国内首条穿越泉域岩溶区地铁通车 济南三线齐发迈入轨道交通“网络时代”

轨道交通4号线正式亮相泉城。(济南日报·爱济南记者　崔健　摄)

　　12月27日10时15分，济南轨道交通4号线正式建成通车。这是国内首条穿越泉域岩溶区的地铁。

　　地铁列车从经十路下呼啸而过，而直线距离不到两公里外的趵突泉正汩汩喷涌。对于济南市民来说，这是一场期待已久的“隔空共舞”。“4号线通车，今年趵突泉水位却创下1966年以来的新高，这正是泉水与地铁共荣共生的最好证明!”望着飞驰的列车，全程参与地铁建设论证的保泉专家商广宇感慨万千。

　　这场“隔空共舞”的背后，是济南用20多年时间破解“保泉与建地铁”世界性难题的坚韧探索，更是在保护文化遗产与推进现代化进程中交出的精彩答卷。

　　泉城的世界性难题

　　保泉与修地铁如何兼得

　　今年64岁的商广宇，曾3次参加由院士、国务院参事领衔的济南地铁咨询、论证会议，参与济南地铁中间报告和总报告的评审。他先后在山东省地矿局八〇一队、山东省水文局工作，分析研读大量第一手济南地质与水文地质资料，对地铁建设与保泉有着清晰认知。

　　对于2002年的那次咨询会，他印象尤为深刻。当年9月，卢耀如、张宗祜、施仲衡、刘建航、王梦恕、周干峙6位院士应邀来济，参加济南轨道交通(地铁)建设与地下水保护咨询会。

　　6位中国科学院、中国工程院院士齐聚，或是地下水专家，或是轨道交通专家，可见咨询会的规格与权威性。

　　“一定要避开泉水集中出露地段。”“地质工作必须先行，地层岩性及空间分布、地下水动态要提前搞清楚，是工程设计的依据”“地质方面的调查研究是非常重要的，七分地质，三分设计”……因地质情况未明，6位院士的态度，总体上是审慎的。

　　济南南依泰山、北跨黄河，地势南高北低，南部石灰岩如“巨型海绵”汇聚地下水，北部火成岩则形成天然屏障，独特的地质构造让趵突泉、黑虎泉等七十二名泉“突冒而出”，也让济南成为世界上独有的千泉之城。

　　泉水，是济南的灵魂与根脉。从20世纪80年代首次提出“轻轨”构想，到1999年正式启动轨道交通线网规划编制，济南的地铁梦始终与保泉大计紧密交织。

　　一方面，城市发展呼唤更高效的交通体系，东西狭长的地形尤其需要地铁来缓解拥堵;另一方面，泉水是济南的文化根脉、生态命脉，一缕不能伤、一寸不能断。

　　对于济南来说，这是一个必须面对但又只能小心求解的世界性难题，决定难以轻易作出。

　　“当时不是不想建，是不敢建。”一位参与早期论证的专家回忆道，“20世纪90年代，济南就开始研究地铁，每次都是‘泉水’这两个字，让所有方案搁浅。”

　　在“地铁一建，泉水干涸”的忧虑下，有疑惑的目光和反对的声音，完全在情理之中。

　　“地铁建得晚一点，城市可以等;泉水一旦受损，千年遗产将无法挽回。”4号线项目负责人曹殿彬说。他的话，也曾是济南上上下下很多人的心声。

　　“地铁规划每推进一步，都要经过无数次地质勘察、水文模拟和专家论证。”济南泉脉保护技术研究中心副主任，山东省地矿局八〇一队党委书记、队长张云峰回忆道，“当时不少人认为，在济南修地铁几乎是不可能的任务。”

　　“慧眼”识地下

　　让争论回归理性，让决策有了依据

　　1999年，济南市委托当时的北京城建设计研究院启动轨道交通线网规划研究，正式拉开科学保泉与地铁建设协同攻关的序幕。

　　此后近20年里，该院三代技术团队接力奋战。

　　“慎之又慎、安全第一，确保泉水保护万无一失”，是济南地铁规划建设的宗旨，也是技术团队的设计原则。

　　第一代技术团队，针对济南城市交通状况、轨道交通线网合理规模、轨道交通线网构架、轨道交通实施、轨道交通与公共交通及其他交通方式衔接等方面进行研究，完成《济南市城市快速轨道交通线网规划》。

