羅李陶，趙 霖，夏洪薇，龍 博

1.成都天府新區(qū)建設(shè)投資有限公司，四川 成都 610000

2.中國(guó)市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院有限公司，四川 成都 610000

1 綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面尺寸優(yōu)化流程及模型

（1）優(yōu)化流程。首先，相關(guān)的工作人員需明確綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面段的費(fèi)用組成情況，從而有效地尋找主要的控制要素。其次，在設(shè)計(jì)綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面尺寸的過(guò)程中，務(wù)必確保其符合管線(xiàn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，在此基礎(chǔ)上實(shí)施相應(yīng)指標(biāo)的優(yōu)化。

（2）優(yōu)化模型。相關(guān)的工作人員在優(yōu)化設(shè)計(jì)綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面尺寸時(shí)，常常需要利用針對(duì)性的數(shù)學(xué)模型，從而順利地把各個(gè)類(lèi)別的管線(xiàn)、管線(xiàn)間距等進(jìn)行參數(shù)化建設(shè)，通過(guò)非線(xiàn)性規(guī)劃方式使不同類(lèi)型參數(shù)和綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面尺寸、管線(xiàn)類(lèi)型和間距、建設(shè)成本等進(jìn)行有效關(guān)聯(lián)。綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面優(yōu)化模型設(shè)定如下：

minf(x)、B ≥Ax、H ≥Cx、BH·n ≤M、Ax、Cx（1）

式中：f(x)為綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面建設(shè)成本；B 為綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面寬度，m；H 代表綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面高程，m；M為綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面投資估算參數(shù)；Ax，Cx 表示控制函數(shù)。

一般非線(xiàn)性規(guī)劃模式設(shè)定如下：

由于hi(x)和gi(x)分別屬于非線(xiàn)性規(guī)劃問(wèn)題的約束條件，并且兩者之中至少屬于非線(xiàn)性的，兩者屬于連續(xù)并且可微函數(shù)。f(x)屬于非線(xiàn)性函數(shù)，目標(biāo)函數(shù)僅一項(xiàng)。在采用非線(xiàn)性計(jì)劃解決實(shí)際難題的過(guò)程中，相關(guān)工作人員需注意以下要點(diǎn)：

（1）提出非線(xiàn)性計(jì)劃目標(biāo)，依據(jù)亟待處理的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題進(jìn)行有關(guān)資料的采集，設(shè)定解決問(wèn)題的極限值目標(biāo)，同時(shí)利用相應(yīng)數(shù)學(xué)公式進(jìn)行目標(biāo)的轉(zhuǎn)化；

（2）明確具體問(wèn)題約束條件，在相應(yīng)約束條件下求解非線(xiàn)性規(guī)劃極值；

（3）提出目標(biāo)的判別標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)非線(xiàn)性規(guī)劃判定能否在符合實(shí)際情況下有效解決問(wèn)題；

（4）提供可選擇的方案，求解的極限值在結(jié)合實(shí)際情況常常存在多種預(yù)案，考慮現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的有關(guān)信息以及數(shù)據(jù)明確預(yù)案，同時(shí)通過(guò)一系列變量予以呈現(xiàn)。

2 綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面形式及影響因素

城市綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面選型優(yōu)化設(shè)計(jì)是綜合管廊設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一，需要全面地考量城市運(yùn)作狀況，從多個(gè)層面考量標(biāo)準(zhǔn)斷面的影響因素。

（1）區(qū)域周邊環(huán)境。在構(gòu)建綜合管廊的過(guò)程中，相關(guān)的工作人員需要全面地考量規(guī)劃范疇、區(qū)域地下空間開(kāi)發(fā)程度、管廊構(gòu)建區(qū)域等。同時(shí)，規(guī)劃范疇的大小影響著管廊服務(wù)的規(guī)模，這也是決定綜合管廊斷面規(guī)模的主要因素；地下空間開(kāi)發(fā)程度（管線(xiàn)密度）可以在一定程度上呈現(xiàn)地下空間資源的應(yīng)用狀況，綜合管廊斷面利用率會(huì)隨著管線(xiàn)密度的提高而提高；而管廊建設(shè)區(qū)域主要是指建設(shè)位置，不同區(qū)域位置會(huì)對(duì)施工方式有較大影響。

（2）建設(shè)條件。在綜合管廊建設(shè)時(shí)，必須考慮地形特點(diǎn)以及水文地質(zhì)條件。

（3）經(jīng)濟(jì)條件。綜合管廊建設(shè)前期的投資非常大，且產(chǎn)生效益所需時(shí)間較長(zhǎng)，常常是通過(guò)政府出資或通過(guò)PPP模式來(lái)對(duì)綜合管廊實(shí)施投資建設(shè)。綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面樣式與費(fèi)用密切相關(guān)，選取科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的斷面更有助于降低費(fèi)用的支出，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。

