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城市建设,地质先行

2022-12-28文平

走向世界 2022年49期
关键词:泉水济南盾构

文平

作为全省地质工作的主力军,山东省地质矿产勘查开发局依托人才和技术优势,积极作为,主动对接省内重大规划、重大工程,通过提供先行性、基础性的地质服务,助力山东高质量发展。

在济南,山东省地矿局八一队聚焦省会城市建设发展对地质工作的迫切需求,着力发挥专业技术优势,全方位、多角度融入“强省会”战略大局,彰显了地质铁军的责任与担当。早在2017年济南新旧动能转换先行区设立之初,八一队即提出地质先行、向地下要空间的理念,并主动承担起了先行区测绘、勘探以及摸底调查工作。八一队还全程参与了济南市轨道交通建设的前期水文地质、工程地质调查论证及轨道交通线网布局优化,为实现地铁和泉水的和谐共生作出了突出贡献。

位于黄海之滨的青岛,有着典型的山、海、岛、湾地理特征。扎根于此的青岛地质工程勘察院在基础地质、服务民生、城市规划、应急救援等方面取得丰硕成果,探索出“滨海基岩、陆海统筹”两个方面的经验。

青岛奥林匹克帆船中心是青岛的标志性景点之一。早在其设计建造之初,青岛地質工程勘察院就参与了多个场馆的建设工作。青岛奥帆中心所在地紧靠海边,受潮汐影响水位变化较大,土质松软易塌方,地质条件差,施工难度大。面对困难,青岛地质工程勘察院专业技术人员创新采用定向摆喷、花管注浆和外加剂等多种技术手段,对易塌方、难加固、软弱土和杂填土进行加固处理,高标准完成了基坑支护与帷幕止水、抗浮锚杆工程等施工任务。该项目获得多项优秀工程奖。

在日照,山东省地矿局八院为推进城市地质调查工作,加速日照地上地下一体化“透明城市”建设,实施了“百日攻坚”项目;在德州,山东省地矿局四院承担的城市地质调查工作,为德州市绿色、集约、智慧发展提供了地质保障;在泰安,山东省地矿局五院融入当地经济社会建设,做建设美丽幸福泰安的践行者……地质工作者为城市建设所作的贡献,还有许许多多。

有句话说得好:建地铁就是建一座城。修建地铁,称得上是城市建设中的一项大工程,而要想建好地铁,地质勘查工作必不可少。在济南,地铁与泉水“共生”正成为这座城市一道亮丽的风景线。

从济南的别称“泉城”便可知,泉水对于济南是多么重要。因此,确保泉脉毫发无损,对于济南的地铁建设者来说,责任重大。

济南地势南高北低,南北高差达500多米,南部山区为泉水涵养区,岩溶水遇不透水岩体阻隔后,通过灰岩天窗或土层薄弱处流出,形成泉水。这种地质构造,给轨道交通建设带来巨大考验。

在济南地铁规划设计阶段,济南市轨道交通集团提出了“绕避升抬”的泉水保护设计理念,即绕避泉水敏感区、升抬地下线路埋深,综合考虑50年来最高水位以上,确保线路埋深对径流无影响。

为确保泉水保护工作万无一失,济南轨道交通集团先后邀请多位院士及国内外专家开展十余次保泉专题研究论证,最终得出“只要避开泉水敏感区,轨道交通建设就不会影响泉脉”的结论。按照“先外后内、先易后难”的原则,济南优先建设了城市中心区外围线路,为后续工程建设积累了宝贵经验。

2019年,济南轨道交通1号线建成通车,泉城正式进入地铁时代,此后,轨道交通一期规划的三条线路仅用两年时间建成,二期规划正稳步推进。作为济南建成的首条地铁线,1号线全长26.1公里,是一条高架与地下相间的地铁线路。在建设过程中,工作人员成功解决了盾构机穿越“富水高强灰岩”岩溶区等世界性难题,采用的地下水回灌新技术起到了保护泉水的作用。

为配合泉水保护工作,济南轨道交通集团开发了国内首个拥有自主知识产权的数字孪生城市四维可视化信息系统。该系统融入了济南市多部门60余年地上地下多类数据,首次刻画出济南城区近2000平方公里的四维地质环境模型,可以分析评价轨道交通周边环境、合理规划轨道交通线网布局、优化勘查设计施工、模拟轨道交通建设各阶段对泉水的影响。

黄河,携泥裹沙从上游奔流而下,自流入河南开始形成地上“悬河”,为人们的生产、生活带来诸多不便。在黄河济南泺口段,河床已高出南岸城区地面5米。如何破解两岸沟通交流不畅的问题?以往多是采取建桥、架桥的办法,而随着“万里黄河第一隧”——济南黄河济泺路隧道的建成通车,黄河之下又多了一条新通道。

黄河济泺路隧道是黄河流域首条公轨合建的交通隧道,也是世界上超大直径盾构隧道第一次穿越地上“悬河”,开创了穿越黄河天堑由水上跨越到水下的时代。工程建设过程中,“黄河号”和“泰山号”两台超大直径盾构机发挥了巨大作用。

黄河济泺路隧道所在的区域,地层主要由可塑式粉质黏土层组成,盾构机向前掘进势必会遭遇巨大阻力。为此,工程队对盾构机进行了改进,使得拥有347把刀片的盾构机能够适应在这样的地质条件中掘进工作,同时也解决了更换刀具的问题。

国家最高科学技术奖获得者、中国工程院院士钱七虎表示,“这是一条以科技创新为支撑的高质量隧道”。项目的成功建设为黄河中下游地区通道建设方案选线提供了有力依据,形成的超大直径盾构适应性选型配置等关键技术达到国际领先水平。

“黄河第一隧”建成通车后,大大缩短了黄河南北两岸的通行时长,市民驾车5分钟便可穿越黄河,比绕道济南黄河大桥节约一个小时左右,这标志着济南正式拉开“携河”发展序幕,加速从“大明湖时代”迈向“黄河时代”的步伐。

Give Priority to Geology in City Construction

Geological work is the pioneering and fundamental work in socioeconomic development, and serves all respects of economy and society. For city construction, the importance of geological work is self-evident. All city buildings and projects are almost inseparable from geological efforts. Geological workers have given full play to their advantages to make positive contributions to city construction.

As the main force of Shandong’s geological work, with talent and technology advantages, the Shandong Provincial Bureau of Geology & Mineral Resources has taken the initiative to connect with major plans and projects of the province, and boosted the high-quality development of Shandong by providing pioneering and fundamental geological services.

As the saying goes, “Building a subway is like building a city.” Subway construction can be counted as a major project in city construction, and geological exploration is essential for subway construction. In Jinan, the “co-existence” of subways and springs is becoming a gorgeous sight.

As Jinan’s first completed subway line, Line 1, with an overall length of 26.1 kilometers, is a subway line alternating between elevated and underground sections. In the construction process, the workers have successfully solved some worldwide problems like the shield tunneling machine boring through the “water-rich and highstrength limestone” karst area, and employed the new technology of groundwater recharge to protect springs.

The Jiluo Road Yellow River Tunnel not only is the first transport tunnel enabling both railway and highway crossing, but also marks the first time that the world’s super-large diameter shield tunnel runs through the aboveground “Hanging River”, creating an era of crossing the Yellow River from above water to underwater.

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