu)先保泉

建地鐵從“郊區(qū)”到市區(qū)

在城市發(fā)展中,軌道交通能滿足快速、大運量城市交通出行的需求,成為解決交通擁堵的優(yōu)先選項。早在1988年,濟南就萌生了地鐵夢,但直到2015年7月濟南第一條軌道交通線才打下第一樁基孔正式開工。2019年4月1日,濟南軌道交通1號線正式運營。歷經(jīng)31年,濟南終于圓了地鐵夢,成為最后一個通地鐵的副省級城市。橫貫濟南東西城區(qū)、有“地下經(jīng)十路”之稱的4號線,也終于在6年后開通,這37年間到底經(jīng)歷了什么?

這要從濟南特殊的地質(zhì)條件說起。

“世界上建地鐵最難的城市有兩個:一個是西安,地下都是文物；一個是濟南,地下都是泉脈?！滨劳蝗缘膶?dǎo)游道出了濟南建地鐵要面對的特殊難題。在泉城建地鐵,除了要滿足國家設(shè)定的建設(shè)條件外,還要以保泉為先。

保泉,是濟南地鐵建設(shè)的“紅線”和“底線”。

老舍筆下,濟南的泉水“冒,冒,冒,永不疲乏,永不退縮,只是自然有這樣的力量”。在文獻記載中,濟南的泉水已至少噴涌了3500年,能追溯到商朝。據(jù)山東省地下水環(huán)境保護與修復(fù)工程技術(shù)研究中心的測定,濟南的泉水早在46000年至23500年前就已出露。濟南有1209處泉水、950處名泉,眾多泉水集中出露于城區(qū),屬世界僅有。

濟南建地鐵的巨大難度也在這里?！皾系刭|(zhì)條件復(fù)雜,看不見的泉脈在地下綿延,建設(shè)地鐵會不會影響泉脈,需要首先解決?！睗宪壍澜煌瘓F科研管理部部長門燕青說,這個問題的解決,有賴于對泉水特別是泉水成因的認(rèn)識。

在20世紀(jì)90年代,對泉水成因、泉域范圍,學(xué)界尚存爭議,泉城能不能建地鐵還亟待科學(xué)研究支撐。

20世紀(jì)90年代開始,濟南就多次設(shè)立城市軌道交通籌建機構(gòu),但又先后因國家政策限制、泉水出現(xiàn)全年停噴等情況而撤銷。在泉水成因和如何科學(xué)保泉的問題沒有得到科學(xué)解答之前,濟南主動為地鐵建設(shè)按下“暫停鍵”。

濟南泉水成因示意。濟南軌道交通集團供圖

直到經(jīng)過多年的勘察、論證,濟南逐步摸索出一條科學(xué)保泉之路。山東省地礦工程勘察院(山東省地礦局八〇一隊)一位泉水保護專家介紹,2000年以來,濟南實施“引黃保泉”“生態(tài)補源”,并推進“封井、引水、增雨、補源、節(jié)水”的各項保泉措施。2003年9月6日,趵突泉停噴18個月后迎來復(fù)涌,此后持續(xù)噴涌至今。“泉水復(fù)涌后,我們建議濟南堅持調(diào)蓄補源、采外補內(nèi)、開源節(jié)流的方法保泉?！鄙鲜鰧＜艺f。科學(xué)保泉和城市發(fā)展找到了平衡點,濟南地鐵建設(shè)才重新啟動。

2009年起,濟南系統(tǒng)推進軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃、泉水保護專題研究、客流預(yù)測分析、建設(shè)規(guī)劃和工程可行性研究等工作。同年7月,濟南市委托省地礦局八〇一隊等多家專業(yè)單位共同進行勘探、物探、水文試驗等,歷時8個多月完成的《濟南市軌道交通建設(shè)對泉水影響研究報告》,劃定了地鐵建設(shè)的敏感區(qū)與適宜區(qū),明確“在避開敏感區(qū)域前提下,地鐵建設(shè)不會對泉脈造成不利影響”。首次正面回答了濟南能否建設(shè)地鐵。

