南京河西地區(qū)地面沉降研究

張 濤，常永青，武健強(qiáng)

（1. 南京市規(guī)劃局，南京 210006；2. 江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，南京 210049）

南京河西地區(qū)地面沉降研究

張 濤1，常永青1，武健強(qiáng)2

（1. 南京市規(guī)劃局，南京 210006；2. 江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，南京 210049）

針對(duì)南京河西新城建設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)的嚴(yán)重地面沉降問(wèn)題，開(kāi)展了系統(tǒng)性的監(jiān)測(cè)和地質(zhì)條件分析研究。該地區(qū)屬長(zhǎng)江與秦淮河共同沖積形成的漫灘地質(zhì)環(huán)境，第四系上部淤泥質(zhì)粘土十分發(fā)育，其孔隙率高，壓縮性強(qiáng)，對(duì)工程活動(dòng)敏感，是地面沉降的主要貢獻(xiàn)層位。通過(guò)綜合各類數(shù)據(jù)資料分析，認(rèn)為本區(qū)地面沉降是在不良工程地質(zhì)環(huán)境下進(jìn)行大規(guī)模城市建設(shè)所導(dǎo)致的結(jié)果?；诒镜貐^(qū)地面沉降易發(fā)性和對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)危害的強(qiáng)弱分析，進(jìn)行了河西地區(qū)地面沉降的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，對(duì)防治地面沉降，保障城市發(fā)展提出了對(duì)策建議。

地面沉降；災(zāi)害；風(fēng)險(xiǎn)；江漫灘；南京

0 前言

地面沉降是一種常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象，其主要危害是地面高程損失，進(jìn)而引起防洪能力下降，地面漬澇增多，建筑、市政管線設(shè)施被損壞。按其成因可分為采水型和建筑荷載型，采水型是指由于超量開(kāi)采深層地下水引發(fā)的地層壓縮，其影響范圍極廣，危害極大，如墨西哥城、美國(guó)德克薩斯州和亞利桑那州等地、我國(guó)的長(zhǎng)三角平原和華北平原，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)此展開(kāi)了廣泛而深入的研究（張阿根等，2002；薛禹群，2003；袁銘等，2016）。建筑荷載型指由于工程建設(shè)使地基所承受的附加應(yīng)力增加而發(fā)生固結(jié)壓縮，也稱之為工程性沉降（唐益群等，2007；王媛媛等，2009；徐麗雯等，2015 ）。工程性沉降因關(guān)系到工程建設(shè)的安全，受到建設(shè)者們的高度重視，施工中要進(jìn)行精確測(cè)量和計(jì)算，但都只限于具體的建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行討論（柏仇勇等，2001；章昕等，2008；王慶等，2014；譚新根，2015）。對(duì)于一個(gè)建筑密集的新興城市，因地面建筑荷載疊加引發(fā)的區(qū)域性沉降則是城市管理者們所要考慮的問(wèn)題。南京河西新城自大規(guī)模開(kāi)發(fā)建設(shè)以來(lái)，正面臨著嚴(yán)重的地面沉降，從宏觀的角度評(píng)價(jià)整個(gè)城市面臨的這種災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)顯得十分必要。

1 地質(zhì)背景條件

河西地區(qū)是一塊瀕臨長(zhǎng)江的漫灘地，受長(zhǎng)江和秦淮河兩條水系淤積演化而成，“三山半落青天外，二水中分白鷺洲”所描繪的就是當(dāng)?shù)匾磺Ф嗄暌郧暗木跋?。最近一百年，隨著長(zhǎng)江主河道北移，這塊漫灘逐漸被圍墾開(kāi)發(fā)，在上世紀(jì)末，終于迎來(lái)了大規(guī)模的城市化建設(shè)。

（1）第四紀(jì)地質(zhì)

