基于精密水準(zhǔn)的南京河西地區(qū)地面沉降監(jiān)測研究

杜偉吉 王敏

【摘? 要】目前，地面沉降已成為比較突出的城市地質(zhì)災(zāi)害之一，嚴(yán)重阻礙了城市建設(shè)和經(jīng)濟社會發(fā)展?；诰芩疁?zhǔn)技術(shù)，論文對2005-2018年南京河西地區(qū)的地面沉降進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測。結(jié)果表明，整個河西地區(qū)普遍存在不同程度的地面沉降，且呈多年持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展特征。此監(jiān)測成果準(zhǔn)確可靠，能夠客觀真實反映南京河西地區(qū)地面沉降變形及分布特征，為區(qū)域基礎(chǔ)建設(shè)和科學(xué)規(guī)劃提供有力基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

【Abstract】At present， land subsidence has become one of the more prominent urban geological disasters， which seriously hinders urban construction and economic and social development. Based on precision leveling technology， the paper continuously monitors the land subsidence in Hexi area of Nanjing from 2005 to 2018. The results show that there are different degrees of land subsidence in the whole Hexi area， and it shows the characteristics of continuous and stable development for many years. The monitoring results are accurate and reliable， which can objectively and truly reflect the land subsidence deformation and distribution characteristics in Hexi area of Nanjing， and provide strong basic data support for regional infrastructure construction and scientific planning.

【關(guān)鍵詞】地面沉降;精密水準(zhǔn);監(jiān)測;沉降漏斗

【Keywords】land subsidence; precision leveling; monitoring; subsidence funnel

【中圖分類號】P642.26? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）03-0142-02

1 引言

現(xiàn)階段，地面沉降已成為比較突出的城市地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象之一[1，2]，且具有成因機制復(fù)雜、防治難度大、持續(xù)時間長、影響范圍廣等特征[3]，如果不加以預(yù)防與控制，將會發(fā)展成為嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害。其危害主要表現(xiàn)為：由于城市地面下沉引起的城市內(nèi)澇;由于不均勻沉降引起的建（構(gòu)）筑物傾斜和裂縫，城市道路、橋梁、鐵路、地鐵、隧道、水電氣等地下管線等線狀市政設(shè)施的扭曲、斷裂等，對人們正常的生產(chǎn)生活帶來非常大的影響，嚴(yán)重阻礙了城市規(guī)劃、建設(shè)和經(jīng)濟社會的快速發(fā)展[4，5]。南京河西地區(qū)為城市建設(shè)新城區(qū)，區(qū)域性的地面沉降問題已經(jīng)凸顯[6]，采用精密水準(zhǔn)觀測手段對地面沉降進(jìn)行監(jiān)測，精準(zhǔn)地把握其沉降變形情況，可以為該區(qū)域內(nèi)建筑、交通、管網(wǎng)等基礎(chǔ)建設(shè)和城市規(guī)劃提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐。

2 研究區(qū)域概況

南京河西地區(qū)東起秦淮河、寧蕪公路，西至長江，北起下關(guān)區(qū)三汊河，南至秦淮新河，面積約56km2，分為北、中、南部三個部分[7]。北部地區(qū)位于應(yīng)天大街以北，面積約20km2，為基本建成區(qū);中部地區(qū)位于應(yīng)天大街以南、江山大街以北，面積約21km2，為現(xiàn)代服務(wù)業(yè)聚集區(qū);南部地區(qū)位于江山大街以南，面積約15km2，為正在開發(fā)建設(shè)區(qū)。

區(qū)域內(nèi)為地勢平坦、低洼的長江沖積漫灘地貌[8，9]，平均高程約7.0m。地層土質(zhì)松軟、含水量大、壓縮性高、承載力低。軟土層厚約50m，表層為2～3m的填土和硬殼層，地表以下大致可分為：上部②-2淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，層厚14～35m，含水量大，但透水性相對較差;中部②-3淤泥粉質(zhì)粘土與粉土互層，埋深8～35m，層厚0～33m，含水量大，透水性強;下部②-4粉土粉細(xì)砂層，具微承壓性。土層平面分布極不均勻，一些部位缺失②-3層，一些部位缺失②-4層。河西地區(qū)地下水埋藏淺，在地表以下1～2m處，水量豐富，主要為孔隙潛水。