濟南軌道交通集團總經(jīng)理李虎說,濟南軌道交通集團本著“慎之又慎、安全第一,確保泉水保護萬無一失”的建設(shè)理念,濟南建設(shè)地鐵“先外后內(nèi),先易后難”,一期建設(shè)的3條地鐵線路均離泉水敏感區(qū)較遠(yuǎn)。

經(jīng)十路建地鐵的呼聲更高。濟南南依泰山、北靠黃河,城市狹長生長,貫穿東西的交通主動脈經(jīng)十路日均承載車流量超10萬輛次。高峰時段通勤壓力尤為突出,雙向十二車道的道路資源在潮汐車流沖擊下頻頻突破承載極限。濟南迫切需要一條能夠連接?xùn)|西城區(qū),緩解經(jīng)十路交通壓力的地鐵線路。2013年底濟南軌道交通集團成立后,在推進一期線路建設(shè)時,就同步開始了二期規(guī)劃報批工作,其中橫貫市區(qū)的4號線成為重中之重。

經(jīng)十路晚高峰

“相比一期線路,二期線路的報批難度更大?！敝攸c參與濟南城市軌道交通第二期建設(shè)規(guī)劃報批工作的山東軌道交通工程咨詢有限公司高級工程師王鑫說,二期線路也繞開了泉水敏感區(qū),但與一期相比,線路離泉水敏感區(qū)更近。其中,穿越經(jīng)十路的4號線,還在泉水出露點的上游位置,評審專家們高度關(guān)注擬規(guī)劃線路是否會影響泉脈和周邊泉水徑流。

“2017年,濟南修訂了《濟南市名泉保護條例》,明確將‘優(yōu)先保泉’作為重要原則貫穿于城市軌道交通規(guī)劃、建設(shè)、管理全過程,要求城市軌道交通規(guī)劃和建設(shè)必須符合名泉保護條例。”參與二期建設(shè)規(guī)劃線路《泉水環(huán)境影響評價》撰寫工作的山東省地礦工程勘察院(山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局八〇一水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊)高級工程師吳沙沙介紹,二期擬規(guī)劃線路多個站點位于泉水補給區(qū)和出露區(qū),根據(jù)條例規(guī)定,需在立項前完成詳細(xì)的水文地質(zhì)論證,施工中加強對于地下水與徑流通道保護,避免破壞泉脈和造成水質(zhì)污染,并采取有力措施促進雨水回補地下水。

歷時四年編制,2019年公布的《濟南市名泉保護總體規(guī)劃》進一步細(xì)化了保泉要求和管理規(guī)范。“《濟南市名泉保護總體規(guī)劃》為濟南軌道交通二期建設(shè)規(guī)劃提供了重要依據(jù)?！遍T燕青說,地鐵建設(shè)要達(dá)到總體規(guī)劃中對保護泉水的要求,促使?jié)宪壍澜煌瘓F深化泉水理論和保泉技術(shù)研究,努力實現(xiàn)“通地鐵”與“保泉涌”的雙贏。

“看”清泉脈

模型讓地下構(gòu)造“活”起來

建地鐵的前提是保泉。

“保泉的第一步是識泉,識泉的關(guān)鍵是‘看’清濟南地質(zhì)構(gòu)造,摸清泉水的潛流通道和噴涌成因,具體到地鐵建設(shè),還要弄明白地鐵建設(shè)與地下水的位置關(guān)系。”門燕青說,濟南地鐵建設(shè)走向城市核心區(qū)域的過程,伴隨著對泉水認(rèn)識的逐步深入。

