宁波市地面沉降基础资料.docx
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宁波市地面沉降基础资料
一、前言
（一）目的与任务
1、目的
宁波是我国沿海开放、开发较早的的港口城市，随着近年来全市开放开发的日趋深入，经济发展进一步提升。
与此同时，城市基础设施建设迅猛发展，旧区改造、新居住区成片开发，大量高层、超高层建筑不断密集兴建，城市面貌日新月异。
在此条件下，工程建设的地面沉降效应逐渐凸显，成为宁波近年来新的沉降重要诱导因素。
宁波地面沉降由来已久，以往主要是由于不合理地下水开采所致。
自上世纪80年代开始，陆续实施地面沉降综合调控措施，地下水资源的开发利用也得到科学有效的管理，特别是90年代以来，宁波中心城区地下水的开采得到严格控制，地下水水位基本保持稳定态势，并在地区和层次上的展布也较为均衡，因而由不合理开采地下水引发地面变形的发展过程在中心城区较为平缓。
在此背景下，90年代末期兴起的宁波市大规模城市改造建设诱发的工程性地面沉降问题便逐年凸现。
宁波市地质环境条件复杂，软弱土层深厚，土体物理力学指标低，建于软土地基上的高层建（构）筑物多半采用桩基；宁波市区工程地质条件的特性决定了绝大多数桩基为摩擦桩的属性，故建（构）筑物自重将由桩基依次传递到各持力土层中。
因此，由单个建筑物自重必然会引发地基变形和局部地面沉降，这种局部地面沉降点到线，再线发展到面，随着成片密集建筑群效应的累积和扩大，从而产生大范围、区域性建设工程性地面沉降。
由于我国城市化正处于刚刚起步或加速发展的初期，因此，工程性地面沉降的出现相对较晚，现状和危害都还不甚显著，相对于不合理地下水开采导致的大范围、大幅度区域性地面沉降的危害还不为社会和政府决策所重视。
但从目前国内各大城市的地面沉降统计与研究程度而言，工程性地面沉降正成为妨碍“科学发展”的重大隐患。
上海市已经发布了界定地面沉降与地基变形的相关法规、规程，为更有效、更明确的开展工程性地面沉降研究和工作作了一定的探讨。
宁波市更应该结合自身的实际和特点，从解决实际问题的角度、深化科学发展的高度，将工程性地面沉降的研究和应用开展下去。
随着城市建设的快速发展，宁波市区相继形成了多个工程性地面沉降小漏斗（见表1.1），其中鄞州中心区建设工程规模相对较大，其年沉降速率达到5.5～36.5毫米，对宁波市整体地面沉降控制目标提出了更严峻的考验。
表1.1工程性地面沉降小漏斗特征汇总表
单位：
毫米
序号
小漏斗中心区位置（范围）
累计沉降量
2005至2007年平均沉降量
1
环城北路
50~110
5.0
2
鄞州中心区
70~290
8.5~12.5
3
布政~石碶
40~190
7.5~36.5
4
儿童公园~科技公园
80~100
5.5~12.5
5
梅墟
50~83
5.5~11
6
庄桥~庄市
50~151
4~13.5
地面沉降危害极大，它可造成城市标高资源的全面损失；引起滨海平原防洪工程的防洪能力和城市排水工程的排放能力降低，洪涝灾害加剧；水准点高程失真，影响城市规划建设；桥梁净空减小，影响内河航道的通航能力；城市交通线网的差异沉降破坏，直接影响到交通线网的运营安全和维护成本；危及古迹、名胜和各种建（构）筑物的安全等。
地面沉降已严重影响城市化进程和经济社会的可持续发展，有关部门也已采取了防治措施，但尚未达到有效控制，因此进行工程性地面沉降调查和监测网络建设至关重要又迫在眉睫。
