南京江北新区长江漫滩国土空间开发策略与地面沉降发展规律
 
 摘要
 
南京江北新区地处长江下游漫滩地貌单元，其复杂的工程地质条件及软弱地层使得部分漫滩地区地面沉降已有30年历史。随着国家级新区建设的快速推进，大规模地下空间开发、地铁盾构施工及高层建筑荷载持续增加，地面沉降风险日益凸显。本文基于江北新区核心区域地面沉降的系统调查与研究，从长江漫滩的工程地质特征入手，分析了地面沉降的时空分布规律与成因机理，探讨了国土空间开发与地质环境安全之间的互馈关系，并结合InSAR监测、数值模拟等前沿技术手段，提出了面向漫滩地区的地面沉降防控体系与国土空间开发优化策略。研究表明，江北新区地面沉降是地质构造背景、软土工程特性、城市建设荷载与地下水动力条件综合作用的结果。科学统筹国土空间开发与地面沉降防控，是保障江北新区高质量发展的关键路径。
 
关键词：南京江北新区；长江漫滩；地面沉降；国土空间开发；InSAR监测
 
 
 1 引言
 
地面沉降作为近年来全球范围内多发的地质灾害，其产生的次生危害——毁坏建筑物和基础设施、地基下沉、墙体开裂等——严重制约着城市发展。南京市位于长江中下游地区，长江漫滩区域广泛分布，其复杂的工程地质条件及软弱地层使得部分漫滩地区地面沉降已有30年历史。南京江北新区作为国家级新区，正处于大规模建设的关键阶段，其核心区域恰位于长江漫滩之上，地质条件复杂，地面沉降风险尤为突出。
 
从长江漫滩上生长起来的新主城，位于长江下游，地基存在地面沉降的可能。如何在保障城市安全的前提下推进国土空间的高效开发，已成为江北新区高质量发展必须回应的核心命题。本文以江北新区核心区域地面沉降作为研究内容，通过系统地收集和调查工作区地质背景，综合分析地面沉降的分布特征，在初步分析地面沉降成因的基础上提出防控建议，为南京市国土空间规划和建设提供技术支撑。
 
 2 长江漫滩工程地质特征
 
 2.1 区域地质背景
 
江北新区地处长江中下游冲积平原，地貌单元属长江漫滩。第四纪沉积地层厚度大，上部为软弱的淤泥质土，下部为砂砾、砂卵层，地下水丰富、承压水头高。漫滩土层呈现明显的二元相结构：上部主要为黏性土，包括软土和硬土，下部主要由砂砾组成，这种土层在受到堆载作用后容易发生沉降。
 
 2.2 软土工程特性
 
长江漫滩相软土具有典型的工程劣化特征。软粘土结构强度低、触变性强、灵敏度高、含水量大、压缩性高，多处于软流塑状态；下部砂砾层渗透系数大。在江北新区临江临隧临地铁的超深超大基坑工程中，第四纪沉积地层厚度达65米，上部软土层厚达35米，下部承压含水层厚30米。这种“上软下硬”的地层结构，使漫滩地区在地表荷载和地下水位变化条件下极易产生不均匀沉降。
 
 2.3 地下水动力条件
 
长江漫滩地下水埋深较浅、软土层强度较低，施工易引起软土工程特性变化。下部承压含水层与长江存在密切的水力联系，地下水位的季节性波动和工程降水活动会显著改变土体的有效应力状态，进而诱发地面沉降。由于区域地下水开采形成的降落漏斗效应，软土区在建筑荷载和地下水开采共同作用下，地面沉降问题尤为突出。
 
 3 地面沉降的时空分布规律
 
 3.1 沉降的历史演变
 
江北新区部分漫滩地区地面沉降已有30年历史。江北新区中央商务区地面沉降监测分析表明，该区域沉降具有长期性和累积性特征。近年来，随着新区建设大规模推进，地面沉降问题主要由地铁建设和地下空间开发引起。基于十年时序InSAR的研究发现，江北新区累计沉降超过600毫米。
 
