濟(jì)南市省府前街商業(yè)項(xiàng)目工程建設(shè)對(duì)濟(jì)南泉水的影響

劉小平

（山東省地礦工程勘察院，山東 濟(jì)南 250014）

1 工程概況

濟(jì)南市省府前街商業(yè)項(xiàng)目位于濟(jì)南市歷下區(qū)省府前街兩側(cè)，北至省府西街、省府東街，南至泉城路，地面標(biāo)高29.77～27.73m。建筑高度13～18m，基坑開(kāi)挖2.00～5.50m。其西南距趵突泉2.5km，西距五龍?zhí)?.5km，東南距黑虎泉群3km，東北距珍珠泉1km，地處濟(jì)南泉域裂隙巖溶水排泄區(qū)，亦是名泉保護(hù)規(guī)劃區(qū)。

2 濟(jì)南泉水的形成

濟(jì)南泉域的地形總體是南高北低，南部山區(qū)除分水嶺地帶為古老變質(zhì)巖外，以北為大面積分布的寒武系和奧陶系，由南向北傾斜，至市區(qū)及東、西郊山前地帶，奧陶系石灰?guī)r隱伏于第四系地層之下。在泉城路以北巖體分布于第四紀(jì)之下，巖溶水總體由南向北運(yùn)動(dòng)，受巖體阻擋，水位抬高，在較高的水頭壓力下，巖溶水沿灰?guī)r裂隙巖溶通道和局部巖漿巖裂隙穿過(guò)第四系涌出地面，形成濟(jì)南市區(qū)諸泉（見(jiàn)圖1）[2]。

圖1 濟(jì)南泉水形成示意剖面圖

3 場(chǎng)區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件

3.1 地形地貌

項(xiàng)目區(qū)整體南高北低，坡度較平緩，地面標(biāo)高29.77～27.73m。地貌單元屬山前沖洪積平原地貌。

3.2 地層巖性與巖漿巖

3.2.1 地層

根據(jù)區(qū)域鉆孔及項(xiàng)目區(qū)勘探資料，地層由老到新為：奧陶紀(jì)石灰?guī)r和第四系。

①奧陶紀(jì)石灰?guī)r：黑灰色中厚層白云質(zhì)灰?guī)r。頂部受巖漿巖作用變質(zhì)為大理巖，中部為結(jié)晶質(zhì)白云質(zhì)灰?guī)r，顆粒較細(xì)并含燧石結(jié)核或條帶；下部顆粒變粗，風(fēng)化后呈刀砍紋狀。場(chǎng)區(qū)奧陶系頂板埋深在40.00～50.00m之間，由西向東埋深逐漸加大，南北向變化不大，場(chǎng)區(qū)西北部變化較大，頂板埋深小于40.00m。場(chǎng)區(qū)內(nèi)無(wú)鉆孔揭露該層。

②第四系：場(chǎng)區(qū)內(nèi)廣泛分布，上部為雜填土，向下依次為素填土、粉質(zhì)粘土、粘土、膠結(jié)礫巖等，底板埋深在11.80～14.40m之間。礫巖分布不連續(xù)，呈透鏡體狀穿插于粘土層中。

3.2.2 巖漿巖

根據(jù)鉆孔資料，場(chǎng)區(qū)巖漿巖為中生代侵入巖，巖性為輝長(zhǎng)巖，全風(fēng)化-中等風(fēng)化，頂板埋深11.80～14.40m，鉆孔最大揭露厚度25.00m，未揭穿。

3.3 地質(zhì)構(gòu)造

項(xiàng)目區(qū)位于濟(jì)南北傾單斜構(gòu)造單元中，西距千佛山斷裂約2km，東距文化橋斷裂約2.4km。

3.4 工程地質(zhì)條件

項(xiàng)目區(qū)屬山前沖洪積平原，地表為第四系，下部為巖漿巖，巖漿巖之下為灰?guī)r。據(jù)場(chǎng)區(qū)勘探資料，勘察深度范圍內(nèi)雜填土厚1.40～5.80m；素填土厚 0.50～5.70m；粉質(zhì)粘土厚 0.20～4.50m；粘土厚 0.30～6.70m；礫巖厚0.30～5.60m，場(chǎng)區(qū)分布不連續(xù)；其下為全風(fēng)化-中等風(fēng)化的輝長(zhǎng)巖，未揭穿，最大揭露厚度25.00m。