宁波市工程性地面沉降调查和监测网络建设，是指通过对宁波市区及周边地区区域地质环境条件及由人类活动引发的工程性地面沉降问题的调查研究，摸清工程性地面沉降状况与趋势，初步掌握工程性地面沉降的规律和机理，拟定工程性地面沉降的防治对策，为区域经济与社会可持续发展、生态环境建设与保护提供地质依据，更是为各级政府决策提供专业技术保障打下基础。
2、任务
工程性地面沉降调查的主要工作任务：
（1）查明调查区区域地质环境条件；
（2）查明区域工程性地面沉降的分布、特征、成因、危害及影响因素；
（3）根据工程性地面沉降特征，结合城市化建设，初步建立工程性地面沉降监测网络。
（二）范围
宁波平原，主要为海曙和江东全部，江北大部分和鄞州部分地区。
（三）依据
1、《地质灾害防治条例》，中华人民共和国国务院令（2004年3月1日）；
2、《浙江省人民政府关于加强地面沉降防治工作的意见》，浙政发［2006］30号（2006年10月）；
3、《宁波市地面沉降“十一五”防治规划》，宁波市人民政府（2008年4月）；
4、《地面沉降监测技术要求》，中国地质调查局（2006年7月）；
5、《1:
25万区域地质调查技术要求》，中国地质调查局（2006年）；
6、《区域环境地质调查总则》，中国地质调查局（2004年2月）；
7、《地质调查成果图数字制图技术规程》，中国地质调查局。
（四）研究程度
宁波市已有的区域地质、水文地质、工程地质、环境地质调查或勘查资料较多，为本次工作提供了丰富的基础资料（见表1.2）。
表1.2前人主要工作成果一览表
序号
报告名称
完成时间
1
宁波1/20万区域地质调查报告
1981.9
2
宁波地面沉降工程地质研究报告
1986
3
宁波市1/5万区域工程地质图及说明书
1986.9
4
宁波幅、柴桥幅1/5万区域地质普查报告
1987.9
5
宁波市区及鄞县区域水文地质调查
1998
6
宁波市区地质灾害防治规划、宁波市地质灾害防治规划
2003.9
7
鄞州区地质灾害防治规划
2004.8
8
浙江省宁波监测区地质环境监测报告（2001～2005年）
2006.6
9
宁波市地面沉降“十一五”防治规划
2007.7
10
宁波市城市环境地质问题调查评价报告
2007.3
11
宁波市快速轨道交通地面沉降监测规划报告
2007.5
二、调查背景
（一）自然地理
1、地理位置
宁波位于中国海岸线中段，浙江省东部，长江三角州东南角，浙江宁奉平原东端，东临东海，北跨杭州湾，西接绍兴市，南接三门湾，东面宽175km，南北长192km，地理位置介于东径1205225～1222650，北纬284338～302718之间。
2、地形地貌
宁波市区由低山丘陵和滨海平原组成，西郊、东郊为低山丘陵，面积287.5km2，海拔一般在400m（黄海高程，下同）以下，分别属四明山和天台山山脉。
滨海平原面积745.5km2，标高2.0～3.0m，沿江两岸低洼处不足2.0m。
市区由第四系全新统冲湖积层组成，地形开阔平坦，新垦滩涂低于1m，地貌类型单一，地势自西向东微倾，平原表面坡降小于0.2‰。
3、气象水文
宁波市区属亚热带季风气候区，温暖湿润，雨量充沛，四季分明，光照强，气候和降水受自然地带、季节环境和地形的综合影响，随冬夏季风而变化，冬季以晴暖天气为主，春末夏初，雨量充沛，称“梅雨季”，夏秋七、八月间，台风活动频繁，多年平均气温16.2C，多年平均降雨量1370mm，年平均相对湿度为78%，2005年城区年降雨量为1514.3mm，蒸发量762.4mm，全年中6月15平均相对湿度最大，可达90%，12月份最小。
市区水文情况较复杂，平原河道密布成网，主要河流有甬江及独流入海的岩河等溪流，甬江由奉化江及姚江，在宁波城区三江口汇合而成，流向东偏北，在镇海口入海，姚江全长107.4km，流域面积1934km2，奉化江全长92.6km，流域面积1354km2。
