基于精密水準的南京河西地區地面沉降監測研究

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災害之一，嚴重阻礙了城市建設和經濟社會發展。基于精密水準技術，論文對2005-2018年南京河西地區的地面沉降進行持續監測。結果表明，整個河西地區普遍存在不同程度的地面沉降，且呈多年持續穩定發展特征。此監測成果準確可靠，能夠客觀真實反映南京河西地區地面沉降變形及分布特征，為區域基礎建設和科學規劃提供有力基礎數據支撐。

【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.

【關鍵詞】地面沉降;精密水準;監測;沉降漏斗

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

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

1 引言

現階段，地面沉降已成為比較突出的城市地質災害現象之一[1，2]，且具有成因機制復雜、防治難度大、持續時間長、影響范圍廣等特征[3]，如果不加以預防與控制，將會發展成為嚴重的地質災害。其危害主要表現為：由于城市地面下沉引起的城市內澇;由于不均勻沉降引起的建（構）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施的扭曲、斷裂等，對人們正常的生產生活帶來非常大的影響，嚴重阻礙了城市規劃、建設和經濟社會的快速發展[4，5]。南京河西地區為城市建設新城區，區域性的地面沉降問題已經凸顯[6]，采用精密水準觀測手段對地面沉降進行監測，精準地把握其沉降變形情況，可以為該區域內建筑、交通、管網等基礎建設和城市規劃提供科學的數據支撐。

2 研究區域概況

南京河西地區東起秦淮河、寧蕪公路，西至長江，北起下關區三汊河，南至秦淮新河，面積約56km2，分為北、中、南部三個部分[7]。北部地區位于應天大街以北，面積約20km2，為基本建成區;中部地區位于應天大街以南、江山大街以北，面積約21km2，為現代服務業聚集區;南部地區位于江山大街以南，面積約15km2，為正在開發建設區。

區域內為地勢平坦、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淤泥質粉質粘土，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 監測實施

為全面掌握南京河西地區地面沉降狀況，從2005年開始，采用精密水準觀測技術按照GB/T 12897—2006《國家一、二等水準測量規范》中二等水準作業技術要求對其進行持續監測。依據南京河西地區規劃、建設現狀及地層分布，針對性地布設地面沉降監測點位41點，監測頻率年/3～4期，截至2018年底，共計完成觀測44期。

4 監測成果

南京河西地區精密水準監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、南三部分變形統計見表1。

由圖2可知，在2005-2018年的監測期間，南京河西地區普遍存在不同程度的地面沉降，且具有多年持續穩定發展的特征，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、實驗學校、濱江風光帶、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光帶，累積沉降量約為380mm。

由表1可知，北部區域平均變形量為-125.1mm，最大變形量為-373.3mm（典雅居）;中部區域平均變形量為-128.7mm，最大變形量為-378.6mm（濱江風光帶）;南部區域平均變形量為-62.3mm，最大變形量為-372.3mm（汪家村東）。三個區域內最大變形量基本相當，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，南京河西地區地面沉降主要發生在中部和北部區域，集中在江山廣場—濱江風光帶—綠博園—積善廣場—匯賢居一帶，在匯賢居、典雅居—積善廣場、濱江風光帶、江山廣場（新）、定淮門大街西出現200mm以上的沉降漏斗;南部區域整體沉降較小，但在東北側臨近中部的汪家村東處（油坊橋周邊）出現沉降量達372.3mm的沉降漏斗。

5 沉降影響分析

由上述監測成果可知，由于地處長江漫灘軟弱地層結構，結合南京河西地區地層結構及規劃開發建設現狀，整個河西地區普遍存在不同程度的地面沉降，趨于多年持續穩定發展態勢。

河西北部至河西中部區域為河西最早集中開發區，基坑開挖與降水活動都極大地擾動了原有的地質平衡，且該區域地基承載力較差，軟土層厚度平均在20m左右，因各類建設施工導致該地區沉降漏斗的形成，軟土層固結導致了該地區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，從而導致其周邊大范圍沉降漏斗的出現。

河西南部地區正處于建設高峰時期，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，使得河西南部地區的沉降后期將呈增大的趨勢。

6 結論

本文基于精密水準技術于2005-2018年對南京河西地區進行持續監測，在對監測成果深入分析的基礎上，闡述了河西地區整體地面沉降變形的分布特征，并根據河西地區地層結構及規劃建設現狀，對地面沉降影響因素進行了探析，為該區域基礎建設和城市規劃提供了基礎數據支持。

【參考文獻】

【1】潘登，王繼華，汪寶存，等.鄭州市地面沉降分布特征及機理研究[J].山東農業大學學報（自然科學版），2020，51（4）：01-04.

【2】李軍.太原市現今地面沉降特征分析[J].測繪科學，2016，41（7）：73-76.

【3】周超凡，宮輝力，陳蓓蓓，等.北京市典型地區地面沉降空間格局分析[J].遙感信息，2017，32（4）：24-29.

【4】雷坤超，羅勇，陳蓓蓓，等.北京平原區地面沉降水準監測網點位優化[J].中國地質，2016，43（4）：1457-1467.

【5】種亞輝，董少春，胡歡.基于時序InSAR技術的常州市地面沉降監測與分析[J].高效地質學報，2019，25（1）：131-143.

【6】周健華.南京河西地區基坑施工對周邊環境的影響及防治措施[D].南京：南京大學，2012.

【7】張濤，常永青，武健強.南京河西地區地面沉降研究[J].城市地質，2017，12（2）：23-29.

【8】王慶，張濤，邱志偉，等.Insar技術在南京河西新城地面沉降監測中的應用[J].城市勘測，2014（2）：96-98.

【9】鐘金寧，尚明.城市地面沉降監測的研究[J].現代測繪，2007，30（3）：32-33.