济南市省府前街商业项目工程建设对济南泉水的影响

刘小平

（山东省地矿工程勘察院，山东 济南 250014）

1 工程概况

济南市省府前街商业项目位于济南市历下区省府前街两侧，北至省府西街、省府东街，南至泉城路，地面标高29.77～27.73m。建筑高度13～18m，基坑开挖2.00～5.50m。其西南距趵突泉2.5km，西距五龙潭1.5km，东南距黑虎泉群3km，东北距珍珠泉1km，地处济南泉域裂隙岩溶水排泄区，亦是名泉保护规划区。

2 济南泉水的形成

济南泉域的地形总体是南高北低，南部山区除分水岭地带为古老变质岩外，以北为大面积分布的寒武系和奥陶系，由南向北倾斜，至市区及东、西郊山前地带，奥陶系石灰岩隐伏于第四系地层之下。在泉城路以北岩体分布于第四纪之下，岩溶水总体由南向北运动，受岩体阻挡，水位抬高，在较高的水头压力下，岩溶水沿灰岩裂隙岩溶通道和局部岩浆岩裂隙穿过第四系涌出地面，形成济南市区诸泉（见图1）[2]。

图1 济南泉水形成示意剖面图

3 场区地质环境条件

3.1 地形地貌

项目区整体南高北低，坡度较平缓，地面标高29.77～27.73m。地貌单元属山前冲洪积平原地貌。

3.2 地层岩性与岩浆岩

3.2.1 地层

根据区域钻孔及项目区勘探资料，地层由老到新为：奥陶纪石灰岩和第四系。

①奥陶纪石灰岩：黑灰色中厚层白云质灰岩。顶部受岩浆岩作用变质为大理岩，中部为结晶质白云质灰岩，颗粒较细并含燧石结核或条带；下部颗粒变粗，风化后呈刀砍纹状。场区奥陶系顶板埋深在40.00～50.00m之间，由西向东埋深逐渐加大，南北向变化不大，场区西北部变化较大，顶板埋深小于40.00m。场区内无钻孔揭露该层。

②第四系：场区内广泛分布，上部为杂填土，向下依次为素填土、粉质粘土、粘土、胶结砾岩等，底板埋深在11.80～14.40m之间。砾岩分布不连续，呈透镜体状穿插于粘土层中。

3.2.2 岩浆岩

根据钻孔资料，场区岩浆岩为中生代侵入岩，岩性为辉长岩，全风化-中等风化，顶板埋深11.80～14.40m，钻孔最大揭露厚度25.00m，未揭穿。

3.3 地质构造

项目区位于济南北倾单斜构造单元中，西距千佛山断裂约2km，东距文化桥断裂约2.4km。

3.4 工程地质条件

项目区属山前冲洪积平原，地表为第四系，下部为岩浆岩，岩浆岩之下为灰岩。据场区勘探资料，勘察深度范围内杂填土厚1.40～5.80m；素填土厚 0.50～5.70m；粉质粘土厚 0.20～4.50m；粘土厚 0.30～6.70m；砾岩厚0.30～5.60m，场区分布不连续；其下为全风化-中等风化的辉长岩，未揭穿，最大揭露厚度25.00m。

3.5 水文地质条件

项目区地下水含水岩组可划分为：第四系松散岩类孔隙含水岩组、岩浆岩类裂隙含水岩组、碳酸盐岩岩溶裂隙含水岩组。

①第四系松散岩类孔隙含水岩组：该组地下水类型为潜水，含水层岩性为人工填土、粉质粘土、砾岩。勘探期间，地下水位埋深0.90～3.50 m，水位标高为26.06～26.39m。含水层厚度12.53～13.50m，该含水岩组在场区内普遍分布。该层富水性较差，渗透系数1.19～2.20m/d，涌水量小于 200m3/d。水化学类型为 HCO3—Ca·Na型，矿化度为1096.74～1254.97mg/l。一般年份的丰水期，岩溶水水位皆高于孔隙水水位，浅层地下水的侧向径流、地下管道渗漏以及大气降水是该层地下水的补给来源。另外场区内玉环泉水位标高27.31m（2007年11月28日）高于孔隙水水位约1.0m左右，该层地下水也可得到玉环泉等泉（井）的排泄补给。其排泄方式主要为顺地势由南向北自然径流为主。

②岩浆岩类裂隙含水岩组：岩性主要为辉长岩，该层含水岩组主要接受岩溶水的侧向补给，地下水赋存于风化裂隙、构造裂隙中，富水性受风化程度影响较大。涌水量均小于200m3/d，水位埋深 1.90m 左右，水化学类型为 HCO3·SO4—Ca·Na型，矿化度为1223.12mg/l。