區(qū)內(nèi)基巖面較為平坦，略向江心傾斜，埋深在50～60m間?；诪榘讏紫瞪皫r，因新近紀(jì)地層遭受剝蝕，上覆地層均為第四紀(jì)中后期沉積。巖性以砂和粘土、粉土為主，分屬?zèng)_洪積相和湖沼相。

（2）水文地質(zhì)

本地區(qū)地下水主要為松散孔隙水類型，按承壓性又可劃分為上部的潛水和深部的承壓水兩個(gè)含水層系統(tǒng)。潛水賦存于淺部的粉質(zhì)粘土中，其與地表水聯(lián)系緊密，水位埋藏淺，一般在1～2m間。承壓水含水層厚20～50m，為中、細(xì)砂介質(zhì)，呈下粗上細(xì)的二元河床相巖性結(jié)構(gòu)，在空間上連續(xù)分布，南部地區(qū)相對(duì)更為發(fā)育。承壓水與長(zhǎng)江、秦淮河水力聯(lián)系密切，互相補(bǔ)給，水資源量豐富，單井涌水量＞1000m3/d，但由于水質(zhì)差（鐵、錳含量高），基本無(wú)開(kāi)采，多年平均水位埋深在1～3m間波動(dòng)。

（3）工程地質(zhì)

本地區(qū)工程地質(zhì)條件總體欠佳，主要特點(diǎn)是地層松散，承載力低，地下水位埋藏淺，廣泛分布著淤泥質(zhì)粘土，厚度3～55m，平均22m。淤泥質(zhì)粘土具有軟土的基本性質(zhì)：含水量高、孔隙比大、易壓縮、承載力低，對(duì)工程建設(shè)活動(dòng)敏感。根據(jù)土體的力學(xué)性質(zhì)及成因，河西地區(qū)工程地質(zhì)層一般由淺至深可劃分成三大層和十個(gè)亞層，其主要指標(biāo)見(jiàn)下表1。

表1 土體工程地質(zhì)層物理力學(xué)指標(biāo)一覽表Tab.1 Physical and mechanical properties of soil engineering geological formation

2 地面沉降成因分析

2.1 地面沉降現(xiàn)狀

據(jù)估測(cè)，河西地區(qū)地面沉降已有30年歷史，自20世紀(jì)80年最早的一批成片集中住宅區(qū)建成后，房屋建筑的沉降、開(kāi)裂現(xiàn)象引起了人們對(duì)河西區(qū)域性地面沉降的關(guān)注，當(dāng)時(shí)問(wèn)題較為突出的片區(qū)有南湖小區(qū)、管子橋、鳳凰西街等地。而進(jìn)入2000年后，更多住宅區(qū)出現(xiàn)地基下沉，面路開(kāi)裂，橋面與路面脫離，地下管線斷裂等問(wèn)題，地面沉降已成為河西城市發(fā)展中不能忽視的地質(zhì)災(zāi)害。2005年起，市規(guī)劃局對(duì)河西地區(qū)開(kāi)展了系統(tǒng)性的高等級(jí)水準(zhǔn)觀測(cè)，初步揭示了區(qū)域性地面沉降端倪。

監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，河西地區(qū)普遍存在不同程度的地面沉降，且多年持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，沒(méi)有收斂趨勢(shì)。近十年最大累計(jì)沉降358.2mm（管子橋南），很多小區(qū)年平均速率大于10mm，如汪家村、長(zhǎng)陽(yáng)花園、杏聚村、所街、南湖三小、茶亭東、積善廣場(chǎng)、康苑新村等地，部分觀測(cè)點(diǎn)的沉降動(dòng)態(tài)如圖1所示。

