问题

济南地铁建设为何被称为「全球建设地铁难度最大」?

回答
关于济南地铁建设“全球建设难度最大”的说法,与其说是官方的盖棺定论,不如说是工程界和大众在面对其复杂性时的一种形容。当然,这句话的背后,是济南地铁建设过程中确实遇到的许多极端挑战,这些挑战叠加在一起,使得它在许多方面都堪称一项艰巨的工程。

要理解为什么会有这样的说法,我们需要从几个关键维度深入剖析:

1. 特殊的地质条件:地下“万花筒”

这是济南地铁建设最核心、最突出的难点,也是其“全球难度最大”说法的最直接来源。济南的地质条件极其复杂且变化多端,用“地下万花筒”来形容一点不为过。

岩溶地貌的普遍存在与复杂性: 济南被称为“泉城”,这是因为地下蕴藏着极为丰富和活跃的地下水系。而这些地下水长期浸润、溶蚀地下的碳酸盐岩,形成了大量的岩溶地貌。地铁建设中最令人头疼的就是岩溶塌陷、岩溶裂隙和岩溶洞穴。
岩溶塌陷: 就像在一层薄薄的纸上挖洞,随时可能塌下去,对施工安全造成巨大威胁。
岩溶裂隙: 这些裂隙就像地下水道网络,一旦被钻破,大量的地下水会瞬间涌入隧道,形成“喷涌”,导致隧道被淹,施工无法进行,甚至可能影响地表泉水的喷涌。历史上,很多工程在济南进行都会遇到因岩溶裂隙导致的水患。
岩溶洞穴: 如果在挖掘过程中遇到地下洞穴,后果不堪设想。隧道可能会直接穿越洞穴,或者洞穴坍塌导致地表沉降,对周边的建筑物造成破坏。
地下水位极高且变异性强: 济南的地下水位普遍很高,有些地方甚至接近地表。而且,由于泉水的补给和排泄,地下水位的变化非常剧烈,这使得防水、防渗成为一项极其艰巨的任务。传统的地铁隧道一旦发生渗漏,修复起来非常困难,而且长期下来会影响隧道结构安全。
多种地质灾害的叠加: 除了岩溶,济南的地下还可能存在软土、淤泥、粉细砂等不良地质。这些不同特性的地层交替出现,使得一种施工方法可能只适用于某个小区域,需要根据具体地段采用不同的技术和设备,极大地增加了施工的复杂性和成本。

2. 泉水保护的极端挑战:生命线不能断

济南的泉水是城市的灵魂,也是济南地铁建设必须面对的一道红线。保护好宝贵的泉水,不被地铁建设所破坏,是至关重要的任务。

严格的施工管控: 任何可能影响泉水水质、水位和喷涌的施工行为都是不允许的。这意味着大量的地下水需要被精确地控制和疏导,而不是简单地抽排。
地下水封堵技术的创新: 为了避免在穿越含水层时抽水对泉水造成影响,必须采用先进的地下水封堵技术。例如,在盾构机掘进前,需要对前方进行注浆封堵,形成一道“地下隔水墙”,将地下水与施工区域隔开。这项技术的要求极高,封堵的严密性和有效性直接关系到泉水的安危。一旦封堵不严,渗漏的水会带走更多的泥沙,甚至可能改变地下水流向,影响泉水。
盾构机选型与掘进参数的优化: 考虑到复杂地质和泉水保护的要求,传统的盾构机可能难以适应。需要对盾构机进行特殊设计和改装,比如更强的刀具、更精准的姿态控制系统,以及更优化的掘进参数,以最小化对地层的扰动。

3. 城市中心区的复杂环境:地上地下皆是考验

济南地铁线路大多穿过城市中心区域,这里情况更加复杂。

高密度建筑物与地下管线: 城市中心区地上建筑密集,地下管线错综复杂(包括给水、排水、燃气、电力、通信等)。地铁的开挖和盾构掘进,对这些地上地下设施都会构成潜在威胁。
监测与保护: 需要对周边的建筑物、道路、地下管线进行高精度的监测,确保施工过程中没有发生异常沉降或位移。任何微小的变化都可能带来巨大的安全隐患。
特殊穿越技术: 在穿越高大建筑物、重要管线或古建筑时,需要采用顶管法、浅埋暗挖等更加精细和安全的施工技术,这无疑增加了工程难度和周期。
既有交通的运行与协调: 地铁建设不可避免地会影响地面交通。如何在保证施工进度的同时,最大程度地减少对市民出行的影响,需要精细的交通组织和管理。例如,很多区域的施工只能在夜间进行,或者需要局部封闭道路,增加了施工成本和难度。

