濟南地鐵4號線。濟南軌道交通4號線泉城公園站空間示意圖。

12月27日，濟南三條新地鐵線通車運營。位于地鐵4號線北側(cè)1.4公里的趵突泉地下水位在今年10月份攀升至30.32米，打破了60年以來的歷史紀(jì)錄。從2015年修第一條地鐵開始，濟南就必須面對如何“保泉”這個極限難題。當(dāng)“鐵流”與“水流”相逢于地下，不一定是非此即彼的抉擇，也可以是科技與生態(tài)共舞的現(xiàn)代敘事。

大師云集

給泉脈做“全身彩超”

十多年前，濟南地鐵的開篇，難度是“地獄級”的：“南面是山、北面是河、地下是泉”的狹長地帶，地鐵能不能修？怎么修？被請來參與討論的院士等專家感受到了巨大的壓力。

在山東省地礦工程勘察院(山東省地礦局八〇一隊)總工程師趙志強看來，爭議的背后是因為當(dāng)時的地質(zhì)勘測技術(shù)及能力受限?！霸谑∈邢嚓P(guān)領(lǐng)域，關(guān)于濟南修建地鐵會不會影響泉水，爭議是最大的。其中4號線的關(guān)注度最高，民眾有疑問，沿著經(jīng)十路修會不會切斷泉水徑流通道？”

“一期建設(shè)規(guī)劃項目積累了寶貴的保泉經(jīng)驗，后來我們又進一步細(xì)化了每個車站的保泉方案，并詳細(xì)梳理了工程籌劃。為了方便與部委溝通，同事們在北京租了房子，一住就是大半年，當(dāng)時的信念就是‘再硬的骨頭也要啃下來’！”參與二期規(guī)劃報批前期手續(xù)的山東軌道交通勘察設(shè)計院黨委委員、副總經(jīng)理馬學(xué)祥說。

地鐵1號線通車不久，為了找準(zhǔn)4號線沿線地下水流場及泉水脈絡(luò)分布，山東省地礦工程勘察院團隊有針對性地研發(fā)了一系列新技術(shù)，首次提出了基于“瞬變電磁—地質(zhì)鉆探—跨孔CT”綜合勘察的泉水路徑高精度識別技術(shù)，識別精度從10米級提高至0.5米級。

“如同給地下泉脈做彩超，讓地下的泉水脈絡(luò)一目了然。依托我們院60多年的數(shù)據(jù)積累加上新技術(shù)勘察，我們判斷，濟南泉水是多元、多向、淺中深多層次補給的方式，且以中深兩層循環(huán)徑流為主。淺層作用是‘導(dǎo)壓’，對水量貢獻不大。因為地鐵埋深較淺，所以對泉水徑流影響總體可控，這也解釋了敏感區(qū)域施工僅在千佛山站有少量出水的原因?！壁w志強告訴記者。

濟南地鐵二期建設(shè)規(guī)劃，從2015年3月到2020年5月召開了十余次評審會，邀請了6位工程院院士、3位科學(xué)院院士、6位國家勘察大師。盧耀如、錢七虎、宋振騏等院士專家陸續(xù)得出結(jié)論：各線路避開了泉水敏感區(qū)；規(guī)劃項目對泉水正常噴涌無影響；線路方案對泉水基本無影響；采取保泉措施后，影響可控。

“繞避抬升”

地鐵為泉水“龍?zhí)ь^”

從2021年開始，地鐵二期線路陸續(xù)開工。“我們錯峰施工，臨近保泉核心區(qū)相鄰車站、區(qū)間分期實施，敏感站點分塊分段開挖，減少基坑大面積降水引起的對周邊地下水的影響?！鄙綎|軌道交通勘察設(shè)計院副總工程師、高級工程師李志強說。

泉城公園站是濟南首座半地下式地鐵站，因造型獨特成為通車當(dāng)天的打卡點?！?號線途經(jīng)富水地段，灰?guī)r埋深較淺，遇上豐水年就會擋水。不僅影響泉水徑流，對隧道和車站本身也有影響，我們建議省體育中心到山大路區(qū)段淺埋一些?！鄙綎|省地質(zhì)調(diào)查院研究員楊麗芝說。

“常規(guī)地鐵站建設(shè)深度在20米至30米，我們在近30年最高水位線基礎(chǔ)上再抬升2米，將車站最大埋深控制在15米以內(nèi)，車站向上抬升約6米。車站難，隧道更難！幾乎全國獨一份！車站抬升增加了施工難度，盾構(gòu)掘進的同時還要支護?！碧崞鹪撜?，中鐵十四局項目技術(shù)負(fù)責(zé)人宋增亮直搖頭。

4號線的建設(shè)過程堪稱一部攻克世界級工程難題的技術(shù)創(chuàng)新史。面對復(fù)雜的水文地質(zhì)條件和敏感的泉水生態(tài)系統(tǒng)，濟南地鐵提出了“繞避抬升”原則，線路繞開泉水直接補給區(qū)和水源涵養(yǎng)區(qū)等敏感地帶，避開地下含水層和主徑流通道，徑流區(qū)線路底板位于近30年最高水位線以上。