圖1 地面沉降動(dòng)態(tài)曲線Fig.1 Land subsidence dynam ic curves

綜合分析所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和地質(zhì)資料后認(rèn)為，河西地區(qū)普遍沉降超過(guò)100mm，其中超過(guò)200mm沉降量的區(qū)域面積約34km2。如圖2所示，大于300mm的區(qū)域主要分布于河西北部、河西中部的濱江公園附近、河西南部的油坊橋地鐵站附近。南湖至鳳凰西街一帶原屬湖蕩區(qū)，地基承載力差，20世紀(jì)80年代起建設(shè)集中住宅小區(qū)，是河西最早集中開(kāi)發(fā)片區(qū)，其地面沉降歷時(shí)也最長(zhǎng)，根據(jù)當(dāng)前10mm/a速率推算，累計(jì)沉降已超過(guò)300mm。集慶門(mén)大街以北、清涼門(mén)大街以南及江東中路以東地區(qū)的累計(jì)沉降量或已超過(guò)400mm，審計(jì)學(xué)院以北局域范圍的累計(jì)沉降量可能達(dá)500mm。江山大街和應(yīng)天大街之間的河西中部地區(qū)的開(kāi)發(fā)起于2000年后，以高層住宅為主，其建筑采用了深基樁基礎(chǔ)，淺部軟弱地層承受的荷載較輕，又由于該區(qū)域地面沉降歷時(shí)短，累計(jì)量較小，所監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)亦顯示沉降量空間分布相對(duì)均衡，近10年沉降量多40～80mm間，據(jù)此推測(cè)，其累計(jì)沉降量在100～300mm間，其中，應(yīng)天大街—夢(mèng)都大街和泰山路—廬山路區(qū)間沉降量最小，可能不足100mm。河西南部由于開(kāi)發(fā)最晚，此前為自然村落環(huán)境，沒(méi)有經(jīng)歷大的人類工程活動(dòng)，地層處于自然固結(jié)狀態(tài)，因此，地面沉降最輕微。

圖2 河西地區(qū)地面沉降分布Fig.2 Distribution of land subsidence in Hexi area

2.2 城市建設(shè)影響

河西地面沉降與城市建設(shè)活動(dòng)密切相關(guān)，沉降幾乎與河西建設(shè)同步發(fā)生。目前發(fā)現(xiàn)的沉降最為嚴(yán)重的南湖—鳳凰西街一片就是河西最早開(kāi)發(fā)的片區(qū)。城市建設(shè)對(duì)淺部地層產(chǎn)生劇烈的擾動(dòng)，如開(kāi)挖基坑和地下隧道、增加建筑荷載，這些活動(dòng)對(duì)地面沉降起到了促進(jìn)作用。近十年來(lái)的地鐵建設(shè)中所引發(fā)的多起房屋、道路、管線破壞實(shí)例，充分證明了其對(duì)地面沉降的影響。一些工程觀測(cè)記錄也證實(shí)了建筑施工對(duì)地面沉降的影響，如江山廣場(chǎng)于2012年開(kāi)建，當(dāng)年沉降量就達(dá)123.2mm，此后逐年減小，2013—2015年的年沉降量分別是64.3mm、13mm、7.5mm。綠博園附近2012—2013年間的道路施工，期間產(chǎn)生沉降達(dá)104.6mm，明顯高于工程前后發(fā)生量。油坊橋地鐵站受車(chē)站建設(shè)施工影響，10年累計(jì)沉降309.8mm。

2.3 地下水開(kāi)采

雖然，本地區(qū)沒(méi)有大規(guī)模地下水開(kāi)采活動(dòng)，但在基坑開(kāi)挖過(guò)程中必須采取降低地下水位措施。由于地下水位降低，土層中的有效應(yīng)力增加，進(jìn)而產(chǎn)生沉降作用。根據(jù)調(diào)查，河西地區(qū)基坑降水一般在10 m以上，長(zhǎng)期的抽水形成了以工地為中心的大面積水位漏斗，極端環(huán)境下，這種漏斗水位甚至連通承壓含水層，其產(chǎn)生的地面沉降作用將更深遠(yuǎn)。