 3.2 空间分布特征
 
地面沉降在江北新区呈现明显的空间分异特征。数值模拟结果表明，江北地区沿江地带沉降量相对较小。但在大规模地下空间开发区域，沉降显著加剧。南京地铁11号线江北新区盾构施工区间的研究表明，东线轴线处沉降量在52.41至54.52毫米范围内，西线沉降量在53.28至55.60毫米范围内。基坑群开挖对地表沉降的影响同样显著，不同开挖时序下围护结构变形、地表沉降、坑底隆起呈现明显差异。
 
 3.3 沉降的影响因素
 
江北新区地面沉降是多重因素耦合作用的结果。地质构造是沉降发生的物质基础——漫滩软土的高压缩性决定了其对荷载的敏感性。城市建设是最活跃的驱动因素——大规模地下空间开挖、地铁盾构施工、高层建筑荷载持续叠加。降雨与地下水动力条件则通过改变土体饱和度和有效应力影响沉降速率。大规模地下开挖与工程降水会显著改变地下水流场与岩土应力场，并反馈诱发地面沉降加剧等系列地质环境效应。
 
 4 地面沉降监测技术体系
 
 4.1 InSAR技术的创新应用
 
江北新区中央商务区创新采用InSAR（合成孔径雷达干涉测量）技术，快速、大面积、精确地获取地面沉降时空分布，集中地、系统性地开展调查评价与监测预警工作。InSAR技术具有全天时、全天候、宽覆盖、高精度等优点，可以解决毫米级地表形变监测、地面沉降风险评价、异常建筑物智能排查等城市管理难题。
 
新区中央商务区运用InSAR技术绘制了地面沉降“一张图”，并基于时序InSAR算法获取沉降点的时序形变监测结果，随时随地为中央商务区工程建设“把脉看诊”。基于时序InSAR和深度学习LSTM模型，可对地表沉降数据进行监测与预测分析，为城市安全管理和外业核查提供技术支持和依据。
 
 4.2 多手段融合监测网络
 
为提升监测精度和覆盖范围，江北新区建立了涵盖多种技术手段的地面沉降监测网络。工作内容涵盖地面沉降详细调查评价、地面沉降水准观测、自动化分层标组建设、地下水动态监测站监测、监测预警信息平台建设、InSAR监测数据分析及地面沉降与城市发展建设相关专题研究等。通过新技术新方法与传统监测相结合，构建起“空—天—地”一体化的立体监测体系。
 
 4.3 数值模拟与预测预警
 
在监测数据基础上，研究者基于Biot固结连续性方程，建立了建筑荷载和地下水开采与地面沉降的三维全耦合数值模型。针对地铁盾构施工引发的地面沉降问题，将土体本构关系拓展为黏弹塑性，考虑土体渗透性的动态变化，建立了地铁盾构引发地面沉降的三维全耦合数值模型。这些模型为沉降趋势预测和防控方案优化提供了科学依据。
 
 5 国土空间开发与地面沉降的互馈关系
 
 5.1 开发强度与沉降响应
 
江北新区大规模国土空间开发与地面沉降之间存在显著的互馈关系。大规模地下开挖与工程降水会显著改变地下水流场与岩土应力场，并反馈诱发地面沉降加剧。江北新区中央商务区地下空间项目对标国际典范，地上地下空间一体化规划设计，各类功能复合利用。然而，亚洲规模最大的单体地下空间建设面临“在‘豆腐’地里建起‘地下城’”的严峻挑战——项目距离长江最近处仅600米，施工区域处于长江漫滩，属于典型的富水软土区。
 
 5.2 地铁等线性工程的影响
 
地铁盾构施工是引发地面沉降的重要因素。研究区内有2条正在建设的地铁线路。盾构开挖引起的地面沉降以隧道轴线为中心对称分布，西线隧道开挖后最终引起累积地面沉降量在轴线之间较大。因此，线性工程的空间布局与沉降风险管控需要统筹协调。
 
