这一技术早在济南地铁一期建设时就已研发投用,在二期建设中得到进一步升级,回灌效率提高了3倍以上。
导流技术首度应用,为地下水打造“隐形通道”。为缓解车站建成后可能引发的地下水位壅高问题,济南地铁二期建设中还首次研发应用了轨道交通车站导流技术。“像泉城公园站,虽然已做了抬高设计,但仍存在车站迎水侧与背水侧水位出现高差的风险,这可能影响车站安全。”山东省地矿工程勘察院(山东省地矿局八〇一队)高级工程师高扬说,U型导流通道技术正是为解决这一难题而研发的。施工时,工作人员在车站两侧打下汇水碎石桩,在底部预留导流槽。竖向汇水系统能快速将被车站结构截堵的地下水导入车站下方的导流槽,再经导流槽引至车站另一侧的原含水层,有效恢复地下水径流。“就像是给地下水安装了一条‘隐形过水通道’,既让地下水自由流动,又保障了车站安全。”

济南地铁4号线用上了轨道交通车站导流技术,让地下水有了隐形通道。济南轨道交通集团供图
CT+透水材料,精准应对溶洞与涌水。济南岩溶地质发育显著,4号线建设临近泉水敏感区,溶洞成为隧道施工中的重大隐患,安全穿越岩溶区,直接关系到保泉与盾构施工安全。
在山东省地矿工程勘察院(山东省地矿局八〇一队),记者看到一张红绿蓝相间、标注着钻孔编号的长图,图中标注出了4号线保泉重点路段的溶洞位置。
“为了摸清溶洞分布,我们几乎给大地做了‘全身体检’——就像医院体检拍CT一样,我们在保泉重点路段开展了跨孔CT扫描。”山东省地矿工程勘察院(山东省地矿局八〇一队)高级工程师王洪祯说,跨孔CT扫描通过向地下布设每组2个的钻孔,对钻孔之间的地下空间进行扫描。“在4号线2.2公里长的保泉重点路段,我们完成了740组扫描,详细查明了地下50米以浅、直径大于等于50厘米的溶洞的三维空间分布及充填情况。”

山东省地矿工程勘察院(山东省地矿局八〇一队)正在为地铁4号线沿线“拍CT”资料片
除钻孔扫描外,4号线千佛山站至泉城公园站区间,还采用了济南轨道交通集团联合山东大学研发的光纤微动探测装备。“光纤微动探测装备是我们为探明济南复杂的泉域地质而研发的,这种技术类似蝙蝠利用超声波定位,它把市区车辆噪声作为发射源,识别地下溶洞和破碎带。”山东大学齐鲁交通学院城市地下空间工程系教授、博士生导师王旌介绍,探测装备基于地震波反射法,探测精度达到米级。发现溶洞后,可采用双方联合研发的新型溶洞充填透水材料,该材料为孔隙结构,既具备极高强度,像钢筋一样坚固,又能保持良好的透水性,像海绵一样让水自由通过,完美兼顾结构安全与水流畅通。

济南轨道交通集团联合山东大学研发的新型溶洞充填透水材料,就像“坚硬海绵”一样,兼顾结构安全还能让泉水流动。山东大学供图