2.4 軟土地層

通過(guò)對(duì)不同深度地層的沉降觀測(cè)，能準(zhǔn)確劃分地面沉降在垂向空間的分布。如圖3所示，對(duì)長(zhǎng)陽(yáng)花園分層標(biāo)關(guān)鍵層位數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，該點(diǎn)淺部（7.33～4.23 m，相當(dāng)于填土層）沉降10mm，次淺層（4.23～-32.47 m，淤泥軟質(zhì)粘土）沉降90mm，深部地層（-32.47 m以下，仍以淤泥軟質(zhì)粘土為主）沉降約10mm。此外，裕國(guó)賓館分層標(biāo)顯示其80%的沉降量來(lái)源于地表以下20 m深度以內(nèi)的淤泥質(zhì)粘土地層壓縮，而隨著深度增加，沉降明顯減弱。審計(jì)學(xué)院的分層標(biāo)監(jiān)測(cè)結(jié)果也顯示了類似沉降分布規(guī)律，其地表以下32 m以淺皆為淤泥質(zhì)粘土，但總沉降量的86%來(lái)自淺部約15 m厚（3.1～-11.8 m）地層空間的壓縮。由此可見(jiàn)，河西地區(qū)地面沉降主要集中在上部的軟土層中，也就是淤泥質(zhì)粘土是地面沉降的主要貢獻(xiàn)層位。

圖3 地面沉降垂向空間分布Fig.3 Distribution of land subsidence in vertical spatial

3 地面沉降風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

進(jìn)入21世紀(jì)，人類對(duì)可持續(xù)發(fā)展的理解更趨全面，可持續(xù)發(fā)展并不意味著消除環(huán)境災(zāi)害，而是在有條件地接受環(huán)境問(wèn)題下發(fā)展，由此“風(fēng)險(xiǎn)”概念被提出來(lái)。風(fēng)險(xiǎn)是在一定區(qū)域和給定時(shí)段內(nèi)，由于某一自然災(zāi)害而引起的人們生命財(cái)產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的期望損失值，相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)度表達(dá)式為：風(fēng)險(xiǎn)度＝危險(xiǎn)度×易損度（孫紹騁；2001；史培軍等，2005）。上述定義與表達(dá)式得到國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者和國(guó)際組織機(jī)構(gòu)的認(rèn)同，已被應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害研究領(lǐng)域（張梁等，1998；馬寅生等，2004）。

3.1 評(píng)價(jià)方法

根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)基本原理對(duì)河西地面沉降進(jìn)行評(píng)價(jià)。首先，對(duì)地面沉降易發(fā)性和易損性指標(biāo)分別量化，以0-1區(qū)間進(jìn)行標(biāo)度，分：低度、中度和高度三級(jí)，如表2所示。其次，基于GIS平臺(tái)，把評(píng)價(jià)區(qū)按100m×100m進(jìn)行網(wǎng)格化剖分獲得5872個(gè)評(píng)價(jià)單元，在上述量化原則指導(dǎo)下通過(guò)線性插值，對(duì)每個(gè)單元按軟土厚度大小分別賦值。各單元的易損性值大小根據(jù)實(shí)際受災(zāi)體的社會(huì)服務(wù)功能大小和經(jīng)濟(jì)價(jià)值適當(dāng)調(diào)整，以體現(xiàn)強(qiáng)弱秩序?yàn)橐?。最后，通過(guò)易發(fā)性和易損性指標(biāo)的乘積運(yùn)算得到風(fēng)險(xiǎn)值。

表2 易發(fā)性及易損性指標(biāo)量化表Tab.2 Quantization of proneness and vulnerability index

3.2 易發(fā)區(qū)分布

易發(fā)性表征了災(zāi)害事件的概率，也可以理解為危險(xiǎn)度，易發(fā)性高即危險(xiǎn)度高。河西地區(qū)第四系形成時(shí)間晚（中更新世以后堆積），處于欠固結(jié)狀態(tài)，尤其是淤泥質(zhì)軟土發(fā)育，其壓縮性強(qiáng)，構(gòu)成了地面沉降的最大來(lái)源。河西沉降現(xiàn)狀反映出，地面沉降嚴(yán)重區(qū)多為軟土層相對(duì)較厚的區(qū)域，二者具有一致性。本次以河西地區(qū)廣泛分布的淤泥質(zhì)粘土層為主要依據(jù)，按其發(fā)育厚度進(jìn)行分類，相應(yīng)地把河西地區(qū)劃分為三類地面沉降易發(fā)區(qū)。高易發(fā)區(qū)：軟土厚度＞15m；中易發(fā)區(qū)：軟土厚度5～15m；低易發(fā)區(qū)：軟土厚度＜5m。