（4）社會(huì)效益。綜合管廊屬于城市最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，能夠有效解決“拉鏈路”的問(wèn)題，緩解施工造成的交通影響，降低對(duì)城市居民生活的影響。

（5）環(huán)境保護(hù)。綜合管廊的不同建設(shè)方式會(huì)對(duì)周邊環(huán)境帶來(lái)不同程度的干擾，其中，明挖式綜合管廊會(huì)引發(fā)大面積的揚(yáng)塵和噪聲等污染，一般情況下矩形以及橢圓形標(biāo)準(zhǔn)斷面常常采取明挖施工的方式；而盾構(gòu)施工方式對(duì)于周邊環(huán)境影響較小，無(wú)論是在環(huán)境還是交通方面都不會(huì)產(chǎn)生較大影響，主要應(yīng)用于圓形標(biāo)準(zhǔn)斷面施工。

3 綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面尺寸設(shè)計(jì)優(yōu)化案例

天府新區(qū)綜合管廊建設(shè)中錦江西3 路接錦江西6 路，南至沈陽(yáng)路。管廊全長(zhǎng)650m，為支線(xiàn)綜合管廊。

3.1 綜合管廊斷面約束條件

錦江西3 路綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面管線(xiàn)以及艙室的安置都需要契合當(dāng)前綜合管廊建設(shè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，各種艙室設(shè)置情況都要考慮干線(xiàn)管線(xiàn)接入或支線(xiàn)的接出問(wèn)題，且都與綜合管廊節(jié)點(diǎn)規(guī)劃有關(guān)，不會(huì)對(duì)綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面成本造成影響。

在綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面選型優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，先從影響因素方面對(duì)標(biāo)準(zhǔn)斷面選型進(jìn)行仔細(xì)分析，利用非線(xiàn)性規(guī)劃改善標(biāo)準(zhǔn)斷面大小，進(jìn)而合理有效地明確綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面。根據(jù)該綜合管廊設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)，該區(qū)域的綜合管廊采取明挖手段作業(yè)。利用綜合管廊經(jīng)濟(jì)效益分析不難看出，綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)段建設(shè)一般包括土方開(kāi)挖及混凝土施工等多個(gè)環(huán)節(jié)。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)斷面每一項(xiàng)工程量實(shí)施費(fèi)用估算，之后按照相關(guān)文件，如《城市地下綜合管廊工程消耗量定額》，這對(duì)于合理估算綜合管廊建筑成本大有裨益，可以幫助相關(guān)的工作人員獲取綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面建安工程量及工料數(shù)量狀況，具體情況如表1 所示。

式中：N 為城市綜合管廊投資估算指標(biāo)建筑體積指標(biāo)基價(jià)；xn為綜合管廊斷面間隔因子；M 為城市綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面控制成本。根據(jù)上述公式，可知標(biāo)準(zhǔn)斷面寬度B 為4.9m，高度H 為3.2m。

根據(jù)綜合管廊相應(yīng)管線(xiàn)類(lèi)型，可以有效地優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)斷面的尺寸，依據(jù)《錦江西3 路市政工程規(guī)劃條件通知書(shū)》，此次入廊管線(xiàn)為10kV 電力、通信、輸水DN600、給水DN400、再生水（城市雜用）DN300。此次管廊尺寸為(1.9m+3.0m)×3.2m，分為電力艙和電信艙。

該綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面面積為16.48m2，以建筑體積指標(biāo)基價(jià)為3395.4 元/m3計(jì)算能夠得到該綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)段建設(shè)成本為55956.19 元/m，表明對(duì)于綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面優(yōu)化設(shè)計(jì)是有效的。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，文章主要介紹了綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面的影響因素以及尺寸設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，在此基礎(chǔ)上通過(guò)案例的形式

表1 綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面建安主要工程量及工料數(shù)量表

依據(jù)《城市綜合管廊投資估算指標(biāo)》，一般斷面規(guī)模在15 ～20m2的情況下，其綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)段控制成本不可以超過(guò)61133 元/m2。

3.2 綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面優(yōu)化模型構(gòu)建

綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面優(yōu)化是在建設(shè)成本控制下求得最大標(biāo)準(zhǔn)斷面面積，通過(guò)非線(xiàn)性規(guī)劃的手段，相關(guān)的工作人員可以獲取最終的管線(xiàn)間隔，進(jìn)而明確標(biāo)注斷面的管線(xiàn)情況。非線(xiàn)性規(guī)劃函數(shù)如下：介紹了具體實(shí)施方式，通過(guò)成本控制表明此種優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的有效性，能夠?yàn)楹罄m(xù)綜合管廊的設(shè)計(jì)選型提供有價(jià)值的參考，且對(duì)推動(dòng)城市建設(shè)具有現(xiàn)實(shí)意義。