甬江为感潮河，年运流量约40亿m3，潮水可至鄞江、萧镇及西坞等地，宁波站潮位：
历年最高潮水位2.98m，历年最低水位-1.72m，平均高潮位1.15m，平均低潮位0.51m，历年最大潮差3.62m，平均潮差1.66m。
宁波平原河渠密布，每平方公里面积内河渠长度在2.5～4.0公里之间，河渠宽度15～50cm之间，河水位一般低于地面0.5～1.2m，水源0.8～2.5m。
大碶平原河渠密布，每平方公里面积内河渠长度2.5～3.5公里之间，河渠宽度在15～45m之间，河水位主要受大气降水和人工控制。
（二）社会经济发展
宁波地处我国大陆海岸线中段，是我国著名的港口城市。
宁波市下辖6个区，即海曙区、江东区、江北区、镇海区、北仑区和鄞州区，共有60个镇（乡、街道），1122个行政村，2005年，总人口为556.70万人，国内生产总值为2449.31亿元，国内生产增长率为12.6%，基本形成临港工业，高新技术产业和传统优势行业为主体的三大板块。
宁波交通便捷，以铁路、公路、航空、港口为主，主要公路交通干线有：
杭甬高速公路、同三国道主干线、甬金高速公路、宁波杭州湾跨海大桥及连接线、甬舟高速公路、甬台温复线。
铁路以萧甬铁路、甬台温铁路、甬金铁路、杭甬客运专线铁路、沪甬客运专线铁路组成，航空以栎社机场为主，中运期考虑庄桥机场搬迁，规划在慈溪观海卫东北预留新机场场地，港口坚持“合作繁荣”的共同发展原则，整合宁波港和舟山港资源，加快港口一体化建设，在有效保护和合理开发岸线资源的前提下，推进金塘岛、六横岛联合开发和象山港建设，形成长江三角洲和长江沿线地区主要物资转运枢纽。
到2020年，经济和社会保持持续、稳定、快速发展，产业结构合理，基础设施完善，城市发展协调，生态环境，人民生活更加殷实，现代化都市格局基本形成，长江三角洲南翼经济中心地位牢固确定，力争在2020年前率先基本实现现代化，经济和社会发展达到发达国家水平，城市综合实力和竞争力位居全国前列。
（三）区域地质环境条件
1、地层
（1）前第四纪地层
区内出露的前第四纪地层主要为上侏罗统磨石群中酸性火山碎屑岩及下白垩统火山沉积岩分布于平原周围山区，构成低山丘陵地貌；而白垩统火山沉积岩构成宁波平原基底。
侏罗系上统可细分为大爽组（J3d）、高坞组（J3g）、西山头组（J3x）、茶湾组（J3c）、九里坪组（J3j），其中大爽组、西山头组、茶湾组为莫安质～流纹质晶屑坡屑孔灰岩，凝灰岩夹沉凝灰岩、凝灰质砂页岩；高坞组为流纹质晶屑熔结凝灰岩；九里坪组以岩性单一的流纹质岩为主，局部为霏细岩，白垩系下统仅之于洪家（管庄）、东钱湖、东吴镇、岐阳、姜山等地，岩性为赤者红、灰绿、紫红色砂砾岩、砂岩等，宁波平原基底地层主要为下白垩统方岩组（K1f）的紫红色砾岩、砂岩、泥岩等。
（2）第四系地层
区内第四纪地层广泛发育，主要分布于宁波平原、大碶平原及沟合和坡麓地带，
第四纪堆积物厚度变化比较大，由沟谷、坡麓的3～5m增至滨海平原的120m。
九龙山、太白山等较大沟谷地区、第四纪地层的全能统砂砾石为主，上部为粉细砂、亚砂土或亚粘土，具二元结构特征，向下游颗粒变细，呈扇状与海相汇积层交错，尖灭于海积层中，厚度6～10m。
小型沟谷和坡麓地区、第四系汇积物以上更新统洪积、坡洪积含粘性土砂砾石、粉性土混碎石为主，分选性差，厚度3～6m。
平原区第四系厚度50～110米，最厚达120余米，成因类型复杂，地层以中更新世至全新世，一般均有发育，主要类型为河流相、河潮相及海相、滨海相等（见表2.1）。
