济南因泉而名,以泉而兴。这座拥有千年泉脉的历史文化名城,在加快轨道交通网络化建设的进程中,存在一道世界性难题:如何在岩溶密布、水系纵横的复杂地下地质条件中,既要打通现代交通的"地下经脉",又要守护泉城的生命之源。该看似矛盾的课题,最终在山东大学的科技创新中找到了答案。 保泉技术:从难题到范本的突破 泉水之于济南,不仅是自然资源,更是城市的灵魂所在。在地铁建设中实现保泉,堪称国际罕见的重大工程难题。山东大学牵头组建专家团队,由中国工程院院士李术才领衔的岩土与地下工程团队全程把控技术方向,开展了系统性的方案论证与技术攻关。 针对济南地铁4号线泉城公园站至千佛山站区间"蜂巢式"复杂岩溶地质难题,团队联合研发光纤微动探测装备与钻孔式激光成像仪,精准探明地下水及灾害源分布、重构溶洞形态,为线路选线和工法优化提供了科学依据。在泉城公园站等核心保泉工点,团队研发富水地层新型环保材料,搭建基坑导流通道系统与过水通道,在实现车站建设的同时,维持区域地下水自然循环。在千佛山站等富水岩溶区工点,团队研发抗动水封堵材料、透水充填材料等多种特种材料,配合汇水、导水、排水结构"组合拳",既防止了涌水,又维持住地下水流场的原貌。 这多项创新成果获中国城市轨道交通科技进步奖二等奖等多项荣誉,为生态敏感区轨道交通建设提供了可复制、可推广的"山大范本",具有重要的示范推广价值。 智能装备:让盾构机"五官俱全" 仅有保泉技术还不够。面对泉脉纵横、复杂多变的地下环境,山东大学创新研发出"五官一脑"智能装备系统,让盾构机从被动的"埋头苦干"转变为主动的"眼观六路、耳听八方"。 这套系统集多项传感技术于一身:"火眼金睛"能提前发现前方50至80米的地质风险;"听波聪耳"能分辨软硬交错的岩层;"超级巧鼻"能闻出地下气体是否安全;"钢牙神经"能感知刀盘磨损;"号脉灵手"能检查注浆效果。所有信息最终汇总到"人工智脑",辅助作出最佳判断。 这套"五官一脑"在"智慧一号"盾构机上成功应用,服务济南地铁6号线徐凤区间等11个地铁区间,获评2024世界智能制造十大科技进展、山东省十大创新成果。目前,"高端智能盾构系列搭载装备及关键技术"已被中国土木工程学会列为2025年城市轨道交通创新推广技术,在全国轨道交通行业推广。 同时,山东大学还攻克了国际首台高压射流—机械联合破岩装备,搭载于"山大号"盾构机,成功应用于济南地铁6号线复杂硬岩地层的高效掘进作业,为硬岩地层掘进提供了新的技术方案。 运维赋能:打造智能运维"安全网" 地铁建好后,如何实现高效运维?山东大学将科技创新的触角延伸到运营维保的"最后一公里"。学校与济南轨道交通集团联手,推出系列智能巡检装备,以"检测-整治"全链条技术赋能,为济南地铁打造智能运维"安全网",确保轨道交通系统的长期安全稳定运行。 这一系列举措说明了山东大学从建设到运营的全周期科技支撑理念,将更提升济南轨道交通的智能化、信息化水平。
济南轨道交通建设的突破性进展,展现了科技创新对城市发展的推动作用。山东大学的研究成果为类似地质条件下的地铁建设提供了宝贵经验,也为"交通强国"战略实施树立了典范。随着技术不断进步,中国城市轨道交通建设将迎来更广阔的发展前景。