3 監(jiān)測實施

為全面掌握南京河西地區(qū)地面沉降狀況，從2005年開始，采用精密水準(zhǔn)觀測技術(shù)按照GB/T 12897—2006《國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范》中二等水準(zhǔn)作業(yè)技術(shù)要求對其進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測。依據(jù)南京河西地區(qū)規(guī)劃、建設(shè)現(xiàn)狀及地層分布，針對性地布設(shè)地面沉降監(jiān)測點位41點，監(jiān)測頻率年/3～4期，截至2018年底，共計完成觀測44期。

4 監(jiān)測成果

南京河西地區(qū)精密水準(zhǔn)監(jiān)測累積變形曲線見圖2，地面沉降累積變形等值線見圖3，北、中、南三部分變形統(tǒng)計見表1。

由圖2可知，在2005-2018年的監(jiān)測期間，南京河西地區(qū)普遍存在不同程度的地面沉降，且具有多年持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的特征，年平均速率大于10mm/a的點包括匯賢居、杏聚村、典雅居、積善廣場、綠博園、實驗學(xué)校、濱江風(fēng)光帶、汪家村東、康苑新村、所街西、江山廣場（新）、定淮門大街西等，最大沉降點為濱江風(fēng)光帶，累積沉降量約為380mm。

由表1可知，北部區(qū)域平均變形量為-125.1mm，最大變形量為-373.3mm（典雅居）;中部區(qū)域平均變形量為-128.7mm，最大變形量為-378.6mm（濱江風(fēng)光帶）;南部區(qū)域平均變形量為-62.3mm，最大變形量為-372.3mm（汪家村東）。三個區(qū)域內(nèi)最大變形量基本相當(dāng)，從平均變形量來看，北部、中部沉降較大，南部較小。

由圖3可知，南京河西地區(qū)地面沉降主要發(fā)生在中部和北部區(qū)域，集中在江山廣場—濱江風(fēng)光帶—綠博園—積善廣場—匯賢居一帶，在匯賢居、典雅居—積善廣場、濱江風(fēng)光帶、江山廣場（新）、定淮門大街西出現(xiàn)200mm以上的沉降漏斗;南部區(qū)域整體沉降較小，但在東北側(cè)臨近中部的汪家村東處（油坊橋周邊）出現(xiàn)沉降量達(dá)372.3mm的沉降漏斗。

5 沉降影響分析

由上述監(jiān)測成果可知，由于地處長江漫灘軟弱地層結(jié)構(gòu)，結(jié)合南京河西地區(qū)地層結(jié)構(gòu)及規(guī)劃開發(fā)建設(shè)現(xiàn)狀，整個河西地區(qū)普遍存在不同程度的地面沉降，趨于多年持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展態(tài)勢。

河西北部至河西中部區(qū)域為河西最早集中開發(fā)區(qū)，基坑開挖與降水活動都極大地擾動了原有的地質(zhì)平衡，且該區(qū)域地基承載力較差，軟土層厚度平均在20m左右，因各類建設(shè)施工導(dǎo)致該地區(qū)沉降漏斗的形成，軟土層固結(jié)導(dǎo)致了該地區(qū)沉降漏斗的擴大與連接成片。

油坊橋周邊由于受地鐵2號線施工與運營擾動影響，從而導(dǎo)致其周邊大范圍沉降漏斗的出現(xiàn)。

河西南部地區(qū)正處于建設(shè)高峰時期，基坑的開挖、地下水的采集以及地鐵2號線西延工程的施工等諸多因素，使得河西南部地區(qū)的沉降后期將呈增大的趨勢。

6 結(jié)論

本文基于精密水準(zhǔn)技術(shù)于2005-2018年對南京河西地區(qū)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測，在對監(jiān)測成果深入分析的基礎(chǔ)上，闡述了河西地區(qū)整體地面沉降變形的分布特征，并根據(jù)河西地區(qū)地層結(jié)構(gòu)及規(guī)劃建設(shè)現(xiàn)狀，對地面沉降影響因素進(jìn)行了探析，為該區(qū)域基礎(chǔ)建設(shè)和城市規(guī)劃提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。

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