多变的岩石区,密布其中的溶洞,丰富的地下水——轨道交通“4号线地质博物馆”探秘

2022-07-25 06:24:48 来源:舜网-济南日报

作者:戴升宝

责任编辑:鞠月芹

  石灰岩、碎裂岩、角砾岩、断层角砾岩、岩溶化泥灰岩……局部还有可见的溶洞,济南轨道交通4号线浆水泉路站施工区域水文地质条件复杂,基本涵盖了4号线建设过程中会遇到的所有地质类型,被称为“4号线地质博物馆”。

  “根据前期地质勘测,4号线浆水泉路站正处在两座山脉之间的冲沟区域,地质条件多变,同时还遍布大量的溶洞。可以说,在这种地质条件下打桩,干得快慢要看运气,因为各种岩石层和溶洞变化实在太复杂了。前期我们打了一根47米的桩,只用了不到一天的时间。而在几米远的地方再打另一根桩,用了3天时间还没有干完!一座车站要完成542根桩,我们已经把所有的力量都拉了上去,能干多快就干多快。”7月24日,轨道交通4号线施工单位负责人王忠仁说,“4号线地质博物馆”名不虚传,他干了十几年地铁工程了,在一座车站里遇到这么多变的地质条件,这还是第一次。往南不远就是浆水泉水库,在丰水期的时候,这里的地下水极为丰富,地下七八米就会大量出水。

  为了应对复杂的地质条件,济南地铁建设者采用了全套筒咬合桩的打桩方式。在套筒的保护下,无论碰到软岩、硬岩或者溶洞,打桩钻头都不会滑动和移位,从而实现一桩垂直到底的效果。岩石层里到处夹杂着大大小小的溶洞,建设者需要向里面填充混凝土,整个车站施工预计要填充1万多立方米。为了保护地下水,建设者将把施工过程中抽出的水全部使用和回灌。

  据统计,浆水泉路站在施工过程中将碰到26种复杂地质条件,比不少城市一条地铁线路所碰到的还要多。就拿济南的地质条件来说,除了没有淤泥,济南地铁施工到目前所经历的地质条件,在浆水泉路站施工过程中都能碰到。现场施工人员告诉记者,对地铁车站前期打桩来说,无论是硬岩区还是软土区,只要地质情况稳定,施工相对就容易一些。技术人员提前根据地质情况,采取相应的施工工艺和选取有针对性的施工机械即可。最怕的就是多变的地质条件,一会硬如铁,一会软如泥,一会又出现溶洞。就拿他们刚刚施工完的一根桩来说,自上而下要通过杂填土、碎石夹粉黏土、石灰岩、碎裂岩、断层角砾岩、角砾岩、岩溶化泥灰岩、石灰岩(破碎)等区域,实在太复杂了。在施工过程中,经常会出现打桩机正吃劲硬钻岩石区的时候,突然打透岩石进入溶洞区,就会“闪”一下子,一不小心就容易伤到钻头。好在建设者从全国市场抽调了不少专业技术人员和经验丰富的施工人员,并和山东大学、天津大学、同济大学等知名高校合作,联合组织课题攻关。通过“专家朋友圈”的群策群力,共同探寻最佳施工方案,为4号线全线施工提供实践经验。

  另外,考虑到地铁运营后车站的长远安全问题,建设者正在谋划探讨在车站上方设置压顶梁,下方实施抗浮桩的施工设想。王忠仁告诉记者,浆水泉路站位于经十路与浆水泉路交叉口,沿经十路东西向布置,是地下三层岛式车站(局部两层),共设置4个出入口、2组风亭。不过,由于此处地下水丰富,而且全年水位差高达80多米。车站将来会经常受到强力地下水的冲击。在车站上方设置压顶梁,能像泰山压顶一样增强稳定性;在下方设置抗浮桩,可以形象地称为“定海神针”。它们可以让整座车站在地下水环境里增加多个支撑点,增强车站整体的抗地下水冲击性能。这种“上压下拉”的施工方案一旦成熟,将为地下水丰富地区的地铁车站施工提供一个全新的思路。

  由于浆水泉路和经十路交叉口是济南最繁忙的路口之一,周边商业和居民区集中,交通疏导压力大。为了确保市民正常通行,一座车站将分多期施工,明挖、暗挖和盖挖等多种施工方法轮番上演,让人叹为观止。“接下来的几年时间里,我们将在浆水泉路站及相关地铁工程中攻坚克难,积极探索,争取在建设施工和科研方面都有突破。本标段的目标是单独获得省部级一等奖,并和整条4号线建设者一起争创鲁班奖。”王忠仁信心百倍地说。

作者:戴升宝

责任编辑:鞠月芹
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