3.5 水文地質(zhì)條件

項(xiàng)目區(qū)地下水含水巖組可劃分為：第四系松散巖類(lèi)孔隙含水巖組、巖漿巖類(lèi)裂隙含水巖組、碳酸鹽巖巖溶裂隙含水巖組。

①第四系松散巖類(lèi)孔隙含水巖組：該組地下水類(lèi)型為潛水，含水層巖性為人工填土、粉質(zhì)粘土、礫巖?？碧狡陂g，地下水位埋深0.90～3.50 m，水位標(biāo)高為26.06～26.39m。含水層厚度12.53～13.50m，該含水巖組在場(chǎng)區(qū)內(nèi)普遍分布。該層富水性較差，滲透系數(shù)1.19～2.20m/d，涌水量小于 200m3/d。水化學(xué)類(lèi)型為 HCO3—Ca·Na型，礦化度為1096.74～1254.97mg/l。一般年份的豐水期，巖溶水水位皆高于孔隙水水位，淺層地下水的側(cè)向徑流、地下管道滲漏以及大氣降水是該層地下水的補(bǔ)給來(lái)源。另外場(chǎng)區(qū)內(nèi)玉環(huán)泉水位標(biāo)高27.31m（2007年11月28日）高于孔隙水水位約1.0m左右，該層地下水也可得到玉環(huán)泉等泉（井）的排泄補(bǔ)給。其排泄方式主要為順地勢(shì)由南向北自然徑流為主。

②巖漿巖類(lèi)裂隙含水巖組：巖性主要為輝長(zhǎng)巖，該層含水巖組主要接受巖溶水的側(cè)向補(bǔ)給，地下水賦存于風(fēng)化裂隙、構(gòu)造裂隙中，富水性受風(fēng)化程度影響較大。涌水量均小于200m3/d，水位埋深 1.90m 左右，水化學(xué)類(lèi)型為 HCO3·SO4—Ca·Na型，礦化度為1223.12mg/l。

③碳酸鹽巖巖溶裂隙含水巖組：場(chǎng)區(qū)為濟(jì)南泉域地下水排泄區(qū)，碳酸鹽巖裂隙巖溶含水巖組富水性好，為承壓水，施工期間四大泉群水位標(biāo)高在26.00～28.60m（2007年11月）之間，一般揭露該含水層后單井涌水量大于5000m3/d。場(chǎng)區(qū)內(nèi)無(wú)鉆孔揭露奧陶系灰?guī)r裂隙巖溶含水層。其在南部山區(qū)接受大氣降水補(bǔ)給和地下水側(cè)向徑流補(bǔ)給后，由南向北徑流匯集，在周?chē)匦蔚刭|(zhì)、水文地質(zhì)條件綜合作用下，一部分在市區(qū)2.6km2范圍內(nèi)以泉的形式排泄，另一部分順地層向北徑流。據(jù)黑虎泉水質(zhì)分析資料，水化學(xué)類(lèi)型為HCO3—Ca型,礦化度為651.27mg/l。

4 工程建設(shè)對(duì)泉水的影響分析

4.1 含水層水力聯(lián)系分析

從地層結(jié)構(gòu)上分析：場(chǎng)區(qū)內(nèi)第四系孔隙水含水層與奧陶系巖溶水含水層之間間隔有厚度大于25m全風(fēng)化-中等風(fēng)化的輝長(zhǎng)巖，其阻擋了孔隙水與巖溶水的聯(lián)系，故場(chǎng)區(qū)內(nèi)孔隙水與巖溶水水力聯(lián)系不明顯。

從地下水水位分析：場(chǎng)區(qū)內(nèi)第四系孔隙水位標(biāo)高為26.06～26.39m，與場(chǎng)區(qū)內(nèi)奧陶系巖溶水水位（玉環(huán)泉）27.31m對(duì)比，兩者水位相差1.00m左右，差別較大。

從水質(zhì)分析：根據(jù)場(chǎng)區(qū)內(nèi)水質(zhì)資料和收集的場(chǎng)區(qū)附近的水質(zhì)資料（見(jiàn)表1），第四系孔隙水中的各項(xiàng)離子的含量明顯高于各泉水中各項(xiàng)離子的含量。其中Ca2+的含量約為各泉水中含量的1.5倍，的含量約為各泉水中含量的4倍，的含量約為各泉水中含量的2倍，總硬度約為各泉水的1.5倍，礦化度約為各泉水的2.5倍。顯然兩者水化學(xué)成分差別很大，說(shuō)明各泉水（巖溶水）與場(chǎng)區(qū)內(nèi)第四系地下水分屬不同的含水系統(tǒng)和水化學(xué)場(chǎng)。