③碳酸盐岩岩溶裂隙含水岩组：场区为济南泉域地下水排泄区，碳酸盐岩裂隙岩溶含水岩组富水性好，为承压水，施工期间四大泉群水位标高在26.00～28.60m（2007年11月）之间，一般揭露该含水层后单井涌水量大于5000m3/d。场区内无钻孔揭露奥陶系灰岩裂隙岩溶含水层。其在南部山区接受大气降水补给和地下水侧向径流补给后，由南向北径流汇集，在周围地形地质、水文地质条件综合作用下，一部分在市区2.6km2范围内以泉的形式排泄，另一部分顺地层向北径流。据黑虎泉水质分析资料，水化学类型为HCO3—Ca型,矿化度为651.27mg/l。

4 工程建设对泉水的影响分析

4.1 含水层水力联系分析

从地层结构上分析：场区内第四系孔隙水含水层与奥陶系岩溶水含水层之间间隔有厚度大于25m全风化-中等风化的辉长岩，其阻挡了孔隙水与岩溶水的联系，故场区内孔隙水与岩溶水水力联系不明显。

从地下水水位分析：场区内第四系孔隙水位标高为26.06～26.39m，与场区内奥陶系岩溶水水位（玉环泉）27.31m对比，两者水位相差1.00m左右，差别较大。

从水质分析：根据场区内水质资料和收集的场区附近的水质资料（见表1），第四系孔隙水中的各项离子的含量明显高于各泉水中各项离子的含量。其中Ca2+的含量约为各泉水中含量的1.5倍，的含量约为各泉水中含量的4倍，的含量约为各泉水中含量的2倍，总硬度约为各泉水的1.5倍，矿化度约为各泉水的2.5倍。显然两者水化学成分差别很大，说明各泉水（岩溶水）与场区内第四系地下水分属不同的含水系统和水化学场。

表1 岩溶水与孔隙水水质对比表

从水温分析：场区内的第四系孔隙水的水温为19～20℃；各泉水（岩溶水）水温为17～18℃，存在一定的温差，说明两者各具不同的埋藏条件和补给来源，分属不同的含水系统。

4.2 工程建设对泉水的影响分析

1）该工程设计室内地面标高为28.50m，省府前街以东基础砌置深度为5.5m，省府前街以西基础砌置深度为2.0m。由此确定东部场区基坑开挖标高为23.00m，西部场区基坑开挖标高为26.50m。由图2可以看出，开挖到以上两个标高时，地层仍为第四系素填土和粉质粘土，场区内原始地层结构不会遭到破坏，因此工程建设不会影响场区内的玉环泉和场区附近芙蓉泉的泉水出流。

图2地质剖面图

2）由场区地层结构、水质、水温、水位分析对比，第四系孔隙水与奥陶系岩溶水为两个不同的含水系统，一般条件下两者水力联系不密切。工程建成后，工程基础在第四系内，岩溶地下水径流通道主要在深部奥陶系灰岩中，因此工程基础不会对岩溶水的地下水径流造成影响，即工程建设对济南四大泉群出流无影响。

3）泉水的补给来源主要为南部山区灰岩裸露区接受大气降水入渗补给及地表水渗漏补给，拟建工程处于地下水排泄区，故拟建工程对泉水的补给无影响。

4）场区内第四系孔隙水水位埋藏较浅，基坑开挖过程中需降水。又因玉环泉水在场区内排泄补给第四系孔隙水，在降水时因其排水量较大，降水时间较长，随第四系孔隙水位的下降，会使场区内玉环泉等泉水位有一定程度的下降，但工程建设完成停止降水后，泉水水位仍可恢复原状。

综上所述：基坑开挖至23.00m～26.50m水平时，工程建设对泉水基本无影响。

5 结语

济南市省府前街商业项目场区内第四系孔隙水与奥陶系岩溶水为两个不同的含水系统，两者水力联系不密切。拟建工程设计基础砌置深度为5.5m（开挖标高为23.00m～26.50m），开挖深度内地层仍为第四系素填土和粉质粘土，下伏第四系砾岩层未遭到破坏，岩溶地下水径流通道主要在深部奥陶系灰岩中，因此工程建设不会对泉水造成影响。

［1］苏道磊，董晓那，等.济南地区地下水位观测井固体潮对比研究[J].山东国土资源，2007，23(4)：7-10.