如圖4所示，河西地區(qū)地面沉降高易發(fā)區(qū)分布于漢中門(mén)—集慶門(mén)區(qū)間的秦淮河西岸一帶、東寶路以北大部分地區(qū)、棉花堤—上新河、積善新寓—鳳凰西街、青奧村—新城科技園一帶。中部的南苑—奧體中心、雙和園—金洲苑和南部的高廟—永勝村一帶屬低易發(fā)區(qū)；其它地區(qū)被劃為中度易發(fā)區(qū)。

圖4 河西地面沉降易發(fā)性分區(qū)Fig.4 Classif cation of subsidence proneness in Hexi area

3.3 易損性

河西地區(qū)受災(zāi)體十分復(fù)雜，既包括生活其中的人和生物，又包括一切可能因地面沉降而產(chǎn)生破壞的固有設(shè)施甚至生態(tài)環(huán)境。地面沉降的易損性可理解為受災(zāi)體的承災(zāi)能力，承災(zāi)能力弱的對(duì)象易損性強(qiáng)。根據(jù)土地規(guī)劃，河西用地類型可概括為公用事業(yè)、科技、金融、工業(yè)、居住和綠地，就承災(zāi)能力而言，公用事業(yè)用地承載著科教、衛(wèi)生、文體、和政府服務(wù)功能，是河西新城的核心組成部分，對(duì)地面沉降災(zāi)害最為敏感，一旦受到破壞，將影響整個(gè)社會(huì)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)?？萍冀鹑跇I(yè)和工業(yè)是支撐河西經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的支柱，一直是重點(diǎn)投資建設(shè)領(lǐng)域，由于資源高度集中，因此也不能輕易受的安全威脅。居住區(qū)是河西的主體，其經(jīng)歷了數(shù)十年的建設(shè)，形成了相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，具有一定的承災(zāi)能力。綠地是建設(shè)投資最薄弱區(qū)，主要發(fā)揮生態(tài)功能，對(duì)地面沉降的敏感性最差。

3.4 風(fēng)險(xiǎn)分區(qū)特征

圖5 河西地面沉降風(fēng)險(xiǎn)區(qū)分布Fig.5 Distribution of land subsidence risk in Hexi area

河西地區(qū)地面沉降風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果集中在0～0.72之間，平均值0.28，總體屬于中度偏低水平。為了顯示出空間的區(qū)分度，采取標(biāo)準(zhǔn)差法進(jìn)行重新分類，以0.5倍標(biāo)準(zhǔn)差以內(nèi)為中等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，即當(dāng)前平均水平。0.5～1.5倍標(biāo)準(zhǔn)差區(qū)間為高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)和低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，1.5倍標(biāo)準(zhǔn)差以上區(qū)間為極高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)或極低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。

河西地區(qū)地面沉降風(fēng)險(xiǎn)的空間分布特征較為明顯，結(jié)果如圖5所示，其既體現(xiàn)了原生地質(zhì)條件的脆弱性，又突出了重要地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性。高度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要分布于北部和中部，如集慶門(mén)—漢中門(mén)沿秦淮河西岸區(qū)、南湖小區(qū)—鳳凰西街片區(qū)、清涼門(mén)大街以北片區(qū)、漢中門(mén)大街—應(yīng)天大街區(qū)間的江東中路西以片區(qū)、夢(mèng)都大街以南到友誼路區(qū)間的泰山路以西片區(qū)。其中，奧體中心—國(guó)際博覽中心CBD區(qū)、新城科技園以及沿江東北路的商貿(mào)中心、醫(yī)院、學(xué)校是極高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。沿江地區(qū)、奧體中心北部—南苑新村、江山大街以北的云龍山路附近、河西南部的高廟—蓮花村一線屬低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。