2、新构造运动与地震
宁波市处于新华厦系巨型构造体系第二隆起带南部，以断裂构造为主，褶皱不明显，构成隆起与凹陷相间的构造格局，断裂构造以北东向、北北东向断裂为主，北西、北西西和近东西向断裂次之。
规划节理裂隙较发育，总体走向基本与构造体系一致，大部分节理平直、光滑，宽度在1～5mm左右，少数达10mm以上。
按全国地震区带划分，宁波位于东南沿海II等地震区的东北段之定海～温州地震带（III）。
地貌上处于构造差异性升降运动较明显，历史地震相对较少。
历史上曾发生大于3级地震26次，震级多小于4级，其中不小于4级的历史地震共有4次，最高震级为镇海1523年8月24日发生的4.75级地震。
自1970年以来，大于2级地震共有16次（见表2.2）。
因此，宁波市区地震具有强度弱，频度低，以弱震、微震为主，区域稳定性较好。
根据1/400万《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）及《宁波市地震动峰值加速度区划图》[GB18306-2001（局印）]，确定宁波市区地震动峰值加速度为0.25～0.1g，其中镇海和北仑区为0.1g，相当于地震基本烈度6～7。
表2.1宁波市平原区第四纪地层划分表
地层单位
成因类型
地层代号
岩性描述
对应层号
系统组段
第四系
全新统
上组
冲洪积
海积
冲湖积
湖沼积
al-mQ43
mQ43
al-lQ43
lhQ43
灰黄色粉质粘土、粉土、稍密～中密
褐黄、灰黄色粉质粘土、粘土、可塑～软塑
中组
冲海积
海积
al-mQ42
mQ42
黄灰、灰色、粉土、粉砂、稍密～中密
灰色淤泥质土流塑，局部夹粉砂、粉土
下组
冲海积
al-mQ41
灰色、灰绿色粉砂、含粘性土粉砂、稍密，局部为粉土
海积
mQ41
灰色淤泥质土、流塑、灰色粘性土、软塑
上更新统
上组
上段
冲湖积
al-lQ32-2
褐黄、灰绿色粘性土，可塑，局部夹灰黄色粉细砂
1
海积
mQ32-2
灰色粘性土，软塑，局部灰绿色粉土
2
冲海积
al-mQ32-2
灰色粉土，粉细砂
3
下段
冲湖积
al-lQ32-1
褐黄、灰绿色粘性土，可～硬塑
1
海积
mQ32-1
灰色粘性土、可塑
2
冲积、冲海积
al-mQ32-2
灰、灰黄、灰绿色粉土、粉、砂
3
下组
冲湖积
al-lQ31
褐黄、灰绿色粘性土，可～硬塑
1
海积
mQ31
灰色粘性土，可塑
2
冲（洪）积
al（pl）Q31
灰、灰黄色，卵（砾）石，砾砂、砂，中密～密实
3
中更新统
上组
冲湖积
al-lQ22
杂色特性土层，可塑～硬塑
1
冲（洪）积
al（pl）Q22
卵（砾）石、砾砂、砂，密实
2
下组
冲湖积
al-lQ21
杂色粘性土层，硬塑
冲（洪）积
al（pl）Q21
卵（碎）石、砾砂、砂、密实
基岩
表2.2宁波市区历史地震目录
发震日期
纬度（）
径度（）
震级
1520.12
29.6
121.6
4
1523.8.24
30
121.7
4.75
1715.2.17
30
121.7
4
1799.06
29.7
121.7
4
1977.4.26
29.1
122.1
2.0
1977.05.19
29.5
121.5
2.4
1978.7.27
29.5
121.5
2.2
1983.3.11
29.5
121.2
2.1
1984.7.6
29.5
121.2
2.8
1993.9.4
29.4
121.4
2.4
1993.2.26
29.2
120.7
3.3
1994.9.7
29.9
121.2
4.2
1998.10.7
29.5
121.2
2.0