為了“看”清地下,濟南軌道交通集團打造了國內(nèi)首個數(shù)字孿生城市四維地質(zhì)可視化信息平臺,融合物聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能與增強現(xiàn)實等前沿技術(shù),構(gòu)建BIM+GIS的泉域四維地質(zhì)環(huán)境可視化信息系統(tǒng),首次刻畫出濟南城區(qū)近2000平方公里的可更新、高精度地質(zhì)環(huán)境耦合模型。“這個模型是四維的,它除了模擬地質(zhì)外,還能模擬出地下水的流動,能模擬建地鐵線路沿線的地質(zhì)條件和泉水運移規(guī)律,在線路規(guī)劃階段指導(dǎo)保泉。”濟南軌道交通集團總經(jīng)理助理兼總數(shù)據(jù)師李罡說。

濟南軌道交通集團打造了國內(nèi)首個數(shù)字孿生城市四維地質(zhì)可視化信息平臺，平臺能實現(xiàn)地下水?dāng)?shù)值模擬模型與地質(zhì)模型有機融合。濟南軌道交通集團供圖

“這個平臺在二期地鐵建設(shè)規(guī)劃報批以及后來的軌道交通規(guī)劃、建設(shè)與運營的全過程,都起到關(guān)鍵作用?！蓖貊握f,以前看不見的地下構(gòu)造,在模型中“活”了起來,在二期線路報批時,評審專家可任意調(diào)取剖面,直觀“看”到地質(zhì)和水位信息,科學(xué)評估線路布局的合理性。

為構(gòu)建好這個大規(guī)模的三維地質(zhì)體,讓模擬更接近現(xiàn)實,項目團隊搜集了濟南60多年來的多源地質(zhì)數(shù)據(jù),涵蓋住建、地調(diào)、地勘等多部門檔案,歸集軌道交通建設(shè)中的9500個初期鉆孔和二期1.5萬個勘探孔,累計使用超3萬個鉆孔數(shù)據(jù),30萬條水位水質(zhì)記錄、10萬組試驗數(shù)據(jù)和200余份成果圖件與報告。其中,老一輩地質(zhì)專家為支持濟南軌道交通事業(yè)提供了近千個二十世紀(jì)六七十年代的深鉆數(shù)據(jù)。

“最早的鉆孔是1941年的?！睗先}保護技術(shù)研究中心技術(shù)人員王宗月打開了平臺,數(shù)據(jù)庫中一張張穿越歷史而來的鉆孔卡片,清晰記錄著鉆孔的地理位置,用柱狀圖畫出了不同巖層深度的巖性?！半S著城市發(fā)展,這些鉆孔的點位大多數(shù)已被高樓覆蓋,很難復(fù)鉆。地質(zhì)條件幾十年間是相對穩(wěn)定的,所以這些珍貴的地質(zhì)資料為認(rèn)識濟南地質(zhì)構(gòu)造和平臺搭建提供了重要支撐?！?/p>

王宗月說,可視化平臺還可以直觀展示軌道沿線不良地質(zhì)體,優(yōu)化勘察布孔,提高勘察效率,還能模擬盾構(gòu)掘進中可能遇到的復(fù)雜地層,為設(shè)備選型與參數(shù)設(shè)定提供依據(jù),保障施工安全與經(jīng)濟性?！霸?號線全線穿越巖層的施工中,勘察單位給出了幾十兆帕的強度,但借助平臺進一步開展水文地質(zhì)研究,我們發(fā)現(xiàn)部分區(qū)段巖體強度達(dá)到了一百多兆帕,遠(yuǎn)超初期預(yù)判。這一關(guān)鍵數(shù)據(jù)為盾構(gòu)設(shè)備選型和關(guān)鍵參數(shù)配置提供了依據(jù)?！?/p>

搭建起數(shù)字孿生城市四維地質(zhì)可視化信息平臺后,濟南在地鐵建設(shè)前進行精準(zhǔn)勘測,不斷研究和利用地下水精細(xì)化探查技術(shù),“勘”清泉脈。

