南京市地下空間資源開發利用潛力評估與規劃管控

中圖分類號：TU984.113；P64 文獻標志碼：A

0 引言

地下空間資源作為城市空間資源的重要組成，統籌考慮城市地上、地表與地下空間資源，需要建立統一規劃、全域管控、依法治理的管控機制。為統籌優化國土空間規劃布局，開展城市地下空間資源綜合開發利用評價，深人推進江蘇省礦地融合創新實踐，2020年9月南京市成功申報了礦地融合試點項目《南京城市地下空間資源綜合開發利用評價》。近年來，南京市在城市地質調查的基礎上，組織開展城市地下空間資源調查，在調查精度和深度、三維模型構建、地下空間資源評價、多種地下資源協同利用、地下空間數據庫與平臺建設等方面先行先試，該實踐對推進江蘇省礦地融合創新具有典型示范意義。

1南京市區域地質的分析

南京市區域中生代以前構造活動受揚子板塊控制，構造形式以近東西向的基底褶皺和塑性流變構造為特征；區內發育的褶皺主要有老山復背斜、幕府山復背斜、棲霞山復背斜、范家塘復向斜、仙鶴門（靈山）-寶華山背斜、江寧-孟家塘復向斜、青龍山-湯山-倉山復背斜，斷裂主要呈北東向、北西向以及近東西向展布。

2開發利用潛力評價

南京市在地質特征地質災害風險評價、危險性區域評估與應用方面，研究還不夠系統全面[1-2]。國內一些城市和地區開展了地下空間開發建設的研究，分析了城市地下空間資源開發利用的難點、對策，如上海市、青島市、雄安市等[3-9]。本文以南京市為研究范圍，分重點區、一般區、示范區，基于城市建設的地下空間開發利用評價，采用層次分析法模型，結合地質評價結果和負面清單，利用GIS軟件進行疊加分析，取得綜合評價結果。通過地質資料收集和分析，地質環境問題總結為地形地貌、工程地質條件、水文地質條件、地質災害、地震效應5個方面。開展了地層劃分地方標準的編制、工程地質鉆孔動態管理框架以及工程建設采挖砂石土料協同利用研究等工作[10]。依據《南京市城市地下空間開發利用總體規劃》（2015—2030年）[1]，地下空間豎向層次劃分為淺層 0～-15m 中層 -15～-40m 深層 -40m 三個豎向層次。根據地下空間資源開發難度評價模型、指標量化標準以及指標權重，得到評價單元開發難易度等級，將開發條件等級劃分為好、較好、一般、較差，得到地下空間開發地質環境適宜性評價結果。

淺層地下空間開發難度總體較小。南京市該區以崗地為主，淺層地下空間范圍內土體以下蜀土為主，強度較高，穩定性較好，地下水埋深大，含水層不發達，富水性差，地下空間開發地質條件好，開發難度小。沿江的臨江、八卦洲、孔莊等地區由于富水砂層厚度普遍超過 10m ，地下空間開發面臨基坑涌水涌砂的風險較高，難度一般。中層地下空間開發難易性與淺層地下空間趨勢相似，但難度一般區域增加且出現難度較大地區，開挖難度逐漸提高。其中，難度小區范圍與淺層基本一致，主要以崗地為主。該區中層地下空間范圍內基本以巖體為主，強度高，穩定性好，地下空間開發地質條件好。深層地下空間開發隨著深度的增加，難度相對更大，難度小與較小區范圍與中層基本一致，難度一般與較大區范圍有所擴大。在沿江的臨江、八卦洲、戴莊、孔莊等地區除了軟土和富水砂層厚度較大，卵礫石層厚度也較大，給盾構施工帶來基坑塌陷、邊坡失穩、基坑排水困難、刀具磨損等一系列問題，適宜性較差。

3建立管控體系

建立地質模型的二、三維數據庫，分析地下空間規劃和資源評價成果，從工程建設的視角出發，推動規劃落地性和資源適宜性的進一步融合，分析地下空間開發建設影響因素，提出基于地下工程建設開發利用的管控方法和建議策略，滿足規劃管理的需要[12]

3.1地質模型的數據建庫分析

南京市位于江南丘陵區的東北邊緣、寧鎮山脈的西端，長江從西南向東北橫貫北區，完成全市三維地質模型建模，范圍包括南京市全域，面積 6587km² ，共完成62個片元的三維模型構建并進行拼接。針對南京市重建立了主城區、江北新區、六合、溧水、高淳重點區模型，對重點區進行了三維網格剖分，建立了多種屬性模型，形成了一套網格加屬性的標準化大數據集，為數值模擬、歷史擬合、機器學習技術的應用做好了鋪墊。

3.2地下空間開發建設影響因素

地下空間開發利用相關地質因素很多，如地形地貌、區域穩定性與活動斷裂、軟土沉陷、砂土液化、流砂管涌、地質災害等，影響地下空間選址、規劃布局、工程設施、道路選線、建筑物和構筑物布置等諸方面。開展城市地下空間資源評價、開發利用適宜性評價、需求分析、潛力挖掘、規劃策略研究方面，存在不同調查研究方法[13-17]