199.7.30
29.5
121.2
2.0
2000.2.20
29.4
121.4
2.0
2000.3.30
29.4
121.3
2.4
3、土体工程地质特征
本次工程性地面沉降调查范围为平原区。
对工程性地面沉降调查区域内的土体进行工程地质分层。
重点依据土体沉积的时代、成因、类型、结构、岩性及物理力学性质等特征，进行了工程地质分层，各工程地质层地质特征详述如下：
层：
粉质粘土（硬壳层）、人工填土（mQ43、mlQ42）
硬壳层：
棕色、黄褐色、灰黄色，粉质粘土，表部0.2～0.5m为耕植土，全区广泛分布，厚度自山前向海滨减小，一般1～1.5m，最厚达3m，软～可塑，厚层状，中～高压缩性。
人工填土：
杂色，由混凝土块，碎石块等组成，局部夹淤泥，普遍分布于居民区，道路等地表，为地基基础修筑等人工堆积而成，厚度一般0.5～1.5m，局部厚度较大。
淤泥：
主要分布于沿海高潮线以下，一般厚2～3m，灰黄色，以粉粒为主，流塑，具高压缩性，物理力学性质差。
层：
淤泥质粉质粘土（mQ42）
全新进中期或中晚期海相汇积，灰色、流塑，局部夹粉砂、粉土，顶板埋深1～2m，厚度10～20m，另外，还分布泥炭质土，灰黑色，含水量高，土性不均匀，高压缩性强度低。
层：
粉质粘土、淤泥质粉质粘土（mQ41）
全能世早期海相汇积，灰色，流～软塑状态，高压缩性，具鳞片状构造，平原区广泛分布，顶板埋深16～29m，厚度5～30m，是影响建筑物沉降变形的主要层位，局部含有机性粉质粘土。
1层：
粉质粘土、粘土（al-lQ32-2）
晚更新世晚期冲湖积：
上部暗绿色粉质粘土、粘土，下部褐黄色粉质粘土、粘土、可～硬塑，常见铁锰质结核，属中～低压缩性大，一般顶板埋深10～20余米，厚度5～15m。
2层：
粉质粘土、粘土（mQ32-2）
晚更新世晚期的产物，宁波平原为海积粉质粘土，大碶平原为冲海积粉质粘土、粉质粘类砂砾石，呈灰、深灰色，软～软可塑，中～高压缩性，顶板埋深20～50m，厚度5～20m。
3层：
粉土、粉砂（al-lQ32-2）
晚更新世晚期之产物，在区内仅局部分布，岩性主要灰、深灰色粉土或粉砂，稍密～中密状态，中～低压缩性，顶板埋深20～50m，厚度5～20m。
1层：
粉质粘土、粉土（al-lQ32-1）
晚更新世晚期冲湖积，灰绿色、黄绿色，可～硬塑，厚层状，中～低压缩性土。
2层：
粉细砂（alQ31）
粉细砂、砾砂、灰色、中密、厚层状。
3层：
粉土、粉质粘土（mQ31）
灰色，软～可塑，厚层状，会植物碎屑。
1层：
粉质粘土（al-lQ31）
晚更新世早期湖相汇积，灰绿、黄绿色，可塑～硬塑，中～低压缩性，顶板埋深45～50m，一般厚度4～7m。
2层：
砾砂（alQ22）
褐黄色，中密～密实，厚层状，砾大小不一。
3层：
粉质粘土（alQ31）
晚更新世早期冲湖积、冲积层，灰绿、黄褐色，可塑～硬可塑，低压缩性，顶板埋深50～60m，厚度仅2～5m。
层：
粉质粘土类砾石（al-plQ21）
中更新世晚期冲积，湖相积，黄褐色，可塑，中密～密实状，厚层状，顶板埋深50～70m。
层：
粉质粘土类碎砾石（al-plQ21）砂砾石、碎石（al-plQ21）
中更新世早期冲积、坡洪积层，褐黄色，中密～密实，前者埋置较浅，直接覆于基岩之上，后者顶板埋深一般为60～90m。
（三）水文地质条件
1、地下水类型
按地下水埋置条件赋存规律，本区可分为松散岩类孔隙水，红层孔隙水和基岩裂隙水三种类型，其中松散岩类孔隙水又可分为孔隙潜水和孔隙承压水。
（1）松散岩类孔隙水
a.孔隙潜水