針對濟南復(fù)雜的水文地質(zhì)條件,如溶洞、孤石、硬巖與軟硬交錯地層,濟南軌道交通集團聯(lián)合山東大學(xué)、中南大學(xué)、山東省地礦工程勘察院等單位,引入廣域電磁法、探地雷達(dá)、井地電阻率及鉆孔三維聲吶成像等綜合物探技術(shù),完成了濟南中心城區(qū)70平方公里范圍、地下1000米以淺的地質(zhì)精準(zhǔn)探測。

“我們運用中國工程院院士何繼善主導(dǎo)研究的大深度高精度廣域電磁勘探技術(shù),和院士團隊一同進行了地表以下1000米以淺的廣域電磁探測,形成了泉城地下三維電性結(jié)構(gòu)圖?！崩罨⒄f,這是該項技術(shù)首次被創(chuàng)新應(yīng)用于城市泉脈識別,通過捕捉巖溶含水通道引起的低電阻異常,結(jié)合鉆孔驗證,精準(zhǔn)圈定地下水主要徑流路徑。

李虎說,這一技術(shù)之前多用于郊野找礦,濟南通過技術(shù)創(chuàng)新降低了市區(qū)嘈雜環(huán)境對勘探的干擾,讓這一技術(shù)真正成為洞悉泉城地下的“千里眼”,實現(xiàn)了主城區(qū)泉水敏感區(qū)全覆蓋。從廣度和深度上“勘”清了泉城地下。

“躲開”泉脈

“繞避升抬”給泉水讓路

“看”清了地下泉脈和地下徑流情況,濟南軌道交通集團創(chuàng)新提出了“繞避升抬”的線網(wǎng)規(guī)劃原則,為地鐵建設(shè)中的保泉工作筑起了第一道堅實屏障。

門燕青介紹,“繞”指繞開泉水核心區(qū)。在還沒有精準(zhǔn)掌握核心區(qū)泉水徑流通道位置與埋深的情況下,濟南軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃始終主動繞開這一區(qū)域,從平面空間上拉開軌道交通與泉水核心區(qū)的距離,最大限度降低或規(guī)避軌道交通建設(shè)對泉水生態(tài)系統(tǒng)可能造成的影響。濟南軌道交通一期、二期線路都繞開了泉水核心區(qū)。比如,4號線千佛山段經(jīng)過反復(fù)論證,最終選擇了繞開巖溶水主徑流區(qū)的方案,保持與泉群的安全距離。

繞 濟南軌道交通集團供圖

“避”則是避開巖溶含水層。地鐵建設(shè)在泉水環(huán)境影響評價階段,開展詳細(xì)的地質(zhì)與水文勘探,明確巖溶含水層和徑流通道位置,濟南地鐵在線網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計階段,就確保線路區(qū)間和車站避開這些敏感層位,從垂直空間上拉開與地下水徑流通道間的距離。

“升”則是升高軌道交通線路埋深。對于可能穿越含水地層的區(qū)間,通過合理調(diào)整線路的坡度和埋深,使軌道交通線路適當(dāng)升高至現(xiàn)狀巖溶水水位以上,避免與含水地層接觸,最大程度降低對泉水的影響。4號線進行線網(wǎng)規(guī)劃時,依據(jù)勘察數(shù)據(jù),線網(wǎng)埋深設(shè)置在巖溶位線之上。

升 濟南軌道交通集團供圖

“抬”是抬高軌道交通車站埋深。對臨近泉水核心區(qū)的車站,在設(shè)計階段綜合考量地下水位、地層結(jié)構(gòu)和泉水徑流等因素,通過優(yōu)化車站設(shè)計方案,如采用單層、半地下、淺埋、地面或高架車站等方式,確保車站底板高于巖溶水水位,最大程度減少對地下水的影響。

趵突泉泉群正南約1.4公里處的4號線泉城公園站,就為給泉水讓路“浮”出了地面。這是目前全省唯一的半地上車站——車站B、C出入口露出地面的坡屋面平均高7.1米,穹頂最高點高出地面9.6米,地鐵車輛則在地下淺層穿過,軌面埋深12.4米。

