濟南市省府前街商業項目工程建設對濟南泉水的影響

劉小平

（山東省地礦工程勘察院，山東 濟南 250014）

1 工程概況

濟南市省府前街商業項目位于濟南市歷下區省府前街兩側，北至省府西街、省府東街，南至泉城路，地面標高29.77～27.73m。建筑高度13～18m，基坑開挖2.00～5.50m。其西南距趵突泉2.5km，西距五龍潭1.5km，東南距黑虎泉群3km，東北距珍珠泉1km，地處濟南泉域裂隙巖溶水排泄區，亦是名泉保護規劃區。

2 濟南泉水的形成

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

圖1 濟南泉水形成示意剖面圖

3 場區地質環境條件

3.1 地形地貌

項目區整體南高北低，坡度較平緩，地面標高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

根據區域鉆孔及項目區勘探資料，地層由老到新為：奧陶紀石灰巖和第四系。

①奧陶紀石灰巖：黑灰色中厚層白云質灰巖。頂部受巖漿巖作用變質為大理巖，中部為結晶質白云質灰巖，顆粒較細并含燧石結核或條帶；下部顆粒變粗，風化后呈刀砍紋狀。場區奧陶系頂板埋深在40.00～50.00m之間，由西向東埋深逐漸加大，南北向變化不大，場區西北部變化較大，頂板埋深小于40.00m。場區內無鉆孔揭露該層。

②第四系：場區內廣泛分布，上部為雜填土，向下依次為素填土、粉質粘土、粘土、膠結礫巖等，底板埋深在11.80～14.40m之間。礫巖分布不連續，呈透鏡體狀穿插于粘土層中。

3.2.2 巖漿巖

根據鉆孔資料，場區巖漿巖為中生代侵入巖，巖性為輝長巖，全風化-中等風化，頂板埋深11.80～14.40m，鉆孔最大揭露厚度25.00m，未揭穿。

3.3 地質構造

項目區位于濟南北傾單斜構造單元中，西距千佛山斷裂約2km，東距文化橋斷裂約2.4km。

3.4 工程地質條件

項目區屬山前沖洪積平原，地表為第四系，下部為巖漿巖，巖漿巖之下為灰巖。據場區勘探資料，勘察深度范圍內雜填土厚1.40～5.80m；素填土厚 0.50～5.70m；粉質粘土厚 0.20～4.50m；粘土厚 0.30～6.70m；礫巖厚0.30～5.60m，場區分布不連續；其下為全風化-中等風化的輝長巖，未揭穿，最大揭露厚度25.00m。

3.5 水文地質條件

項目區地下水含水巖組可劃分為：第四系松散巖類孔隙含水巖組、巖漿巖類裂隙含水巖組、碳酸鹽巖巖溶裂隙含水巖組。

①第四系松散巖類孔隙含水巖組：該組地下水類型為潛水，含水層巖性為人工填土、粉質粘土、礫巖。勘探期間，地下水位埋深0.90～3.50 m，水位標高為26.06～26.39m。含水層厚度12.53～13.50m，該含水巖組在場區內普遍分布。該層富水性較差，滲透系數1.19～2.20m/d，涌水量小于 200m3/d。水化學類型為 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，淺層地下水的側向徑流、地下管道滲漏以及大氣降水是該層地下水的補給來源。另外場區內玉環泉水位標高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泉等泉（井）的排泄補給。其排泄方式主要為順地勢由南向北自然徑流為主。

②巖漿巖類裂隙含水巖組：巖性主要為輝長巖，該層含水巖組主要接受巖溶水的側向補給，地下水賦存于風化裂隙、構造裂隙中，富水性受風化程度影響較大。涌水量均小于200m3/d，水位埋深 1.90m 左右，水化學類型為 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：場區為濟南泉域地下水排泄區，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。場區內無鉆孔揭露奧陶系灰巖裂隙巖溶含水層。其在南部山區接受大氣降水補給和地下水側向徑流補給后，由南向北徑流匯集，在周圍地形地質、水文地質條件綜合作用下，一部分在市區2.6km2范圍內以泉的形式排泄，另一部分順地層向北徑流。據黑虎泉水質分析資料，水化學類型為HCO3—Ca型,礦化度為651.27mg/l。

4 工程建設對泉水的影響分析

4.1 含水層水力聯系分析

從地層結構上分析：場區內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全風化-中等風化的輝長巖，其阻擋了孔隙水與巖溶水的聯系，故場區內孔隙水與巖溶水水力聯系不明顯。

從地下水水位分析：場區內第四系孔隙水位標高為26.06～26.39m，與場區內奧陶系巖溶水水位（玉環泉）27.31m對比，兩者水位相差1.00m左右，差別較大。

從水質分析：根據場區內水質資料和收集的場區附近的水質資料（見表1），第四系孔隙水中的各項離子的含量明顯高于各泉水中各項離子的含量。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。顯然兩者水化學成分差別很大，說明各泉水（巖溶水）與場區內第四系地下水分屬不同的含水系統和水化學場。

表1 巖溶水與孔隙水水質對比表

從水溫分析：場區內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，說明兩者各具不同的埋藏條件和補給來源，分屬不同的含水系統。

4.2 工程建設對泉水的影響分析

1）該工程設計室內地面標高為28.50m，省府前街以東基礎砌置深度為5.5m，省府前街以西基礎砌置深度為2.0m。由此確定東部場區基坑開挖標高為23.00m，西部場區基坑開挖標高為26.50m。由圖2可以看出，開挖到以上兩個標高時，地層仍為第四系素填土和粉質粘土，場區內原始地層結構不會遭到破壞，因此工程建設不會影響場區內的玉環泉和場區附近芙蓉泉的泉水出流。

圖2地質剖面圖

2）由場區地層結構、水質、水溫、水位分析對比，第四系孔隙水與奧陶系巖溶水為兩個不同的含水系統，一般條件下兩者水力聯系不密切。工程建成后，工程基礎在第四系內，巖溶地下水徑流通道主要在深部奧陶系灰巖中，因此工程基礎不會對巖溶水的地下水徑流造成影響，即工程建設對濟南四大泉群出流無影響。

3）泉水的補給來源主要為南部山區灰巖裸露區接受大氣降水入滲補給及地表水滲漏補給，擬建工程處于地下水排泄區，故擬建工程對泉水的補給無影響。

4）場區內第四系孔隙水水位埋藏較淺，基坑開挖過程中需降水。又因玉環泉水在場區內排泄補給第四系孔隙水，在降水時因其排水量較大，降水時間較長，隨第四系孔隙水位的下降，會使場區內玉環泉等泉水位有一定程度的下降，但工程建設完成停止降水后，泉水水位仍可恢復原狀。

綜上所述：基坑開挖至23.00m～26.50m水平時，工程建設對泉水基本無影響。

5 結語

濟南市省府前街商業項目場區內第四系孔隙水與奧陶系巖溶水為兩個不同的含水系統，兩者水力聯系不密切。擬建工程設計基礎砌置深度為5.5m（開挖標高為23.00m～26.50m），開挖深度內地層仍為第四系素填土和粉質粘土，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巖中，因此工程建設不會對泉水造成影響。

［1］蘇道磊，董曉那，等.濟南地區地下水位觀測井固體潮對比研究[J].山東國土資源，2007，23(4)：7-10.