市政工程管线综合优化研究

市政工程管线综合优化研究

徐云阳

武汉市建元建设工程项目管理有限公司  湖北武汉  430000

摘要：随着城市化进程的加速，市政工程管线建设也日益重要。由于不同类型管线通常由不同的部门管理，缺乏统一的规划和协调，经常导致资源的浪费和城市环境的破坏。因此，对市政工程管线进行综合优化研究显得尤为重要。基于此，文章首先分析了市政管线建设中存在的问题，然后对具体的管线综合优化策略进行了研究，以供参考。

关键词：市政工程；管线综合；优化设计

1市政工程管线建设存在的问题分析

市政工程管线建设面临的主要问题包括以下几个方面：（1）管线规划不统一：由于各部门的规划和管理标准不同，管线建设的协调性较差，经常出现交叉、重叠等现象，导致资源的浪费和安全隐患；（2）管线建设周期长：传统的管线建设方式需要耗费大量的人力和物力，建设周期长，对城市交通和居民生活造成较大影响；（3）管线维护困难：由于管线的复杂性和多样性，一旦出现问题，维护和检修困难，往往需要停水、停电等长时间的操作，影响居民的正常生活。针对上述问题，进行对市政工程管线综合优化设计研究。

2市政工程管线综合优化原则分析

（1）管线综合设计对各专业管线设计仅起到控制和协调作用，各专业管线施工时，须按照各专业管线设计施工图进行施工。（2）管线实施阶段，管线之间、管线与现状建筑物之间须保证规范规定的安全净距要求。（3）若新建管道与废弃或迁移管道交叉，则挖除需废弃的管线，迁移需迁移的管线。（4）施工时各管线相互牵制，新建管线占用原有需迁移或废弃的管位时，需待原有管线迁移或挖除后方可实施。

3市政工程管线综合注意事项分析

3.1综合设计的要素

综合设计的重点是管线，这是一个非常重要的方面，其决定了整个道路工程建设和运营中所需采取的措施。在城市道路施工过程中会出现很多问题。例如一些市政管线与其他建筑或者其他设施相互影响、造成污染等情况；由于地下管道铺设不合理而引起渗水现象等，这些状况都会导致城市道路交通质量下降以及安全事故发生概率增加。

3.2城市道路管线的结构

对城市道路的结构进行设计时，要注意城市道路管道结构在实际使用中所存在问题，比如:管线材质与施工环境的不同。对于一些有腐蚀性和易燃等危险物品来说，如果使用钢管作为路基填料的话很大程度上会发生火脆现象；而地下工程管道铺设需要一定长度才可达到其强度要求或耐用性，但发生生锈及腐朽后就产生了较大影响，所以使用金属材料进行管线敷设时须要保证施工质量与安全问题。

4市政工程管线综合优化策略研究

4.1管线总体模型建立

市政工程管线的复杂性不容忽视，涉及多个不同专业的系统，如供水、污水、雨水、消防等。使用信息化建模技术可以根据各专业的施工图分系统进行管线建模，将不同专业的管线纳入一个统一的数字模型中，有助于优化协调和整合，降低项目管理的复杂性。在建立管线模型时，采取先大管后小管的建模顺序是一个明智的选择，这种方法有助于在模型建立的早期阶段，优先考虑主要管线的布局和路径规划，然后再逐步添加次要管线。这种分阶段建模的方式可以减小后期调整和避让的难度，因为大管线的布局往往对整体空间规划有更大的影响，而小管线可以更灵活地进行调整。例如，可以使用不同的颜色来表示供水、污水、雨水等不同类型的管线，从而在模型中清晰地展示每种管线的位置和走向，有助于团队成员更好地理解整体布局。