濟南軌道交通集團建設(shè)投資有限公司4號線項目部現(xiàn)場經(jīng)理張兆輝說,泉城公園站建設(shè)的原方案需下挖22米,底板接近30年最高水位,考慮到車站處于地下徑流的“上游”位置,集團對方案進行了優(yōu)化,車站整體抬升了7米,埋深減少至15米,成功避開了巖溶含水層,抬升的車站也因此“浮”出了地面,經(jīng)過精心設(shè)計,與泉城公園融為一體,成為泉水保護與城市建設(shè)和諧共生的生動注腳。

科技“護”泉

“勘灌測疏”組合拳硬核破題

進入施工階段,濟南地鐵面臨著更為復(fù)雜的保泉技術(shù)挑戰(zhàn)。濟南通過“勘灌測疏”的技術(shù)組合拳,破解難題。

施工降水回灌,讓地下水“返回統(tǒng)一深度”。曾在多個城市進行地鐵施工的中鐵二十局4號線省體育中心站現(xiàn)場技術(shù)工程師陸亞中坦言,第一次遇到對地下水如此“吝嗇”的甲方,在濟南建地鐵,他第一次接觸到降水原位回灌技術(shù)。

多數(shù)建設(shè)工程進行基坑開挖時,會排走挖出的地下水,空出作業(yè)面。工程施工降水多通過市政管網(wǎng)排走,若同期出現(xiàn)大規(guī)模施工降水,將影響地下水儲量。為最大程度減少施工對地下水的影響,濟南軌道交通集團聯(lián)合山東省地礦工程勘察院(山東省地礦局八〇一隊)研發(fā)出了“基坑降水原位回灌一體化”裝備,讓地下水實現(xiàn)“同層往返”。

濟南地鐵4號線省體育中心站降水回灌現(xiàn)場。資料片

4號線千佛山站開工時,施工方在地鐵基坑外圍布設(shè)了22口回灌井,施工現(xiàn)場,抽出的地下水經(jīng)沉淀箱初步凈化,再通過專業(yè)水處理裝置過濾雜質(zhì),最終通過回灌井重新回注到基坑阻水墻外的原含水層。“基坑降水原位回灌技術(shù),能實現(xiàn)‘同源、同層、同質(zhì)、同量’的原位回灌。站點施工期間累計回灌水量達(dá)50萬立方米,相當(dāng)于200個標(biāo)準(zhǔn)游泳池的蓄水量。”張兆輝說。

濟南地鐵建設(shè)之初為減少車站施工對地下水的影響，研發(fā)了降水回灌技術(shù)，圖為示意。濟南軌道交通集團供圖

這一技術(shù)早在濟南進行地鐵一期建設(shè)時就已研發(fā)投用,在二期建設(shè)中,進一步升級,回灌效率提高了3倍以上。

導(dǎo)流技術(shù)首度應(yīng)用,打造地下水“隱形通道”。為緩解車站建成后可能引起的地下水位壅高問題,濟南地鐵二期建設(shè)中還首次研發(fā)應(yīng)用了軌道交通車站導(dǎo)流技術(shù)?！跋袢枪珗@站,雖然已經(jīng)做了抬高設(shè)計,但還存在水位在車站迎水側(cè)和背水側(cè)出現(xiàn)高差的風(fēng)險,這就可能影響車站安全?！鄙綎|省地礦工程勘察院(山東省地礦局八〇一隊)高級工程師高揚說,U型導(dǎo)流通道技術(shù)正為解決這一難題而研發(fā)。施工中,在車站兩側(cè)打下匯水碎石樁,底部預(yù)留導(dǎo)流槽。豎向匯水系統(tǒng)能快速把被車站結(jié)構(gòu)截堵的地下水導(dǎo)流到車站下方的導(dǎo)流槽,再經(jīng)導(dǎo)流槽導(dǎo)流到車站另一側(cè)原含水層中,有效恢復(fù)地下水的徑流。“就像是給地下水安裝了一條‘隱形過水通道’,讓地下水自由流動,又保障了車站安全?！?/p>

