泉城与地铁:在守护中穿行
大众新闻 2025-12-28 14:13:02原创
12月底,济南又有三条地铁线通车。位于地铁4号线北侧1.4公里的趵突泉地下水位在通车前的10月份攀升至30.32米,打破了60年以来的历史记录。因担心影响泉水喷涌,济南地铁建设经历了从上世纪80年代末酝酿到2015年打下第一桩的漫长等待。从2015年修第一条地铁开始,济南就必须面对如何“保泉”这个极限难题。当“铁流”与“水流”相逢于地下,不一定是非彼即此的决择,也可以是科技与生态共舞的现代叙事。

院士、大师云集
给泉脉做“全身彩超”
十多年前,济南地铁的开篇,难度是“地狱级”的:“南面是山、北面是河、地下是泉”的狭长地带,地铁能不能修?怎么修?被请来参与讨论的院士等专家甚至感受到了这样的压力:弄不好就是千古罪人!

在山东省地矿工程勘察院(山东省地矿局八〇一队)总工程师赵志强看来,争议的背后是因为当时的地质勘测技术及能力受限,空白区域较多。“在省市相关领域,关于济南修建地铁内会不会影响泉水,是争议最大的。其中4号线关注度最高,民众潜意识认为,沿着经十路修会不会切断泉水径流通道?这是最大的顾虑。”
业内专家公开表示,西安和济南是修地铁难度最大的两个城市,西安地下是文物,挖地如同“开盲盒”,而在济南翻开石头也可能是“泉子”。为了保泉,济南地铁一期建设遵循“先外后内、先易后难”的建设时序,因为首条线路1号线靠近西部城区,避开了主城区和主干线而被戏称为“郊区线路。那二期线路还要“步其后尘”?答案是否定的。
“一期建设规划项目积累了宝贵的保泉经验,但能否说服那些院士专家?当时我们心里还是没底的。后来我们又进一步细化了每个车站的保泉方案,并详细梳理了工程筹划,甚至邀请了国外的专家。为了方便与部委沟通,同事们直接在北京租了房子,一住就是大半年,当时的信念就是‘再硬的骨头也要啃下来’!”全程参与二期规划报批前期手续的山东轨道交通勘察设计院党委委员、副总经理马学祥提起当时的经历很是感慨。

在济南独有的泉水地质环境中修建地铁,是世界地铁建设领域的“无人区”。修地铁“倒逼”着济南需要对泉水成因进行更加精准的分析。在北京跑手续的同时,济南这边也没闲着。
2019年地铁1号线通车不久,为了找准4号线沿线地下水流场及泉水脉络分布,山东省地矿工程勘察院团队有针对性地研发了一系列新技术,首次提出了基于“瞬变电磁—地质钻探—跨孔CT”综合勘査的泉水路径高精度识别技术,识别精度从 10 米级提高至 0.5米级。这样的精度,在赵志强开始从事水文工作的时候是不可想象的。
“如同给地下泉脉做彩超,让地下的泉水脉络一目了然。依托我们院 60 多年的数据积累加上新技术勘察,我们判断,济南泉水是多元补给、多向径流、浅中深多层次补给的方式,且以中深两层循环径流为主,浅层起到的是‘导压’作用,对泉水流量贡献不大。因为地铁埋深总体较浅,所以对泉水径流影响总体可控,这也解释了敏感区域施工仅在千佛山站出现少量出水的原因。”赵志强告诉记者。
济南地铁二期建设规划,从2015年3月到2020年5召开了十余次评审会,邀请了6位工程院院士、3位科学院院士、6位国家勘察大师。卢耀如、钱七虎、宋振骐等院士专家坐镇的评审会陆续得出结论:各线路避开了泉水敏感区;规划项目对泉水正常喷涌无影响;线路方案对泉水基本无影响;采取保泉措施后,影响可控。
“绕避抬升”
地铁为泉水“龙抬头”
时间拨回到2020年。当年8月,地铁二期,包括4号线在内的6条线路获得国家发改委批复。获批仅仅是万里长征走完了第一步,短暂的兴奋被开工筹备的紧张所冲淡。2021年3月6日,位于趵突泉南侧最近距离1.4公里的4号线开工建设,半年后的9月29日,距离趵突泉北侧1.2公里的6号线开工建设,2022年,7、8、9三条线路陆续开工……
“比一期环评还要复杂,院士专家在评审的时候,细到问你某个站点如何做降水排水?那么多站点同时施工怎么才能不影响泉水?我们就错峰施工,临近保泉核心区相邻车站、区间分期实施,减少叠加影响。省体育中心站、泉城公园站等敏感站点,分块分段开挖,减少基坑大面积降水引起的对周边地下水的影响。”山东轨道交通勘察设计院副总工程师、高级工程师李志强说。