4.2管线综合交叉口竖向优化设计

在完成对市政工程管线综合优化目标函数的构建后，结合上述工程的实际情况，对管线综合交叉口进行竖向优化设计。根据交叉口的规划要求和地形条件，确定交叉口的设计高程。在满足排水要求的前提下，尽量使交叉口的标高与周围道路相协调。根据交叉口的交通流量和车行速度，调整交叉口的横坡。通常情况下，横坡可以设置为1.5%左右，以满足车辆的排水要求和行驶舒适性。在进行交叉口的竖向设计时，需要考虑各个方向的道路高程和横坡变化情况。通过合理调整交叉口的设计高程和横坡，可以优化交叉口的排水系统、提高车辆的行驶安全性和舒适性。在进行交叉口竖向优化设计时，还需要考虑管线的设计和施工要求。例如，需要考虑管线的埋深、间距、施工工艺等因素，以确保管线的安全性和稳定性。利用计算机辅助设计软件进行交叉口竖向优化设计，可以提高设计的效率和准确性。通过输入地形数据、交通流量、设计要求等参数，可以自动生成交叉口的竖向设计图。在综合考虑上述要求的基础上，结合最小埋深法，进行管线综合较差口竖向优化设计。首先需要确定管线交叉点的性质，如果是重力流管道和重力流管道的交汇处，那么在管道相交处，根据自流管线的水力学计算结果，确定了管线交叉部位的标高。

4.3管线调整避让

在现代工程领域中，管线系统的规划、设计和建模是一项极为重要的任务。在这个过程中，管线调整避让和碰撞检测是不可或缺的环节，以确保整个系统的安全、高效运行。通过建立精确的三维模型，BIM（建筑信息模型）软件为工程师们提供了强大的工具，可以更好地管理管线之间的空间关系、管线间距以及埋深控制等方面的要求。在管线的建模过程中，观察和理解管线之间的空间关系至关重要。工程师们需要根据设计要求，进行必要的管线调整，以避免碰撞和冲突。在建模过程中，可以首先对局部区域进行建模，而不需要等待所有管线都完成建模。这使得可以更早地应用BIM软件的碰撞检测功能，及时发现并解决问题，从而避免了在整体建模完成后才进行碰撞检测所带来的困难和延迟。三维BIM模型在管线设计中具有显著的优势，可以精确地调整管线的高度，以满足不同的敷设和埋深要求。

4.4汇总数据并出图

在进行项目模型建立的过程中，关键的步骤之一就是数据的汇总与保存。数据汇总是确保项目顺利进行的基础，这些数据可以包括设计需求、材料规格、技术参数等等。一旦数据汇总完成，接下来就是将这些关键信息进行保存，以便日后的查询和使用。在图纸制作方面，有多种类型的图纸可以用于项目的设计与施工阶段。首先是传统设计图纸，这些图纸类似于传统的二维设计图，可以包括管线综合平面图、局部剖面大样图等。这些图纸对于表达设计的具体细节以及管线的布局关系非常重要，为施工提供了必要的依据。另一种类型是管线标高层次图纸，这些图纸不仅仅通过二维的表达方式来展示管线，还通过颜色的深浅和色调的变化来表示管线的标高情况。这种彩色平面图相对于传统的设计图纸更加直观，设计人员和施工人员可以更清晰地理解管线的高低变化以及整体和局部的情况。在管线标高层次示意图中，颜色和色调的变化起到了关键的作用，能够有效地传达管线的标高信息。这种图纸的优势在于它不仅提供了技术细节，还在视觉上能够更好地呈现设计的想法，使得设计人员和施工人员能够更轻松地进行设计和施工的调整。

结语

综上所述，在一个地区的发展和建设中，城市管道体系的总体规划是一个非常重要的步骤。在设计方面，这将直接关系到各个专业管道在施工图设计中的配合难度。在建设过程中，这直接影响到每一根管道的铺设难度和数量，并对该地区的后续管理工作是否有序进行具有决定性的影响。如何使管线的总体规划工作有序而科学地进行，是一个值得探讨的课题。本文通过上述研究，提出了科学合理的市政工程管线综合优化方案。通过对其优化设计，使有限城市地下空间得以充分利用，同时也能够在一定程度上促进管线综合规划工作效率的提升。

参考文献:

[1]刘旭晨,朱亚飞,盛晓冬,等.市政工程道路施工中地下管线施工技术分析[J].城市建设理论研究(电子版),2023(29):128-130.

[2]吕振国.机电专业综合管线排布技术在建筑工程中的应用[J].价值工程,2023,42(28):115-117.