濟南地鐵4號線用上了軌道交通車站導(dǎo)流技術(shù)，讓地下水有了隱形通道。濟南軌道交通集團供圖

CT+透水材料,精準(zhǔn)應(yīng)對溶洞與涌水。濟南巖溶地質(zhì)發(fā)育顯著,4號線建設(shè)臨近泉水敏感區(qū),溶洞成為隧道施工中的重大隱患,安全穿越巖溶區(qū),事關(guān)保泉和盾構(gòu)施工安全。

在山東省地礦工程勘察院(山東省地礦局八〇一隊),記者看到一張紅綠藍(lán)相間,標(biāo)注著鉆孔編號的長圖,里面畫出了4號線保泉重點路段的溶洞位置。

“為了摸清溶洞分布,我們幾乎是給大地做了‘全身體檢’,像醫(yī)院體檢拍CT一樣,我們在保泉重點路段,做了跨孔CT掃描?！鄙綎|省地礦工程勘察院(山東省地礦局八〇一隊)高級工程師王洪禎說,跨孔CT掃描通過向地下布設(shè)2個一組的鉆孔,對鉆孔之間的地下空間進行掃描?！?號線2.2公里長的保泉重點路段,我們做了740組掃描,詳細(xì)查明了地下50m以淺,直徑大于等于50厘米的溶洞的三維空間分布和充填情況?！?/p>

山東省地礦工程勘察院(山東省地礦局八〇一隊)正在為地鐵4號線沿線“拍CT” 資料片

除鉆孔掃描外,4號線千佛山站至泉城公園站區(qū)間,還用上了濟南軌道交通集團聯(lián)合山東大學(xué)研發(fā)的光纖微動探測裝備?！肮饫w微動探測裝備是我們?yōu)樘矫鳚蠌?fù)雜的泉域地質(zhì)而研發(fā)的,這種技術(shù)類似蝙蝠利用超聲波定位,它把市區(qū)車輛噪聲變?yōu)榘l(fā)射源,識別地下溶洞和破碎帶。”山東大學(xué)齊魯交通學(xué)院城市地下空間工程系教授、博士生導(dǎo)師王旌介紹,探測裝備基于地震波反射法,探測精度達(dá)到米級。發(fā)現(xiàn)溶洞后,能使用同樣由雙方聯(lián)合研發(fā)的新型溶洞充填透水材料,該材料是孔隙結(jié)構(gòu),既具備極高強度,像鋼筋一樣堅固,又能保持良好的透水性,像海綿一樣讓水自由通過,完美兼顧結(jié)構(gòu)安全與水流暢通。

濟南軌道交通集團聯(lián)合山東大學(xué)研發(fā)的新型溶洞充填透水材料，就像“堅硬海綿”一樣，兼顧結(jié)構(gòu)安全還能讓泉水流動。山東大學(xué)供圖

此外,針對富水地層中常見的突發(fā)涌水,項目團隊采用了綠色抗動水封堵材料。材料可注性強、凝結(jié)快,能在遇到突發(fā)涌水時快速凝結(jié),像“防水創(chuàng)可貼”一樣堵住滲漏點。更重要的是,它環(huán)保,不含強堿、強酸、重金屬成分,不會對地下水造成污染。

技術(shù)創(chuàng)新不僅保障了地鐵建設(shè)的順利進行,還形成了一套可復(fù)制的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。目前,基坑降水原位回灌技術(shù)已在二期工程共72個站點應(yīng)用,導(dǎo)流技術(shù)也在泉城公園站、山師東路站等重點車站得到應(yīng)用,并推廣至千佛山站TOD綜合開發(fā)項目。

全程保泉

“警診養(yǎng)評”閉環(huán)與泉共生

地鐵4號線順利通車,但保泉工作并未結(jié)束,保持著對泉水的敬畏,一場貫穿地鐵全生命周期的“持久戰(zhàn)”正在推進。秉持對泉水的敬畏,濟南軌道交通集團以“警診養(yǎng)評”技術(shù)策略,構(gòu)建起覆蓋規(guī)劃、建設(shè)、運營全過程的保泉閉環(huán)體系。