4 地面沉降防治對(duì)策

（1）城市規(guī)劃優(yōu)先考慮地質(zhì)因素

地質(zhì)環(huán)境與城市發(fā)展密切相關(guān)，在工程地質(zhì)條件差的河西地區(qū)開(kāi)發(fā)建設(shè)，更要優(yōu)先考慮地質(zhì)因素，開(kāi)展工程適宜性評(píng)估，為潛在風(fēng)險(xiǎn)事故制定預(yù)案。在河西南部建設(shè)中，應(yīng)合理利用工程地質(zhì)條件，適當(dāng)降低建筑密度，減輕工程活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響。江北新區(qū)與河西地區(qū)同屬長(zhǎng)江漫灘，地質(zhì)條件相似，建議在整體開(kāi)發(fā)之前，對(duì)區(qū)內(nèi)的軟土分布區(qū)進(jìn)行詳細(xì)勘查，評(píng)價(jià)地基承載力和地面沉降影響，為城市控制性規(guī)劃提供決策依據(jù)。

（2）強(qiáng)化工程施工管理

建設(shè)工程往往誘發(fā)短期快速的地面沉降，如果控制不當(dāng)，還會(huì)危害周邊建筑設(shè)施的安全，影響城市正常秩序。因此，要特別加強(qiáng)施工質(zhì)量管理，為河西地區(qū)建立更為嚴(yán)格的規(guī)章制度和施工技術(shù)要求，以基坑開(kāi)挖和基坑降水為重點(diǎn)，通過(guò)連續(xù)防滲墻、攪拌樁、咬合樁等防滲支護(hù)技術(shù)控制土體側(cè)壓變形和垂向沉降。地面建筑盡量采用深樁基礎(chǔ)，以減小對(duì)淺部地層的附加應(yīng)力，后期可通過(guò)細(xì)致回填和灌漿改良淺部工程地質(zhì)條件。以河西地區(qū)為例，開(kāi)展相關(guān)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，進(jìn)而形成行業(yè)規(guī)范，指導(dǎo)國(guó)內(nèi)相似地質(zhì)條件區(qū)的工程建設(shè)。

（3）繼續(xù)加強(qiáng)地面沉降監(jiān)測(cè)

在河西地區(qū)從事城市建設(shè)，地面沉降難以避免，在今后還會(huì)長(zhǎng)期存在，建議進(jìn)一步加強(qiáng)監(jiān)測(cè)工作，優(yōu)化監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。按一等水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)規(guī)范進(jìn)行全區(qū)監(jiān)測(cè)，廣泛應(yīng)用高新監(jiān)測(cè)技術(shù)，如InSAR監(jiān)測(cè)和光纖監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)有限人力投入下的地面沉降監(jiān)測(cè)精度不斷提升和數(shù)據(jù)量不斷增加。在地面沉降高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)要增加控制點(diǎn)數(shù)量，密切跟蹤地鐵隧道的沉降和滲水滲砂險(xiǎn)情，可應(yīng)用三維激光掃描技術(shù)監(jiān)測(cè)隧道形變。在區(qū)域上對(duì)潛水和承壓水的觀測(cè)孔位進(jìn)行優(yōu)化，使其相對(duì)均勻分布，同時(shí)體現(xiàn)層次性。另外，還應(yīng)部署全區(qū)分層觀測(cè)系統(tǒng)，提升信息化水平，建議采用光纖傳感器連續(xù)記錄、實(shí)時(shí)傳輸?shù)孛娉两祫?dòng)態(tài)。