 5.3 地下空间开发的制约机理
 
地下空间资源开发受到地质条件的多重制约。数值模拟揭示，大规模地下开挖与工程降水会显著改变地下水流场与岩土应力场，并反馈诱发地面沉降、岩溶塌陷加剧等系列地质环境效应。基于上述互馈机理，江北新区已开创性地开展地下空间资源综合开发利用评价研究，全面查明了新区的地质水文条件与特殊土体分布，揭示了地下空间开发的制约机理与互馈机制，创新性地提出了面向开发全流程的地质安全防控方案。
 
 6 地面沉降防控与国土空间开发优化策略
 
 6.1 健全地面沉降监测预警体系
 
基于地面沉降“一张图”，结合软土层厚度、土地利用类型和地面坡度，建立地面沉降评估指标和模型，从危险性和易损性因素进行分析，进行地面沉降地质灾害风险评价。持续运用InSAR技术全面反映地面、建筑沉降的时空分布，为沉降灾害的预警与治理提供数据和决策支持。
 
 6.2 优化国土空间开发布局
 
江北新区规划形成“1个新主城、1个副城、2个新城、10个新市镇”的城镇体系，协同构建生产、生活、生态融合发展空间底盘。在国土空间开发中，应充分考虑漫滩地区的地质承载力，合理控制开发强度，对高风险区域实施建设避让或限制性开发。居住生活区结合人口流向，在江北新主城合理布局。
 
 6.3 强化地下空间开发的地质安全管控
 
针对漫滩地区地下空间开发的特殊挑战，应全面推行面向开发全流程的地质安全防控方案。在基坑工程中，应采用悬挂止水帷幕降水与回灌优化技术，有效降低地下水对基坑结构的影响，减小地表沉降。对相邻深浅基坑实施开挖时序优化，有效控制围护结构变形和地表沉降。加固处理可采用深层水泥搅拌桩、台阶开挖联合土工格栅与锥探灌浆相结合的方式。
 
 6.4 推进建养融合的韧性城市建设
 
将地面沉降防控纳入城市基础设施全生命周期管理，推动从“被动应对”向“主动防控”转变。建立地面沉降区域年均沉降量控制在5毫米以内、差异沉降梯度降低至2‰以下的目标体系。重点区域地面稳定性提升40%，形成可复制的城市沉降防治技术体系。
 
 7 结语
 
南京江北新区长江漫滩地区的国土空间开发与地面沉降防控，是一个需要长期关注的系统性课题。30年的沉降历史警示我们，漫滩地区的城市建设必须充分尊重地质规律，在开发强度与地质承载力之间寻求动态平衡。InSAR等先进监测技术为地面沉降的精准识别提供了技术支撑，数值模拟为沉降趋势预测和防控方案优化提供了科学依据，而面向开发全流程的地质安全防控方案则为韧性城市建设提供了制度保障。
 
城市建筑空间等学术平台持续关注特殊地质条件下的城市开发与安全防控，而信息与电脑对地理信息系统与遥感技术在城市建设中应用的探讨亦为理解InSAR等监测手段的技术逻辑提供了重要参照。江北新区的实践表明，科学统筹国土空间开发与地面沉降防控，需要在监测预警、规划管控、工程措施和制度建设等多维度协同发力，方能实现城市安全与高质量发展的有机统一。
 
 
 参考文献
 
[1] 袁菲菲. 南京江北新区长江漫滩国土空间开发策略与地面沉降发展规律[J]. 大众标准化, 2026(4): 133-135.
 
[2] 新区中央商务区：用“太空量尺”观测新主城[EB/OL]. 南京江北新区中央商务区, 2023-06-29.
 
[3] 南京市规划和自然资源局. 我局启动长江漫滩地面沉降地质灾害监测工作[EB/OL]. 2020-03-15.
 
[4] 基于时序InSAR和LSTM的南京长江漫滩地区地表形变监测与预测[D]. 2025.