世界首條穿越地下泉水的地鐵山東濟(jì)南軌道交通R1號(hào)線全線“洞通”

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近日，世界首條穿越地下泉水的地鐵山東濟(jì)南軌道交通R1號(hào)線全線“洞通”。R1號(hào)線作為濟(jì)南市第一條地鐵，也是被“天下第一泉”美譽(yù)的趵突泉所環(huán)繞的地鐵，僅一個(gè)演馬莊站車(chē)站，工程全周期回灌量即達(dá)一個(gè)大明湖，為全世界首屈一指。在如此豐沛而清澈的地下泉水中建地鐵，如何保證不攪擾泉水？都用了哪些新技術(shù)？

趵突泉 ?

“回灌”保線下百億噸泉水儲(chǔ)量

R1號(hào)線，是縱貫濟(jì)南市西部城區(qū)的一條南北向地鐵線路，設(shè)計(jì)總長(zhǎng)26.4公里，2015年開(kāi)建。受地形條件限制，R1號(hào)線必須途經(jīng)濟(jì)西的趵突泉泉水群。勘探表明，這片地域水量豐沛，錯(cuò)落不一，儲(chǔ)存量超100億噸。

“建設(shè)伊始，濟(jì)南軌道交集團(tuán)便牢固樹(shù)立了封閉降水與原位回灌的理念。”中鐵十四局R1號(hào)線項(xiàng)目總工程師張德文說(shuō)，早在2014年6月，濟(jì)南軌道交集團(tuán)聯(lián)合上海交通大學(xué)，山東省地礦勘察研究院、山東大學(xué)，共同對(duì)“濟(jì)南地鐵富水地層基坑降水與回灌保泉關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研究”課題立項(xiàng)。

“國(guó)內(nèi)外研究顯示，原位回灌關(guān)鍵技術(shù)含理論、設(shè)計(jì)和施工三個(gè)方面，而基坑工程原位回灌研究尚屬空白。”課題組負(fù)責(zé)人說(shuō)。

首建室內(nèi)回灌模型試驗(yàn)平臺(tái)

深基坑原位回灌一體化智能控制系統(tǒng)

“對(duì)R1號(hào)線來(lái)說(shuō)，基坑穩(wěn)定、環(huán)境安全和泉水保護(hù)，是工程面對(duì)的核心問(wèn)題。”課題組成員介紹，針對(duì)這三個(gè)問(wèn)題，課題著力進(jìn)行了三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，即“基坑降水與回灌機(jī)理、回灌適宜性分區(qū)與分級(jí)的設(shè)計(jì)方法和基坑降水與回灌一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)”。

經(jīng)文獻(xiàn)調(diào)研，課題組發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)外這一工程領(lǐng)域室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究相對(duì)較少，更因?yàn)榛毓嘌芯康某叽缧?yīng)較強(qiáng)，缺乏相應(yīng)的室內(nèi)回灌試驗(yàn)儀器設(shè)備平臺(tái)。

為細(xì)致的分析理論規(guī)律，課題組除進(jìn)行數(shù)值計(jì)算與理論分析外，專門(mén)設(shè)計(jì)制造了室內(nèi)回灌模型試驗(yàn)平臺(tái)，模擬單井回灌條件下的承壓水及潛水回灌實(shí)驗(yàn)。

歷經(jīng)兩年多的反復(fù)實(shí)驗(yàn)論證，2016年10月，“濟(jì)南地鐵富水地層基坑降水與回灌保泉關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研究”課題順利結(jié)題。

抽取出的泉水完璧歸趙

為施工方便，在課題組的幫助下，中鐵十四局項(xiàng)目部參與設(shè)計(jì)了抽灌一體化裝置。“裝置由降水井、抽水泵、沉淀池、過(guò)濾器、壓力罐、回灌泵、止水閥、壓力表、流量計(jì)、回灌井構(gòu)成。”張德文說(shuō)，操作時(shí)，使用電控話系統(tǒng)用于遠(yuǎn)程控制壓力和流量，十分方便。

如何確保回灌的泉水無(wú)污染？

“抽灌一體化裝置選用最優(yōu)質(zhì)的成井材料，給無(wú)縫井管加雙層纏絲過(guò)濾器，最大力度避免小顆粒的堵塞，將抽出的水保持在專門(mén)的沉淀池內(nèi)，再經(jīng)過(guò)濾器凈化后回灌。”張德文說(shuō)，只有達(dá)標(biāo)的水才能進(jìn)入回灌流程。

“如此大量的抽水，并長(zhǎng)期保持100%凈水成功的案例，在日本乃至世界都很少見(jiàn)。”日本大阪地域地盤(pán)環(huán)境研究所所長(zhǎng)、國(guó)際土力學(xué)與巖土工程學(xué)會(huì)會(huì)員、上海市建設(shè)和交通委員會(huì)科學(xué)技術(shù)委員會(huì)海外專家橋本正這樣評(píng)價(jià)。

（原標(biāo)題：這條地鐵穿過(guò)了趵突泉，世界首條泉下地鐵在中國(guó)誕生！）