泉城如何建地鐵——來自濟南的調查

隨着城市化進程加速,發展軌道交通對緩解城市交通擁堵具有顯著作用。作爲全國最後一個開通地鐵的副省級城市,素以“泉城”著稱的山東省濟南市,卻面臨着“既要保護泉水生態,又要建成地鐵”的挑戰。濟南如何答好發展與保護的必答題?這個地鐵建設的“後進生”又如何加速衝刺?

泉水是山東省濟南市的亮麗名片,賦予這座城市獨特氣質和魅力。濟南南依泰山、北鄰黃河,地勢南高北低,高差達500餘米。潛流的地下水遇到不透水岩層,受阻後大量匯聚,在水平運動強大壓力下變爲垂直向上運動,大量地下水穿過岩溶裂隙,噴涌而出,形成千姿百態、形態各異的天然涌泉。

然而,獨特的泉水資源在成就濟南魅力的同時,也給地鐵建設帶來了巨大挑戰。面對特殊的地質條件和施工難題,濟南堅持保泉爲先,創新實現地鐵與泉水和諧共生,並以軌道交通建設帶動產業發展,助推現代化城市建設。

泉水保護放首位

天色微亮,黑虎泉畔已人頭攢動,72歲的濟南市民張愛珍在排隊等待接泉水。老濟南人都愛用這一汪清泉泡茶、做飯。“老輩人說,濟南的地底下都是活水。泉水咕咚咕咚地涌,就是這座泉城的心跳。”

近年來,交通擁堵成爲制約濟南發展的一大瓶頸,地鐵修建提上了日程。然而,在推進地鐵建設的過程中,泉水保護是一道難以逾越的障礙。本世紀初,受環境因素影響,趵突泉一度停噴長達548天,敲響了警鐘。此外,濟南還出現過飲虎池和孝感泉等泉眼消失的情況。因此,不少人認爲濟南不適宜修建地鐵,地鐵規劃一度被擱置。

要確保泉水這一珍貴的城市名片不受損害,首先要回答“哪些區域可以建地鐵”“地鐵建設會對泉水造成什麼影響”。2009年,濟南市政府重新啓動軌道交通規劃研究,山東省地礦局等10餘家單位進行了大量的鑽探、物探、水文試驗等現場勘探工作,基本查明濟南城區擬建軌道交通沿線的水文地質條件。

山東省地礦局總工程師彭玉明介紹,經過長期、嚴密、精細的論證,證明了地鐵等重大工程建設和保護泉水不是對立的。他們結合泉域水文地質條件,合理劃分敏感區段,提出針對性的地鐵建設適宜空間位置和泉水保護措施建議,爲濟南地鐵等重大工程建設提供了可靠地質支撐。

爲確保將地鐵建設對濟南泉水的影響降到最低,濟南市軌道交通集團提出“繞避升擡”的泉水保護設計理念,使規劃線路繞開泉水敏感區,避讓泉水補給通道,臨近敏感區的線路採用淺埋敷設方式。

歷經5年多深入研究和反覆論證,數十名院士、專家多次開展保泉專項論證,專家組一致認爲,濟南已經具備修建軌道交通(地鐵)的條件,泉水保護研究成果準確、完整、可靠,研究目的明確,可作爲地鐵線網規劃的依據。2015年1月,國家發展改革委正式批覆濟南市軌道交通近期建設規劃,濟南終於按下了發展軌道交通的啓動鍵。

先易後難攢經驗

2019年4月1日,濟南首條地鐵——軌道交通1號線正式載客運營。全國最後一個副省級城市開通地鐵,本是城市交通的里程碑事件,卻因其線路走向引起社會關注。甚至有網友開玩笑說,首條軌道交通線路貫穿濟南西部新城,避開了所有城區和市內主路,是世界上第一條從郊區開往郊區的地鐵。

“儘管在規劃階段已確保線網避開泉水敏感區,但秉持‘慎之又慎’的原則,我們提出了‘先外後內,先易後難’的建設時序。”濟南軌道交通集團建設投資公司副總經理劉浩說,地鐵一期規劃的3條線路,一方面是考慮到濟南未來向周邊擴張發展的需要;另一方面是線路離泉水核心區較遠,修建難度相對較低,能爲後期市區修建地鐵積累保泉經驗。