（4）開(kāi)展地面沉降風(fēng)險(xiǎn)調(diào)控

風(fēng)險(xiǎn)調(diào)控目標(biāo)是盡量降低地面沉降速率，減小災(zāi)害損失，以實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)最優(yōu)化發(fā)展。地面沉降是水土體系內(nèi)受力平衡破壞的結(jié)果，地下水是這一系統(tǒng)中的關(guān)鍵因素，也是調(diào)控地面沉降的切入點(diǎn)。建議城市管理部門(mén)加強(qiáng)對(duì)河西地下水環(huán)境系統(tǒng)的保護(hù)，堅(jiān)持海綿城市發(fā)展理念，擴(kuò)大綠地面積，保持地表水向地下水補(bǔ)給途徑暢通，嚴(yán)格控制地下水開(kāi)采，確保深層地下水的承壓水頭穩(wěn)定不變。同時(shí)，努力實(shí)現(xiàn)對(duì)主要受災(zāi)體的全方位信息化管理，建立地下管網(wǎng)、城市道路、隧橋房屋建筑等基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)庫(kù)，定期更新災(zāi)情信息和地面荷載分布情況，定量化精準(zhǔn)化評(píng)價(jià)其所受經(jīng)濟(jì)損失，輔助編制避災(zāi)預(yù)案。對(duì)于包括地鐵隧道在內(nèi)的大型工程建設(shè)，應(yīng)開(kāi)展地面沉降風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究，充分論證工期內(nèi)不同階段其與地面沉降相互作用關(guān)系，尋求最優(yōu)化的技術(shù)方案。

5 結(jié)論

自南京河西大開(kāi)發(fā)以來(lái)，劇烈的城建工程活動(dòng)誘發(fā)了嚴(yán)重的地面沉降地質(zhì)災(zāi)害，累計(jì)沉降量大于200mm的區(qū)域面積達(dá)34km2，占全區(qū)的55.7%，中心區(qū)沉降量可能超過(guò)500mm。目前，地面沉降仍處于發(fā)展中，最大年沉降量達(dá)35.8mm。地面沉降除受城市建設(shè)影響外，還與河西特殊的地質(zhì)條件密切相關(guān)，當(dāng)?shù)氐谒南禐殚L(zhǎng)江和秦淮河的沖積物，結(jié)構(gòu)松散，淺部淤泥質(zhì)軟土發(fā)育，平均厚度20m，最厚處超過(guò)50m，具有高孔隙比和含水量、壓縮性強(qiáng)特點(diǎn)，對(duì)工程建設(shè)活動(dòng)敏感，是地面沉降的主要貢獻(xiàn)者。綜合分析地質(zhì)條件和人類工程建設(shè)特點(diǎn)后認(rèn)為，河西北部地區(qū)相對(duì)南部更易發(fā)生地面沉降。此外，結(jié)合城市發(fā)展規(guī)劃，預(yù)測(cè)河西地面沉降風(fēng)險(xiǎn)仍將增長(zhǎng)，但空間上會(huì)產(chǎn)生分異，河西北部地區(qū)地面沉降災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)高于中南部地區(qū)，而中南部的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)將以CBD商務(wù)軸和文體軸沿線最為突出。

柏仇勇，曹繼平，周劍鋒，等，2001. 南京地鐵三山街站基坑降水及對(duì)周邊環(huán)境的影響[J]. 河海大學(xué)學(xué)報(bào)，29 (S)：268-270.

馬寅生，張業(yè)成，張春山，等，2004. 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的理論與方法[J]. 地質(zhì)力學(xué)學(xué)報(bào)，10 (1)：7-18.

孫紹騁，2001. 災(zāi)害評(píng)估研究?jī)?nèi)容與方法探討[J]. 地理科學(xué)進(jìn)展，20(2)：122-130.

