地下管線是城市正常運(yùn)行的重要基礎(chǔ)設(shè)施。優(yōu)化城市地下管線綜合規(guī)劃設(shè)計(jì)以保障它的安全運(yùn)行，從而促進(jìn)現(xiàn)代化城市更加高效率、高質(zhì)量運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著城市的快速發(fā)展，地下管線隊(duì)伍不斷擴(kuò)大，需要通過(guò)城市地下管線綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)，才能更加充分合理的利用有限的城市地下空間。
　　
　　1.管線綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)和原則
　　1.1 管線綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)力爭(zhēng)達(dá)到以下兩個(gè)優(yōu)化目標(biāo)：
　　l）在保證管線必要覆土深度的情況下，盡量減小各種地下管線的總埋深。
　　2）在滿足各種管線水平間距的情況下，使管線盡量布置在非機(jī)動(dòng)車道下，若必須在機(jī)動(dòng)車道下敷設(shè)管線時(shí)，應(yīng)盡量避開(kāi)車轍部位，以避免車輛通行對(duì)管線造成損壞。
　　1.2.在管線綜合設(shè)計(jì)中，為保證設(shè)計(jì)進(jìn)程快速、有序，設(shè)計(jì)成果科學(xué)、優(yōu)化。需要遵循如下一些優(yōu)化設(shè)計(jì)原則：
　　l）充分了解城市的整體規(guī)劃和建設(shè)現(xiàn)狀，理清整體規(guī)劃和建設(shè)現(xiàn)狀同管線綜合設(shè)計(jì)的關(guān)系，找出其中影響和制約管線綜合平面設(shè)計(jì)的因素，避免設(shè)計(jì)過(guò)程和成果的孤立、片面。
　　2）了解相關(guān)法律、法規(guī)、政策、規(guī)定及各專業(yè)管線的特殊要求，使管線綜合設(shè)計(jì)做到有法可依，設(shè)計(jì)成果復(fù)合相關(guān)政策規(guī)定及各專業(yè)管線的特殊要求。
　　3）管線綜合規(guī)劃應(yīng)同城市規(guī)劃同步進(jìn)行、有機(jī)結(jié)合，使兩者相互制約、相互促進(jìn)，增強(qiáng)管線規(guī)劃設(shè)計(jì)意識(shí)，避免出現(xiàn)類似于主體工程建設(shè)己基本竣工，才做管線規(guī)劃設(shè)計(jì)的不合理現(xiàn)象。
　　4）全面收集設(shè)計(jì)地段現(xiàn)狀管線的準(zhǔn)確信息，特別是像地下管線這類準(zhǔn)確測(cè)量比較困難的管線信息，確保設(shè)計(jì)工作對(duì)現(xiàn)狀信息的準(zhǔn)確把握。通過(guò)對(duì)現(xiàn)狀信息的準(zhǔn)確把握，可以保證設(shè)計(jì)成果更加符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，避免施工過(guò)程中施工圖與現(xiàn)狀不符，需要進(jìn)行臨時(shí)修改，增加額外的人力、物力和財(cái)力的投入。
　　2.管線綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
　　2.1 整體思路
　　針對(duì)管線綜合設(shè)計(jì)中的某一項(xiàng)或幾項(xiàng)內(nèi)容構(gòu)建數(shù)學(xué)規(guī)劃模型，通過(guò)運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)中的最優(yōu)化方法在可行的域值范圍內(nèi)對(duì)該規(guī)劃模型進(jìn)行求解，并使用得到的這一模型的最優(yōu)解作為管線綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)的某種依據(jù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案與設(shè)計(jì)過(guò)程的優(yōu)化。
　　2.2 基本步驟
　　1）選擇適合的數(shù)學(xué)規(guī)劃類型