中鐵二十一局集團濟南地鐵4號線02工區項目書記朱斌告訴記者,濟南地下水包含部分承壓水,如降水抽採未及時有效補給,容易引發土層壓縮和地面沉降,嚴重時可能形成地面塌陷等災害。因此,濟南地鐵工程的地下水回灌工作不能等修完再統一進行,必須邊修邊回灌。爲此,濟南軌道交通集團集中攻關,研發了基坑降水回灌一體化裝置,實現基坑開挖降水與回灌控制地下水資源量的動態平衡。軌道交通1號線所有車站建設期內回灌率達到80%,回灌水量1500萬噸,真正實現“水從哪裡來,再回到哪裡去”。

通過不斷實踐探索,濟南軌道交通集團圍繞保泉形成了一整套完整的解決方案。2023年,該集團聯合山東省地礦局八〇一地質大隊、山東大學共同成立濟南泉脈保護技術研究中心。該中心高級工程師黃永亮說,近年來,濟南泉水持續高水位噴涌。特別是2022年以來在軌道交通大規模同步建設期間,趵突泉水位達到歷史最高的30.27米,這也表明濟南軌道交通泉水保護措施科學、合理、有效。

成形起勢促產業

濟南軌道交通集團總部有一座特殊的“地質博物館”,收藏着來自各施工單位的巖芯樣本,上面密密麻麻貼着樣本採集標段以及土質類型:粉土、粉質黏土、砂卵石、輝長岩、閃長巖、碳酸鹽巖、石灰岩……幾乎涵蓋了濟南所有地質類型。“保泉是濟南修建地鐵的首要任務,但複雜的水文地質條件給地鐵建設帶來了難題。”劉浩說,濟南地質環境複雜,孤石密佈、溶洞叢生,超高強度岩層及軟硬不均、風化不均等不良地質比比皆是,給盾構施工造成了極大挑戰。

隨着濟南地鐵一期規劃落地,用上“濟南造”盾構機的使命落在了濟南重工集團身上。濟南重工集團有限公司董事長孫國蓉說:“我們迎難而上,不會技術就去學,沒有專業人才就去引進,缺少車間就立馬去建設。”

2016年5月,由濟南重工集團設計製造的山東省首臺大直徑地鐵隧道盾構機“開拓一號”順利完成組裝調試,驗收下線。隨即迅速投入濟南軌道交通1號線王府莊站施工區項目建設,先後“零沉降”安全穿越京滬鐵路、京臺高速、京滬高鐵,順利完成施工任務。濟南重工總經理助理、戰略規劃部部長於普漣說,首臺盾構機的出色表現,爲企業後來獲得訂單打下基礎。

山東大學齊魯交通學院院長李利平告訴記者,如今“濟南造”盾構機已經進入“2.0智能時代”。爲進一步提升裝備質量,山東大學聯合濟南軌道交通集團共同研發了“五官一腦”的智能裝備系統,全面提升盾構機的智能感知與智慧決策能力,降低盾構施工安全風險,有效適應複雜多變的施工環境和高標準的技術要求。

乘着軌道交通建設東風,濟南重工成爲全國盾構機行業的一顆新星。截至目前,濟南重工累計生產盾構機140餘臺,產品進入北京、廣州、深圳、南京等14個城市。濟南重工智能掘進技術與裝備研究院副院長、盾構機主驅動研發團隊帶頭人孟曉寧說:“一開始,我們想先實現‘濟南造,濟南用’,這個目標已經達成了。接着,我們朝着‘濟南造,中國用’的目標努力,現在也部分實現了。目前,我們正全力邁向‘濟南造,世界用’,讓濟南造盾構機走出國門、走向全球。”