史培軍，鄒銘，李?？?，等，2005. 從區(qū)域安全建設(shè)到風(fēng)險(xiǎn)管理體系的形成——從第一屆世界風(fēng)險(xiǎn)大會(huì)看災(zāi)害與風(fēng)研究的現(xiàn)狀與發(fā)展趨向[J]. 地球科學(xué)進(jìn)展，20(2)：173-179.

唐益群，嚴(yán)學(xué)新，王建秀，等，2007. 高層建筑群對(duì)地面沉降影響的模型試驗(yàn)研究[J]. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，37(3)：320-325.

譚新根，2015. 南京地鐵軟土地層盾構(gòu)施工沉降控制[J]. 城市軌道交通研究，18(2)：98-104.

王媛媛，孫強(qiáng)，譚儒蛟，2009. 沿海地區(qū)地面沉降的地質(zhì)分析[J].中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)，20(4)：86-94.

王慶，李永泉，曾寶慶，等，2014. 建筑物荷載對(duì)南京河西新城地面沉降影響的數(shù)值模擬分析[J]. 城市勘測(cè)，(5)：153-156.

薛禹群，2003. 我國(guó)地面沉降模擬現(xiàn)狀及需要解決的幾個(gè)問(wèn)題[J]. 水文地質(zhì)工程地質(zhì)，30(5)：1-5.

徐麗雯，黃海軍，劉艷霞，等，2015. 黃河三角洲地區(qū)人工建筑對(duì)地面沉降的影響研究[J]. 海岸工程，34(3)：33-43.

袁銘，白俊武，秦永寬，2016. 國(guó)內(nèi)外地面沉降研究綜述[J].蘇州科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，33(1)：1-5.

張梁，張業(yè)成，羅元華，1998. 地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情評(píng)估理論與實(shí)踐[M]. 北京：地質(zhì)出版社.

張阿根，魏子新，2002. 上海地面沉降研究的過(guò)去、現(xiàn)在與未來(lái)[J]. 水文地質(zhì)工程地質(zhì)，29(5)：72-75.

章昕，李俊才，劉翔，2008. 南京軟土地區(qū)隧道盾構(gòu)法施工引起的橫向地表變形計(jì)算方法[J]. 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，30(2)：64-68.

Research on Land Subsidence of Nanjing Hexi Area

ZHANG Tao1, CHANG Yongqing1, WU Jianqiang2

(1. Nanjing Urban Planning Bureau, Nanjing 210006 ; 2. Geological Survey Institute of Jiangsu Province, Nanjing 210049)

A systematic monitoring and analysis of geological conditions was carried out, in order to make clear the land subsidence in the Hexi area of Nanjing. The area is a foodplain deposited by the fow ing streams of the Yangtze River and the Qinhuai River together. The Upper Quaternary System is composed of well-developed muddy clay, w ith high porosity, com pressible ability, sensitive engineering activities, which is the major contribution horizon to land subsidence. By combining various types of data, the f rst land subsidence cumulative distribution was mapped. We believe that the serious land subsidence is due to large-scale urban construction in poor engineering geological condition. After the analysis of land subsidence susceptibility and its harm to economic and social, the land subsidence risk assessment was made for the whole area. Finally, some suggestions were put forward to prevent land subsidence and optim ize the urban’s sustainable development.

Land subsidence; Disaster; Risk; Flood plain of the Yangtze River ; Nanjing

A

1007-1903（2017）02-0023-07

10.3969/j.issn.1007-1903.2017.02.005

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局“蘇南現(xiàn)代化建設(shè)示范區(qū)綜合地質(zhì)調(diào)查”項(xiàng)目（編號(hào)：12120115043201）

張濤（1962- ），男，高工，主要研究方向：測(cè)繪發(fā)展、智慧城市時(shí)空云平臺(tái)、遙感對(duì)地觀測(cè)、長(zhǎng)江中下游漫灘沉降、BIM三維城市模型應(yīng)用。

武健強(qiáng)（1975- ），男，高工，主要研究方向環(huán)境地質(zhì)。E-mail：jsgswjq@163.com