在泉城公園站,記者看到,3口深度分別為25米、50米、80米的永久監(jiān)測井如同“地下水聽診器”,通過智能傳感設(shè)備實時捕捉厘米級精度的地下水動態(tài),讓遠(yuǎn)在辦公室的監(jiān)測人員能遠(yuǎn)程“聽取”地下水位“呼吸”,保泉巡檢員每周還會實地復(fù)核數(shù)據(jù)。

在基坑施工前,同步布設(shè)臨時監(jiān)測井,精確監(jiān)測施工對地下水位的影響。有了“聽診器”,地鐵建設(shè)者能夠?qū)崟r掌握地下水位的動態(tài)變化,及時發(fā)現(xiàn)異常情況并采取應(yīng)對措施。目前,濟南軌道交通集團已在全市建成200多個地下水長期監(jiān)測點,形成了較為完善的監(jiān)測體系,實現(xiàn)了對地鐵沿線地下水水位二十四小時分層實時監(jiān)測。

依托地下水自動化實時監(jiān)測系統(tǒng)、數(shù)字孿生四維地質(zhì)可視化信息平臺,結(jié)合常態(tài)化開展地下水水質(zhì)檢測,濟南軌道交通集團全面強化對地下水環(huán)境的實時監(jiān)測與智能預(yù)警。地鐵通車一年后,還會開展泉水環(huán)境影響后評估,對關(guān)鍵路段開展泉水影響定量評價。

“濟南地鐵4號線保泉全過程咨詢工作開始于2021年?！蓖貊握f,這也是濟南在地鐵建設(shè)中首次引入保泉全過程咨詢,目前4號線項目已完成現(xiàn)場巡查2800余次,采集水樣1600余件,水量與水位監(jiān)測分別達(dá)1700余點次和3300余點次,設(shè)置了64眼永久監(jiān)測井。

監(jiān)測數(shù)據(jù)也成為濟南地鐵建設(shè)保泉優(yōu)先的力證。在4號線施工期間,2022年10月,趵突泉水位達(dá)到30.27米高位,今年10月15日,趵突泉水位更是創(chuàng)下近60年新高,達(dá)到30.32米。

此外,4號線建設(shè)的4年多時間,二期建設(shè)項目迎來同步施工高峰期,濟南所有泉群全部噴涌的“信號泉”月牙泉都迎來噴涌,出現(xiàn)“月牙飛瀑”盛觀。這也是2003年趵突泉復(fù)涌以來,“月牙飛瀑”盛景首次連續(xù)5年出現(xiàn)。

運營階段同樣需要與泉水共生,濟南軌道交通集團聯(lián)合山東大學(xué)研發(fā)出隧道表觀病害智能精細(xì)探查機器人,精準(zhǔn)識別裂縫與滲漏水；還有隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)部病害智能巡檢機器人,負(fù)責(zé)探測外部孔洞與溶洞,全面保障運營安全與地下水穩(wěn)定。此外,依托軌道交通結(jié)構(gòu)綠色智能養(yǎng)護裝備及材料,實現(xiàn)了軌道交通運營期結(jié)構(gòu)病害綠色、精準(zhǔn)修復(fù),養(yǎng)護工作更加生態(tài)友好。

濟南軌道交通集團聯(lián)合山東大學(xué)研發(fā)出的隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)部病害檢測機器人正在作業(yè)。濟南軌道交通集團供圖

正如濟南軌道交通集團相關(guān)負(fù)責(zé)人所說:“我們不僅要讓地鐵順利穿過泉城,更要讓每一滴泉水都能自由流淌。”如今,穿行于泉脈之上的地鐵,正以科技之力延續(xù)著這座千年泉城的生命律動,書寫著城市建設(shè)與自然保護和諧共生的新篇章。

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