保泉是个系统文章,既需要面上的统筹,也需要点上的精雕细琢。位于泉城公园北门的泉城公园是济南首座半地下式地铁站,市民出地铁口便能看到公园内的“盎然绿意”。不过,把距离趵突泉直线距离1.5公里的车站设计成如此造型,并非追求新意,而是泉水保护与地铁建设的极限考验以及设计上的大胆突破。
2009年,山东省地质调查院针对济南市面临和亟待解决的城市地下空间的有效利用与安全、保泉供水、环境污染治理等问题开展了“济南地质调查”项目。“4号线东西横穿济南城区,途径富水地段,灰岩埋深较浅,万一遇上丰水年就会挡水。不仅影响泉水径流,对隧道和车站本身也有影响,我们建议省体育中心到山大路区段得浅埋一些。”山东省地质调查院研究员杨丽芝博士说。
“车站难,隧道更难!几乎全国独一份!底板抬升增加了隧道施工的难度,盾构机掘进的同时还要进行支护,容易造成坍方冒顶、管线破裂等问题。而且隧道在地下是个曲线,要绕避各种既有管线。”提起该站,中铁十四局项目技术负责人宋增亮直摇头。
他指着墙上的设计图对记者比划:“常规地铁站建设深度在20米至30米,我们在八〇一队给的30年最高水位线基础上再抬升2米,最终将车站最大埋深严格控制在15米以内,车站整体向上抬升约6米,使泉城公园站成为了全线最浅的车站。”
4号线的建设过程堪称一部攻克世界级工程难题的技术创新史。面对复杂的水文地质条件和敏感的泉水生态系统,济南地铁提出了“绕避抬升”原则,从根本上规避了地铁建设对泉脉的直接影响。线路绕开泉水直接补给区和水源涵养区等敏感地带,避开地下含水层和主径流通道,抬升隧道埋深,径流区线路底板位于近30年最高水位线以上,让地铁为保泉“抬头”。

济南泉脉保护技术研究中心高级工程师黄永亮告诉记者:“在4号线邻近趵突泉泉域的关键路段,我们还研发了地下水导流、基坑降水原位回灌技术。在山师东路站、千佛山站、泉城公园站等关键站点得到成功应用。根据监测,车站建成后地下水流场可以基本恢复到原始流场状态。”
为了保证监测的准确性,记者在采访中也发现,监测水位、水质的都有好几拨人,他们中有来自济南轨道交通集团的,也有来自八〇一队的,也有来自山东省地质调查院的。打开监测井井盖,放入水位计,记录水位、电导率、水温数据,放入贝勒管采集水样,进行水样编号、表格记录……今年5月26日上午,顶着30多度的高温,记者跟随山东省地质调查院的李双到4号线多个站点监测水位、采集泉水、地下水水样。

“风雨无阻,不管刮风下雨,一天多则跑一百多公里,少则七八十公里。监测井分布在经十路两侧以及工地里,有时候连停车都费劲。”从2022年开始,李双便与同事们每隔5天沿着4号线监测水位、采集水样等。“既然牵涉到保泉工作,我们就得让数据更加详细可靠。我们在保泉核心区主动增加了监测井,趵突泉和黑虎泉也增加了两处取水点。这些数据除了我们自己使用,还分享给参与地铁建设的多个单位。”
装上“智慧大脑”
保泉不再“看天吃饭”
前几年,从事地质工作将近40年的杨丽芝因为一张舔石头判断水量的照片而走红网络,这一“土办法”成为老一代地质水文工作者的写照。而记者采访的不少保泉人士也苦笑,此前保泉也有“土办法”——“看天,早上第一件事起来就是看有没有云彩”。

地下水位是最敏感的神经,如今多个平台装上“智慧大脑”,让水位监测更“从容”精准,以往的“土办法”或许成为过去。9月5日凌晨1点,28.96米,2点,28.96米……在济南轨道交通地下水位监测平台上,不同类型的监测点被标注成不同颜色,趵突泉水位每隔一小时实时显示,如果出现水位异常情况就会触发报警机制。
“我们还创立了泉水水位、水质、流量等动态变化的水文循环实时监测技术及平台,首次实现未来 15 天泉水位预报预警,精度达厘米级。”赵志强告诉记者。