南京市有低山、丘陵、崗地、平原和洲地等類型，地質條件復雜，城市地下空間資源利用時需要重點關注砂土、軟土、卵礫石層、膨脹土4大地質問題。南京市的地下空間綜合開發位居全國第一，但仍存在地下空間開發無序、淺層開發為主的特點。地下空間資源利用需防范軟土地基和邊坡失穩問題。軟土層是南京地區特有的巖土類型，廣泛見于平原工程地質區，是不良工程地質之一。地下空間資源利用需防范砂土液化問題。地下空間利用需防范基坑邊坡失穩、工程結構失效等風險。南京市淺層地下空間膨脹土分布較廣。對膨脹土地基，應做好地表的防滲與排水措施。地下空間利用需防范富水砂礫卵石層基坑塌陷、邊坡失穩等風險。地下空間開發利用過程中建議做好科學降水、圍巖加固和工藝改進。

3.3示范區地下空間開發地質資料

本文綜合利用自然、地質、人文、社會經濟等各種資料，進行城市地下空間三維模型構建，研究了地下空間資源綜合開發利用適建性評估方法，對其他區域地下空間資源綜合開發利用分析起到示范作用。本文基于示范區地形地貌數據、地質勘查數據等構建示范區基巖地質模型、工程地質模型和第四紀地質模型，融合示范區人工建構筑物三維模型，形成自然與人工對象融合的地上下一體化三維模型，搭建了清涼門示范區工程地質模型大層三維模型，如圖1所示。

圖1清涼門示范區工程地質模型大層示意

4地質資料在國土空間規劃中的應用建議

（1）充分利用特色地質資源服務鄉村振興。利用特色富硒資源，因地制宜規劃種植區域，打造特色產業基地，服務鄉村振興。南京市已查明了富硒特色土地資源分布，結合土地利用現狀，明確其他富硒優勢農作物品種，因地制宜規劃種植區域，豐富富硒產品種類，提高集聚效應，依托富硒資源打造特色產業基地。

（2）依托土壤環境質量調查成果推進耕地資源保護與安全利用。南京市農用地土壤質量總體良好，養分中等偏上水平，局部存在重金屬超標。劃分成不同區域，包括優先保護區、安全利用區、嚴格管控區，根據不同的區域特征，推進耕地資源保護與安全利用。

（3）充分利用綜合地質調查成果推進地面沉降風險評估，構建多部門協同的地面沉降防控體系。南京市一直開展地面沉降調查相關工作，通過高精度InSAR監測全覆蓋，精確掌握地面沉降現狀。了解地面沉降現狀，南京市出臺了地面沉降防治管理辦法，建立規劃與多部門聯動機制，互相協同配合，提高地面沉降防治與減災能力。

（4）建設地質資料共享平臺，倡導公眾參與。2012年，上海市搭建了上海地質資料信息共享平臺[18-20]。2022年，南京市搭建了地質信息共享平臺，實現了對城市地質調查、蘇南（南京）綜合地質調查及地質成果數據的集成管理，建立了典型應用示范區應用研究技術路線，如圖2所示。平臺承載南京市全區、重點區、示范區等各精度三維地質體模型，基于三維分析功能開發了三維地質體模型進行剖切、開挖、爆炸等空間分析功能，更直觀展示地層結構，不良地質體分布范圍，提供可視化的地質結構信息展示。

圖2典型應用示范區應用研究技術路線

5結語

地下空間建設和開發過程中，應重視地質環境與工程相結合，關注地下工程運行造成地層的不良互饋蠕變等。綜合考慮地質時代、成因類型、物質成分等因素，查明地下空間開發地質條件。采用鉆孔-剖面聯合建模方法構建了地質三維模型，透視地質結構與地下構筑物。

本文開展城市地下空間資源管控原理與方法研究，多學科多領域協作推進以地下多深度、多要素地下空間協同規劃，從不同角度評價了地下空間資源開發潛力，建立了多層級地下空間管控體系。

本文依托江蘇省礦地融合試點項目《南京城市地下空間資源綜合開發利用評價》，研究開展地下空間資源利用管控體系，建立管控措施，研究引導對策，建設一體化數據庫，進行南京地下空間資源特色分析，試圖尋求地質與規劃融合的規律，助推城市綜合開發利用評價。

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[20南京市和自然資源局.南京城市地下空間資源綜合開發利用評價[M].南京：南京市和自然資源局，2022.

（編輯姚鑫）

Abstract：Inthe process of underground space construction and development，geological environment should be fully considered，and problems should be viewed with a connected perspective，emphasizing the combination of geological environment and engineering.The article conducts research on the principles and methods of urban underground space resource management，extensively collects，organizes research and application data，combinesqualitativeand quantitative analysis，focuses on theaccumulationof data throughout the entire lifecycle，promotescolaborative planning across multiple disciplines and fields，conductsresearch on the managementand control system of underground space resource utilization，establishes control measures for urban underground space resource utilization， studies the constraint mechanism and guidance measures for underground space development，constructs an integrated database of management and control system，analyzes the characteristics of Nanjing's underground space resources， andattempts toseek the laws ofintegration between geologyand planning basedonthecurrent problems，and conducts comprehensive development and utilization evaluation.

Key words： underground space resources; spatial planning; potential evaluation; control system; geology and mining integration