　　在眾多數(shù)學(xué)規(guī)劃方法中，主要內(nèi)容包括：線性規(guī)劃法、非線性規(guī)劃法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法、多目標(biāo)規(guī)劃法、幾何規(guī)劃法等。對(duì)于以上幾種不同的數(shù)學(xué)規(guī)劃方法，其模型構(gòu)造與求解難度不斷增加。在管線綜合優(yōu)化中我們選擇非線性規(guī)劃模型作為研究方法，其原因有二：
　　①簡(jiǎn)單的線性規(guī)劃不能表述大部分實(shí)際問(wèn)題；
　�、谕ㄟ^(guò)構(gòu)造非線性規(guī)劃模型不僅可以很好地反映實(shí)際問(wèn)題，而且針對(duì)這類模型已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了許多求解方法，可以避免像其他一些規(guī)劃模型那樣只能建立表達(dá)式而無(wú)法求解的尷尬局面。
　　2）構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)
　　非線性規(guī)劃的目標(biāo)函數(shù)應(yīng)是因變量關(guān)于自變量的表達(dá)式，并要求表達(dá)式的值 （目標(biāo)函數(shù)值）達(dá)到最小或最大。對(duì)于管線綜合設(shè)計(jì)，可以假設(shè)道路下各種市政工程管線的埋深和各管線與道路中心線的距離為自變量，通過(guò)對(duì)上述這兩個(gè)自變量分別進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算（可以采用線性以外的任何運(yùn)算）形成兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)。而后對(duì)第一個(gè)目標(biāo)函數(shù)求最小值，對(duì)第二個(gè)目標(biāo)函數(shù)求最大值，即可以體現(xiàn)“各工程管線埋深淺，且盡量布置在非機(jī)動(dòng)車道下”的管線綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　3）確定約束條件
　　在實(shí)際問(wèn)題中，所選擇的自變量往往都有一個(gè)合理的取值范圍，這就形成了對(duì)非線性規(guī)劃模型的約束條件。
　　3.管線綜合交叉口豎向設(shè)計(jì)的基本步驟
　　管線綜合交叉口豎向設(shè)計(jì)是管線綜合設(shè)計(jì)的重要組成部分，它以管線綜合平面設(shè)計(jì)成果為基礎(chǔ)，針對(duì)交叉口處管線種類多，數(shù)量大的特點(diǎn)，在管線綜合豎向設(shè)計(jì)成果的基礎(chǔ)上，對(duì)各種管線在穿越交叉口處的空間位置進(jìn)行優(yōu)化布置，其設(shè)計(jì)過(guò)程一般按如下步驟進(jìn)行。1）在已完成的管線綜合平面布置圖的交叉口處分別標(biāo)出各管線的管徑和距道路中心線的距離。2）對(duì)同種管線的匯合點(diǎn)用該種管線的專用符號(hào)進(jìn)行標(biāo)記。3）確定交叉口處的路面標(biāo)高和路面坡度。4）在水力計(jì)算表中查出重力流管線匯合點(diǎn)處不同方向管段的管底標(biāo)高，以及各管段的坡度。5）通過(guò)計(jì)算分別確定重力流管線與其他管線各個(gè)交叉點(diǎn)處重力流管線的管底標(biāo)高。6）檢查雨水管線和污水管線交叉點(diǎn)處是否沖突，如發(fā)生沖突返回排水專業(yè)重新計(jì)算，如不發(fā)生沖突進(jìn)入下一步。7）依據(jù)規(guī)范中管線發(fā)生沖突時(shí)的避讓原則和管線間距要求，逐一確定各管線交叉點(diǎn)處的管底標(biāo)高。8）檢查各交叉點(diǎn)處的數(shù)據(jù)，并對(duì)其中的不合理部分進(jìn)行優(yōu)化，形成最終的管線綜合交叉口豎向設(shè)計(jì)成果圖。
　　參考文獻(xiàn)：
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　　（作者單位：1江山市房地產(chǎn)管理處 2江山市園林管理局）

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