作为济南地铁首批建设者,“80后”李罡参与过地铁一期建设以及二期保泉专题报批工作,如今担任济南轨道交通集团总经理助理、总数据师,推动着该集团数据中心建设。“通过部署大量传感器和可视化技术,为地下水位变化装上‘监测眼’,实现施工全过程的可视化、量化管理。这项技术不仅保障了地铁的安全推进,还成功助力了白泉泉群等区域的生态修复。”李罡说。
该数据中心收集共享了济南市相关部门80余年来的数据,收集钻孔3万余个,水位水质数据30万余条,试验测试数据10万余条,成果图鉴和报告200余份等。为了支持地铁事业,老一辈地质专家提供了近1000个六七十年代的深钻孔,而就在前几年,一位七八十岁的老先生翻箱倒柜找到收集的地质资料,主动联系他们把资料贡献了出来。
翻开电脑中发黄的扫描图片,李罡指着一张水文地质钻孔(机井)登记卡片对记者说:“这些钻孔大多被覆盖,很难再次实施,也让我们感受到了泉城市民对泉水的珍视。这些数据为保泉提供了坚实的数据支撑,未来不仅帮助地铁开通后的水位监测工作,以后也会服务于下一步的地铁保泉以及城市地下空间开发。”
“组合拳”保护“源头活水”
对泉水分外珍视的不仅仅是泉城市民。1999年3月至2001年9月,由于泉水补给区和出露内上游森林植被遭破坏、挖沙取土影响水土保持、下游违法抽取地下水等原因,致使泉水停喷时间长达926天,这仍旧是不愿提起的“城市伤疤”。
已经退休的原济南市人大常委会二级巡视员、法制工作室副主任张瑞在济南市人大立法岗位上坚守了27年,是名泉保护立法工作的见证者、亲历者。从上世纪90年代开始,他与同事先后对两千余个“泉子”日复一日地展开大量实地考察与调研工作,可以说是“踏破了鞋子,磨破了嘴皮子”。
张瑞告诉记者:“为保护泉水,我们又陆续出台城乡规划保泉管理、森林保护、水土保持、水资源保护、湿地保护、山体保护等十余部与保泉密切相关的地方性法规。从最开始的单纯保护泉眼泉池逐步扩大到保护泉渠和源头,明确了泉水直接补给区和间接补给区、泉水直接补给区中的重点渗漏带、泉水出露区以及泉水补给区和汇集出露区内的山体、河流水系的保护范围,划定了直接补给区内的禁止建设区和限制建设区,建立起从规划到监督,从源头至末端的全过程名泉保护体系。”

“我们坚持依法保泉、科学保泉、精准保泉、生态保泉,努力保持泉水持续喷涌。地铁4号线与泉水共融共生的实践,展现了一个历史名城在面对现代城市发展挑战时的智慧与担当。只要尊重科学、敬畏自然、勇于创新,完全可以在生态敏感地区建设现代化轨道交通系统,实现城市建设与环境保护的协同共进。”济南市城乡水务局局长王学军表示。
数据是最有力的证明:即便在2022年地铁建设高峰期,趵突泉水位仍达到30.27米的历史高位。尤其是今年以来,趵突泉和黑虎泉水位分别攀升至30.32米和30.84米,前者刷新了2025年水位纪录和1966年以来的历史最高值,后者则创了20年来新高。泉水从岩壁洞穴中汩汩涌出,“趵突腾空”、“月牙飞瀑”、“千泉竞涌”等胜景齐现。

保泉仍在继续。今年6月,指导济南市域范围内泉水保护工作的全局性、综合性、战略性规划《济南市名泉保护总体规划(2025—2035年)》印发。该规划涉及到济南市域范围内的全部泉水生态功能区,近至趵突泉泉域远至平阴县洪范池泉域,还涵盖长清—孝里水文地质单元、瀛汶河水文地质单元等5个水文地质单元,面积达5789.62平方千米,占济南面积的56.5%。
王学军告诉记者:“下一步,我们将继续从保护地下水、生态治理、工程治理等方面,进一步加大对泉水的保护,同时处理好泉水保护和城市发展的关系。我们还将持续推动实施‘家家泉水’计划,年底前将覆盖约100万市民,让市民能够真正享受到大自然的馈赠,既能听到泉水叮咚,也能品尝泉水的甘甜。”
(大众新闻记者 刘飞跃)
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