表1 巖溶水與孔隙水水質(zhì)對(duì)比表

從水溫分析：場(chǎng)區(qū)內(nèi)的第四系孔隙水的水溫為19～20℃；各泉水（巖溶水）水溫為17～18℃，存在一定的溫差，說(shuō)明兩者各具不同的埋藏條件和補(bǔ)給來(lái)源，分屬不同的含水系統(tǒng)。

4.2 工程建設(shè)對(duì)泉水的影響分析

1）該工程設(shè)計(jì)室內(nèi)地面標(biāo)高為28.50m，省府前街以東基礎(chǔ)砌置深度為5.5m，省府前街以西基礎(chǔ)砌置深度為2.0m。由此確定東部場(chǎng)區(qū)基坑開(kāi)挖標(biāo)高為23.00m，西部場(chǎng)區(qū)基坑開(kāi)挖標(biāo)高為26.50m。由圖2可以看出，開(kāi)挖到以上兩個(gè)標(biāo)高時(shí)，地層仍為第四系素填土和粉質(zhì)粘土，場(chǎng)區(qū)內(nèi)原始地層結(jié)構(gòu)不會(huì)遭到破壞，因此工程建設(shè)不會(huì)影響場(chǎng)區(qū)內(nèi)的玉環(huán)泉和場(chǎng)區(qū)附近芙蓉泉的泉水出流。

圖2地質(zhì)剖面圖

2）由場(chǎng)區(qū)地層結(jié)構(gòu)、水質(zhì)、水溫、水位分析對(duì)比，第四系孔隙水與奧陶系巖溶水為兩個(gè)不同的含水系統(tǒng)，一般條件下兩者水力聯(lián)系不密切。工程建成后，工程基礎(chǔ)在第四系內(nèi)，巖溶地下水徑流通道主要在深部奧陶系灰?guī)r中，因此工程基礎(chǔ)不會(huì)對(duì)巖溶水的地下水徑流造成影響，即工程建設(shè)對(duì)濟(jì)南四大泉群出流無(wú)影響。

3）泉水的補(bǔ)給來(lái)源主要為南部山區(qū)灰?guī)r裸露區(qū)接受大氣降水入滲補(bǔ)給及地表水滲漏補(bǔ)給，擬建工程處于地下水排泄區(qū)，故擬建工程對(duì)泉水的補(bǔ)給無(wú)影響。

4）場(chǎng)區(qū)內(nèi)第四系孔隙水水位埋藏較淺，基坑開(kāi)挖過(guò)程中需降水。又因玉環(huán)泉水在場(chǎng)區(qū)內(nèi)排泄補(bǔ)給第四系孔隙水，在降水時(shí)因其排水量較大，降水時(shí)間較長(zhǎng)，隨第四系孔隙水位的下降，會(huì)使場(chǎng)區(qū)內(nèi)玉環(huán)泉等泉水位有一定程度的下降，但工程建設(shè)完成停止降水后，泉水水位仍可恢復(fù)原狀。

綜上所述：基坑開(kāi)挖至23.00m～26.50m水平時(shí)，工程建設(shè)對(duì)泉水基本無(wú)影響。

5 結(jié)語(yǔ)

濟(jì)南市省府前街商業(yè)項(xiàng)目場(chǎng)區(qū)內(nèi)第四系孔隙水與奧陶系巖溶水為兩個(gè)不同的含水系統(tǒng)，兩者水力聯(lián)系不密切。擬建工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)砌置深度為5.5m（開(kāi)挖標(biāo)高為23.00m～26.50m），開(kāi)挖深度內(nèi)地層仍為第四系素填土和粉質(zhì)粘土，下伏第四系礫巖層未遭到破壞，巖溶地下水徑流通道主要在深部奧陶系灰?guī)r中，因此工程建設(shè)不會(huì)對(duì)泉水造成影響。

［1］蘇道磊，董曉那，等.濟(jì)南地區(qū)地下水位觀測(cè)井固體潮對(duì)比研究[J].山東國(guó)土資源，2007，23(4)：7-10.