4. 工程技术的挑战与创新:不断突破极限

面对上述种种难题,济南地铁建设在工程技术上也面临着巨大的挑战,并催生了许多创新。

盾构技术的新突破: 在复杂岩溶地区进行盾构掘进,需要克服地层突变、涌水、塌方等诸多风险。济南地铁在盾构机的选型、刀具设计、掘进参数控制、以及盾构机穿越岩溶裂隙和洞穴时的应对策略等方面,都进行了大量的探索和创新。例如,针对岩溶地区可能出现的卡机、姿态失控等问题,需要研发更智能化的控制系统和应急预案。
注浆技术的精益求精: 如前所述,注浆是保护泉水和防止塌方的重要手段。但如何在岩溶地层中精准地找到注浆孔,如何控制注浆压力和注浆量,如何确保注浆效果,都是需要不断攻克的难题。需要开发出能够适应不同岩溶发育特征的注浆材料和注浆工艺。
防水与防渗的终极考验: 地铁车站和隧道结构的防水设计和施工,在济南是极端重要的。需要采用多道防水设防,并对施工工艺进行严格把控,确保结构的长期可靠性。

总结来说,济南地铁建设的“全球建设难度最大”并非夸大其词,而是对其所面临的极端复杂地质条件(特别是岩溶、高水位)、严苛的泉水保护要求,以及城市中心区复杂环境的多重挑战的一种真实写照。 这些挑战使得济南地铁的每一个节点、每一个工序都充满了不确定性,需要顶尖的技术、精细的管理和持续的创新才能得以实现。这不仅仅是一项交通基础设施的建设,更是对现代工程技术在极端条件下应用的一次深刻的实践和考验。

网友意见

user avatar

我是轨道交通专业不请自来。有很多人认为,有地下水的城市多啦,都修了地铁,济南咋这么娇气,肯定是“王婆卖瓜,自卖自夸”。其实不然。

首先说明,网上关于各个城市“地铁修建难度极高”的言论,都是真话,因为我们国家城市的建筑密度高,在地铁建设方面才起步又没几年(发改委一口气批复了二三十个城市的地铁建设,大家纷纷撸起袖子干起来啊),仍旧是半个门外汉。

【1】南宁、成都、北京等都是山脚下的城市,地下不是土,而是从山上滚下来的石头,滚来滚去都磨圆了,变成了“卵石”,小的直径几厘米,大的好几米,质地非常坚硬,地铁隧道挖掘使用的盾构机啃不动这些卵石,会“卡死”,每卡死一次就要停工维修,成本和工期的延误都是惊人的。
【2】上海、南京、苏锡常等城市都是江水冲刷淤积出来的,地下的土除了表面的一层结实一点,下面的基本上就是一块大豆腐,挖掉一块马上塌一大片,隧道修好了仍然不断的变形,变形太大就把隧道拉歪了,然后就开始漏水。一旦漏水问题就麻烦了,一个是隧道里面的电气设备可能要短路,另一个是漏水会增加土的变形(土变形→隧道变形→漏水→土变形,恶性循环),所以上述城市的地铁末班车以后天天堵漏、天天维修电子设备。
【3】西安地铁最头疼的是黄土和地裂缝,黄土这东西不碰水好得很,遇水湿陷收缩。地裂缝就是这条缝两侧大地的沉陷速度不一致,所以就从这里切开了,隧道从这里穿过,时间久了也要被“切开”,所以需要采取特殊的措施保证地铁隧道“切不坏”(你看西安1号线,避开了所有的地裂缝;2号线就惨啦,穿过很多地裂缝,技术要求确实高,所以才能评奖)。