　　2009年7月，第二代技术团队开始了对济南泉水和地铁共生方案的探寻之路。中国地质大学、山东省地矿工程勘察院(山东省地矿局八○一队)等十多家单位相互协作，搜集地质资料、工程地质钻孔资料、保泉论证资料等近2000份，对41条主要道路现场钻探，采用微动探测、陆地声呐、示踪试验等综合勘察手段，历时8个月，完成《济南市轨道交通建设对泉水影响研究报告》。

　　而在此期间的2009年12月，山东省地质调查院水文环境地质所启动“济南市城市地质调查”项目。

　　北京城建设计研究院泉城地铁第三代技术团队负责人、济南轨道交通1号线总设计师张晋毅在复盘时认为，“这是一次‘最重要的突破’，这份研究报告首次科学界定了地铁建设的‘禁区’与‘可行区’，明确在敏感区外修建地铁不会影响泉水，让争论回归理性，让决策有了依据。”

　　2010年，卢耀如、施仲衡两位院士再次参加济南轨道交通建设评审会，他们和宋振骐、林学钰等院士组成的专家组评审通过上述报告，一致认为济南已具备在保泉前提下修建地铁的条件。

　　2013年1月，省政府听取济南市城市轨道交通前期工作情况汇报。会议认为，济南建设轨道交通系统是解决城市交通问题的必然选择。

　　2014年底，历时5年的“济南市城市地质调查”项目得出研究结论：不适宜建地铁的区域为明湖路以南、经十路以北、顺河街以东、历山路以西范围。其中典型不适宜路段有泉城路、泺源大街、历山路和平路至经十路段、经十路济南市全民健身中心—羊头峪路段。

　　2015年1月9日，国家发展改革委下发关于印发《济南市城市轨道交通近期建设规划(2015～2019年)》的通知，称规划已获国务院批准。

　　至此，历经20余年的上下求索，济南地铁建设终于板上钉钉，开始驶入快车道。

　　虽然如此，在轨道交通线网建设上，济南秉承的仍是“先快后慢，先外后内，先易后难”原则。

　　2019年1月1日，1号线通车试运行，3个月后正式载客运营。

　　2020年10月，国家发展改革委批复济南市城市轨道交通第二期建设规划(2020-2025年)，原则同意建设包括4号线一期、6号线、8号线一期等在内的6条线路。

　　科技、创新与用心

　　实现对泉水补给通道最低影响

　　理论上的可行，并不意味着工程实施上的轻松。

　　作为串联济南“城市脊柱”经十路的东西向大动脉，4号线全长40.3公里，设站33座，是迄今济南里程最长、覆盖人口最密集的轨道交通干线。

　　其建设面临前所未有的挑战——线路毗邻“天下第一泉”趵突泉泉群，最近处仅1.4公里，且需穿越近300个大小溶洞的岩溶区。

　　“就像在密布的血管里搭钢架，稍有不慎，就会‘大出血’。”曹殿彬的比喻，道尽了泉城地铁建设的艰险。

　　因为保泉的原因，在规划之初，4号线就面临三大挑战：如何精准识别泉脉走向?如何确保施工不影响地下水系?如何在复杂岩溶地层中安全掘进?

　　每一个问题，都是对技术与意志的双重考验。

　　“我们始终把保泉放在首位，宁可线路绕行、车站升抬、工期延长，也绝不让泉水喷涌出现风险。”曹殿彬说。

　　这种“敬畏自然、尊重遗产”的理念，贯穿于4号线从规划到建设的全过程，也是此后一系列科技攻关与工程创新的出发点。

　　破解泉水与地铁共存的难题，离不开科技的力量。济南的回答是：以最精细的勘察、最智能的监测、最微创的工艺，实现与地下泉脉的“对话”与“共处”。

　　对泉脉的精准识别，一直在持续升级中。山东省地矿工程勘察院(山东省地矿局八○一队)总工程师赵志强介绍，团队研发的“瞬变电磁—地质钻探—跨孔CT”综合勘察技术，将泉脉识别精度从10米级提升至0.5米级，“就像给泉脉做全身精密CT，连最细的‘毛细血管’都清晰可见”。