河谷区孔隙潜水含水层呈带状分布在山间河谷中，沟谷中心由全新统上组冲积～冲洪积砂砾石及砂砾石含粘性土组成，水量丰量，单井涌水量一般大于2000m3/d，沟谷两侧由上至新统冲积、洪积、坡洪积含粘性土砂砾石组成，单井涌水量一般在100～2000m3/d，潜水固形物一般小于0.5g/l，为生水，水化学类型为HCO3.a-Na、Ca型。
小型河谷含水层由坡洪积、残坡积、粘性土混碎砾石组成，厚度小，富水性差，单井涌水量一般小于100m3/d。
平原区孔隙潜水含水层分布于平原表部，由全新统冲湖积、滨海相粉质粘土组成，厚2～3m，一般单井涌水量在5m3/d左右，水化学类型为HCO3-Na、Ca型，该潜水水量小，无供水意义。
b.平原区孔隙承压水
广泛分布于宁波和大碶平原，分I、II含水岩组，第I含水量由上更新统冲积砂砾及砾砂，粉细砂组成，水质以咸水为主，固形物1.0～3.5g/l，宁波平原淡水体分布面积最大约31.2km2，固形物为0.46～1.0g/l，水化学类型成水的Cl-Na型为主，淡水为HCO3.Cl-Ca.Mg型。
第II含水层，由中更新统砂砾石、砾砂组成，单向含水量横向变化大，水质以微咸水、咸水为主，在宁波平原城区一带有158km2淡水体分布，在大碶平原新碶、霞浦等地分布小面积淡水体，固形物咸水区为1～10.44g/L，淡水为0.48～0.95g/L，该层地下水是宁波市区主要淡水开采层。
（2）红层孔隙裂隙水
红层孔隙裂隙水含水岩组，由白垩系泥岩、粉细砂岩和砂岩组成，埋藏于宁波盆地第四系覆盖层之下，由于含大量可溶，在风化作用下，形成峰窝状孔洞，地下水较丰富，单井涌水量100～1000m3/d，固形物1～8g/L。
（见表2.3）
表2.3水文地质特征简表
地下水类型及含水层（组）划分
水文地质特征
孔隙承压水
Ⅰ1含水层
上更新统下组冲积粉、细砂层为主组成，顶板埋深47～61m，厚度0.6～13m，都为微咸及咸水，仅在城区两侧的布政乡薛家村地段为淡水，单井涌水量100～500m3/d
Ⅱ2含水层
由中更新统上组冲积中、细砂、砾砂为主组成，顶板埋深62～67m,厚度3～9m,微咸水为主，仅局部地段如宁波城西芦蓬头～薜家一带、新碶、霞浦为淡水,单井涌水量400～3000m3/d。
Ⅱ含水层
由中更新统下组冲积砂砾石，含砾中粗砂为主组成，顶板埋深71.0～84m，厚度5～13m，宁波城区多为淡水，淡水边界北到压赛堰，南到栎社，西到布政，东到清浦，单井涌水量100～5000m3/d。
基裂隙水
红层孔隙裂隙水
分布于宁波平原底部含水岩，但由下白垩统方岩组合膏盐粉砂岩、泥岩组成，层顶埋深90～110m，含水段厚度在50mm以内。
水质以微咸水、咸水为多，单井涌水量为100～1000m3/d，庄市地段膏盐夹层多，风化溶蚀孔洞多，地下水丰富。
2、地下水补给排条件
（1）低山丘陵基岩裂隙水
基岩区受侵蚀与剥蚀，岩石裸露，基岩裂隙水受大气降水补给，大部分沿地表就地排泄，小部分沿构造裂隙向深部涌透形成地下迳流。
（2）河谷孔隙潜水
含水层裸露地表，直接接受大气降水补给，也接受地表水及农田灌溉水的补给，孔隙潜水地下迳流以垂向为主，只有在河网近旁及民井周围出现水平迳流，速度缓慢，以蒸发，植物蒸腾为主要排泄方式。
（3）滨海平原区孔隙承压水
含水层埋置于地下深处，上覆巨厚的粘性土隔水层，不直接接受大气降水补给，只能在周边接受孔隙潜水及基岩裂隙水的补给，就淡水迳流体而言，属不可再生的消耗型水源，在开采条件下，淡水体不断缩小，水位不断下降，形成区域性水位降落漏斗，人工开采是主要排泄方式。
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