在工程建設取得重大成果的同時,濟南軌道交通產業也迎來蓬勃發展。“濟南造”地鐵列車下線、17.5米全球最大直徑智能盾構機“山河號”高效投用於濟南黃崗路穿黃隧道工程、全國首個“預製疊合”和“永臨一體”車站試點建設……一批領先技術和高端裝備“首臺、首套、首次”競相涌現。

目前,濟南市初步形成集規劃建設、建材生產、裝備製造、運維服務於一體的軌道交通全產業鏈,“濟南地鐵、濟南造修、濟南配套”的目標基本實現。濟南軌道交通產業投資發展集團公司總經理尹振雷表示,未來濟南將圍繞打造軌道交通全產業鏈持續發力,推進軌道交通產業配套企業落地濟南,全面打造軌道交通全產業鏈生態圈,以軌道交通建設帶動產業發展。積極佈局和發展智能製造與高端裝備產業,不斷推動產品結構向高端集聚。

多網融合助發展

前不久,記者來到濟南地鐵4號線1期工程02工區大楊站,工人們正在緊張忙碌地施工。朱斌告訴記者,這是軌道交通4號線經十路段自西向東的首座車站,已順利完成主體及附屬結構封頂。“雖然工程建設任務很重,但我們對4號線按計劃通車充滿信心!”

濟南地鐵4號線貫穿經十路,項目意義重大。濟南地形東西狹長、南北空間侷促,60%以上的重點企業佈局在橫貫東西中軸、全長90多公里的經十路,人流車流集中,交通擁堵現象尤爲突出。濟南軌道交通集團規劃技術中心主任劉家海介紹,截至2022年,經十路承擔了濟南市17%全方式出行和13%公交出行,承擔着東西向約34%斷面交通量。

儘管濟南此前推出了快速公交系統(BRT),但效果有限,難以解決長距離大運量交通問題。“地鐵4號線的修建將明顯緩解交通擁堵。”濟南軌道交通集團運營公司總經理李作周說,隨着地鐵一期規劃1、2、3號線的建成,濟南基本形成“H”形軌道交通網絡體系,解決了濟南能不能建成地鐵的問題;二期規劃建成後,將有效緩解中心城區交通擁堵現狀。

劉家海表示,儘管地鐵4號線將實現較大客流量快速流動,但如何打通從主幹線到社區的“最後一公里”,仍需超前謀劃。濟南軌道交通集團正與濟南公交集團密切溝通,探索實現多種交通方式優勢互補,最大程度滿足居民出行需求。

“2024年,我們開通優化軌道交通接駁線路26條,接駁線路已達210條,佔現有公交線路的53.4%。”濟南公交集團董事長石軍說。隨着軌道交通4號線等重要項目建成,濟南城市公共交通格局將隨之發生改變。下一步,濟南公交將持續優化公交線路,重構軌道交通沿線的公交線網布局,讓“地鐵口到家門口”這段距離有更多公交接駁,進一步加強“軌道+公交”雙網融合。

“根據規劃,7號線一期計劃於2027年開通運營,這也是二期規劃最後一條建成的線路,屆時將成爲濟南首條跨黃河地鐵線路,助力城市空間拓展與多中心發展。”濟南軌道交通7號線項目管理部經理杜樂樂說。據瞭解,7號線一期工程北起黃河北岸的濟北站,南至鳳凰南路站,全長約30公里,將連接高新區、歷下區、歷城區、天橋區和新舊動能轉換起步區。

2024年11月22日,濟南軌道交通3號線二期初期運營,這是二期規劃首條開通運營的線路,也是濟南首條連接機場的線路。2025年底,軌道交通4號線、8號線及高新東區雲巴環線等線路將陸續開通運營。“到2027年,濟南多制式的軌道交通運營里程將超過300公里。屆時,濟南城軌交通將進一步實現與公交、高鐵、城際鐵路、機場等交通方式的無縫銜接、互聯互通、網絡互補,讓泉城市民享受到更加便捷、高效、安全、舒適的出行體驗。”濟南軌道交通集團董事長高樹金說。未來,濟南地鐵不僅將承載破解“交通擁堵之困”的使命,也將成爲濟南高質量發展的重要引擎。(經濟日報記者 崔 浩)

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來源:經濟日報