　　依托这项技术，科研团队建立了覆盖南部山区至北部小清河的全域“泉水家谱”，创新提出“泉水形成—水文循环—泉水聚落”三位一体理论体系，为线路选择提供了精准导航。

　　在4号线泉城公园站施工现场，这项技术展现出强大效能。“我们能提前15天精准预警水位变化，施工全程可控。”赵志强说。

　　在4号线建设过程中，济南轨道交通集团在沿线布设64个地下水长期监测点，结合常态化水质检测，实现对地下水位与水质的实时监控与预警。

　　识别泉脉只是第一步，如何在施工中不伤泉脉才是真正考验。

　　4号线创新提出“绕避升抬”的总体策略：线路主动绕开泉水直接补给区与集中出露区;车站通过升抬埋深、浅埋隧道等方式，最大限度减少对地下水径流的干扰。

　　以泉城公园站为例，该站原计划开挖至地下22米，为避让趵突泉地下水补给通道，最终整体升抬6米，成为济南首座半地下车站。车站底部创新设置U型导流管，既保障结构安全，又确保地下水自然流通。

　　“我们采用基坑降水原位回灌技术，施工中抽出的地下水经过净化后，回灌至原含水层，真正做到‘不浪费一滴地下水’。”曹殿彬说。

　　在更为复杂的地质段，工程团队展现出高超的“微创手术”能力。泉城公园站至千佛山站是国内首个穿越泉域岩溶区的地铁区间，长约1公里的隧道需穿越近300个大小不一的溶洞，见洞率高达69.72%。

　　“盾构机就像在蜂巢里钻探，每一个溶洞都可能藏着泉水的‘眼睛’。”曹殿彬形容。为此，团队研发了新型透水充填材料，封堵溶洞的同时保持地下水流通。

　　“在这一区间，项目团队依托超前地质预报和智慧化管理平台，采用土压平衡盾构机防止地面沉降，对盾构设备进行针对性优化，成功实现了国内首例在泉域强岩溶区的长距离盾构穿越。”中铁十四局济南轨道交通4号线项目技术负责人宋增亮介绍。

　　和谐共生

　　地铁建设后发城市的时代答卷

　　2025年10月14日6时，趵突泉水位攀升至30.29米，刷新近60年的水位纪录;1.4公里外，4号线测试列车平稳驶过。

　　“今年4月底，4号线隧道建成后，趵突泉、黑虎泉水位不仅未降，反而保持缓慢上升态势。”曹殿彬说，“这证明，在岩溶地貌城市修建地铁，完全可以做到不影响泉水喷涌。”

　　双赢的背后，是一套完整的“泉·城协同”发展体系。

　　以《“泉·城”遗产保护与城市建设协同理论及关键技术》为核心的成果，荣获山东省科技进步奖一等奖，涵盖勘察规划、智能监测、绿色施工全链条，已在济南28项重大工程、300余个重点项目中推广。

　　更深远的意义在于，济南在轨道交通建设上的探索，为全球文化景观遗产保护与城市可持续发展提供了“济南方案”。如今，济南泉水遗产核心区已列入中国世界文化遗产预备名单多年，而趵突泉泉域也已建成全球最大的冷泉聚落保护与城市协同发展示范区。

　　对市民而言，4号线更是一条串联美好生活的“幸福线”。线路沿中心城区东西向U型敷设，连接济南西站、经十路商业区、奥体中心等核心区域，近六成乘客出行距离在10公里以内。

　　“以前担心修地铁影响泉水，现在泉水更旺了，出门坐地铁也方便，真是双喜临门!”住在八一立交桥附近的李鹏说。

　　“这就是济南的答案。”商广宇说，“我们既守护了千年泉脉，也迎来了现代化的钢铁洪流。”

　　随着4号线、8号线和6号线东段的通车，济南地铁已然成网。对于一座地铁建设后发城市来说，这样的成绩可谓来之不易。

　　“倘若没有水柱一样的泉水，翻白地涌出，响着山中涧水似的声音，我觉得，周遭的景象，是会完全给人以颓唐之感的。”著名作家艾芜在《趵突泉》中这样写道。

　　“保护与发展，从来不是非此即彼的选择题。只要心存敬畏、勇于创新，人类终能找到与自然和谐共生的智慧之路。”张晋毅说。