好了,回来说济南。济南的土非常好,强度高、变形小、施工方便,只有一个大问题:不可流失的地下水。上海、南京、杭州等城市的地下水位确实也很高,但你去车站里仔细听,能听到哗啦哗啦的流水声,那就是漏水的声音,现在开通地铁的各个城市地铁漏水都很严重,有的一度严重到停运检修。地下工程有句名言:“十隧九漏”,可见地下工程的防水难度非常高,即便是一开始不漏,过个几年十有八九也开始漏水了(防水材料老化失效了)。再加上现在工期紧、施工快,隧道的施工质量一般都不好,漏得像水帘洞一样的也比比皆是,都是最后赶紧打补丁补漏。

隧道漏水的情况和施工质量有很大的关系,但这玩意儿怎么保证,现在还没有一套成熟的方法。隧道漏水到了什么情况才会对济南的泉水喷涌造成影响,也没有深入的研究。这一问三不知的情况下,就像 @清新菜刀HerrLiu 说的那样,还是先不动为妙。R1~R3线基本是绕城线路,大部分没进市区,大概是先试一试,总结一下济南的地质特点和施工经验,为以后提升施工质量做铺垫,然后也标榜一下“我也是有地铁的城市啦”。毕竟周围的省会都有地铁啦,济南没有确实对城市形象不太有利啊。
==============(以下是第一次补充答案)==============
有很多人问为什么不修轻轨。(发现知乎里面可以重名,我就不@提问的人了)

首先说明一个概念,轻轨也是可以走地下的。轻轨和地铁是按照运量划分的,每小时单向最大运量不少于1万人、不多于3万人的属于轻轨,每小时单项最大运量不少于3万人的属于地铁。也就是说,如果有一条地下的线路,但是使用了编组很小的列车,或者使用了非常落后的信号系统,那么他的运能也可能是轻轨级别的。

由于地下线路的建设成本非常高,所以一般轻轨不会选择地下线路,那样做成本高、收益小,划不来。当然,在国外也有轻轨进入城区后因为空间有限而建成地下线的情况,这主要是因为那些城市的人口较少,客流强度较低导致的,修地铁运量浪费太严重。

在我国,由于铁路总公司对市域铁路基本没有兴趣,所以城市轨道交通变成了一个非常大的范畴,很多时候用“地铁”一个词,其实就包含了严格意义上的“地铁”、“轻轨”(上海5、6、8号线)、“市域铁路”(南京S1、S3号线)三个领域。各城市的轨道交通公司基本都会自称“轨道交通”,而非“地铁”,这样是比较严谨的。

接下来解释为什么不修轻轨(我理解为大家想问“为什么不修成高架桥?”):

首先,因为地面上的空间也是很有限的。轨道交通线路非常长,修成高架桥会与很多市政设施产生交叉,比如二环东路高架桥、北园高架桥、顺和高架桥、二环西路高架桥、天桥、过街人行横道等等(二环南路也修高架了吧?这样整个二环路都是高架桥了)。这些已建成的市政设施基本是不能改造和拆除的,所以新修建的轨道交通线路只能从上面跨越他们,那新线路就太高了,车站也太高了,跟周围建筑太不协调,建设成本上也划不来。

其次,因为轨道交通的噪声是很显著的。轨道交通由于采用钢轮钢轨,运行过程中的噪声是很难避免的,至今也没有很好地解决方案,如果修成地上高架线路,会对周围的居民产生显著影响,不但影响生活质量,导致大量投诉,也会降低线路沿线的商业价值(可以参考美国纽约地铁高架线路周围),这是是政府投资过程中绝对不愿意看到的。

最后,高架线路的运营环境不稳定。一个是极端恶劣天气对高架线路的影响太大,大风、强降雨、冻雨、强降雪、沙尘暴等天气状况都会导致高架线路限速运营甚至停运,轨道交通一旦建成,整个城市对其将会产生强烈的依赖性,一旦运营异常,会很快波及整个城市的交通运转,这是很糟糕的。另一个是我们国民的素质确实不足,高空抛物的现象太多,不论是有心还是无意,楼上掉下来的垃圾一旦落到轨道交通供电系统上,就会导致短路“跳闸”,可能导致线路瘫痪。这样的例子在已建成的线路中(例如上海3、4号线)每年都会发生,所以现在不倾向于市区内修高架线路。

类似的话题

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有