濟南泉脈保護技術(shù)研究中心高級工程師黃永亮告訴記者：“在鄰近趵突泉泉域的關(guān)鍵路段，我們還研發(fā)了地下水導(dǎo)流、基坑降水原位回灌技術(shù)，在山師東路站等多個關(guān)鍵站點成功應(yīng)用。根據(jù)監(jiān)測，車站建成后地下水流場基本可以恢復(fù)到原始流場狀態(tài)?！?/p>

裝上“智慧大腦”

保泉不再“看天吃飯”

前幾年，從事地質(zhì)工作將近40年的楊麗芝因為一張?zhí)蚴^判斷水量的照片而走紅網(wǎng)絡(luò)，這一“土辦法”成為老一代地質(zhì)水文工作者的寫照。如今多個平臺裝上“智慧大腦”，讓水位監(jiān)測更“從容”精準(zhǔn)?！拔覀儎?chuàng)立了泉水水位、水質(zhì)、流量等動態(tài)變化的水文循環(huán)實時監(jiān)測技術(shù)及平臺，首次實現(xiàn)未來15天泉水水位預(yù)報預(yù)警，精度達厘米級。”趙志強告訴記者。

作為地鐵首批參建者，李罡如今擔(dān)任濟南軌道交通集團總經(jīng)理助理、總數(shù)據(jù)師，推動著該集團數(shù)據(jù)中心建設(shè)。“通過部署大量傳感器和可視化技術(shù)，為地下水位變化裝上‘監(jiān)測眼’，實現(xiàn)全過程可視化、量化管理。這項技術(shù)不僅保障了地鐵的安全推進，還成功助力了白泉泉群等區(qū)域的生態(tài)修復(fù)。”他說。

該數(shù)據(jù)中心收集共享了濟南市相關(guān)部門80余年來的數(shù)據(jù)，收集鉆孔數(shù)據(jù)3萬余個、水位水質(zhì)數(shù)據(jù)30萬余條、試驗測試數(shù)據(jù)10萬余條、成果圖鑒和報告200余份等。為了支持地鐵事業(yè)，老一輩地質(zhì)專家提供了近千個二十世紀(jì)六七十年代的深鉆孔數(shù)據(jù)。

李罡對記者說：“這些數(shù)據(jù)不僅能助力地鐵開通后的水位監(jiān)測工作，未來也會服務(wù)于保泉以及城市地下空間開發(fā)?！?/p>

“組合拳”發(fā)力

保護“源頭活水”

已經(jīng)退休的濟南市人大常委會原二級巡視員、法制工作室原副主任張瑞在濟南市人大立法崗位上堅守了27年，是名泉保護立法工作的見證者、親歷者。從二十世紀(jì)九十年代開始，他與同事先后對兩千余個“泉子”日復(fù)一日地展開大量實地考察與調(diào)研工作，可以說是“踏破了鞋底子，磨破了嘴皮子”。

張瑞告訴記者：“我們陸續(xù)出臺了城鄉(xiāng)規(guī)劃保泉管理、森林保護、水土保持等十余部與保泉密切相關(guān)的地方性法規(guī)。從最開始的單純保護泉眼泉池逐步擴大到保護泉渠和源頭，明確了泉水直接補給區(qū)和間接補給區(qū)、泉水直接補給區(qū)中的重點滲漏帶、泉水出露區(qū)以及泉水補給區(qū)和匯集出露區(qū)內(nèi)的山體、河流水系的保護范圍，劃定了直接補給區(qū)內(nèi)的禁止建設(shè)區(qū)和限制建設(shè)區(qū)，建立起從規(guī)劃到監(jiān)督、從源頭至末端的全過程名泉保護體系。”

“我們堅持依法保泉、科學(xué)保泉、精準(zhǔn)保泉、生態(tài)保泉，努力保持泉水持續(xù)噴涌。地鐵4號線與泉水共融共生的實踐，展現(xiàn)了一個歷史名城在面對現(xiàn)代城市發(fā)展挑戰(zhàn)時的智慧與擔(dān)當(dāng)。只要尊重科學(xué)、敬畏自然、勇于創(chuàng)新，完全可以在生態(tài)敏感地區(qū)建設(shè)現(xiàn)代化軌道交通系統(tǒng)，實現(xiàn)城市建設(shè)與環(huán)境保護的協(xié)同共進。”濟南市城鄉(xiāng)水務(wù)局局長王學(xué)軍表示。

數(shù)據(jù)是最有力的證明：即便在2022年地鐵建設(shè)高峰期，趵突泉水位仍達到30.27米的歷史高位。王學(xué)軍告訴記者：“下一步，我們將從保護地下水、生態(tài)治理、工程治理等方面加大對泉水的保護力度，同時處理好泉水保護和城市發(fā)展的關(guān)系。我們還將推動實施‘家家泉水’計劃，年底前將覆蓋約100萬市民?！保▌w躍）

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