1.一种城市地下管线优化设计方法,其特征在于,包括以下步骤:利用探地雷达对预设的管线施工路线进行无损探查,以获得所述预设的管线施工路线上既有地下管线的三维坐标和管径数据,对于探地雷达无法探测的区域,则通过管线产权单位与管理单位的现状管线资料获得该区域的地下管线的三维坐标和管径数据;利用获得的地下所述三维坐标和管径数据在管线辅助设计软件中建立所述预设的管线施工路线的现有地下管线三维模型;对建立的所述现有地下管线三维模型中的排水管道进行排水分区、确定排水管道走向以及完成排水系统划分,以确定出所述预设的管线施工路线的雨水排水系统和污水排水系统;根据确定出的所述雨水排水系统进行雨水汇水面积划分和统计,根据确定出的所述污水排水系统进行污水汇水面积划分和统计;确定所述预设的管线施工路线的新设雨水排水用管道以及污水排水管道的相关设计参数,新设雨水排水用管道的所述相关设计参数包括雨水暴雨重现期、地面积水时间、管道粗糙系数和综合径流系数,新设污水排水用管道的所述相关设计参数包括污水系统的管道粗糙系数、地下水渗入流量、污水定额以及变化系数;根据统计的所述雨水汇水面积以及确定的新设雨水排水用管道的所述相关参数计算确定新设雨水排水用管道的管径,根据统计的所述污水汇水面积以及确定的新设污水排水用管道的所述相关参数计算确定新设污水排水用管道的管径;根据施工需求确定新设其他管线的种类、数量和规模;分别设定新设雨水排水用管道、新设污水排水用管道以及新设其他管线的埋深以及坡度;将建立的所述现有地下管线三维模型导入管线辅助设计软件,并根据确定的新设雨水排水用管道管径、坡度和埋深,新设污水排水用管道管径、坡度和埋深以及新设其他新设管线的种类、数量和规模,利用所述管线辅助设计软件进行管线布置、空间分析、优化调整,直至管线无错、碰后输出方案。
2.如权利要求1所述的一种城市地下管线优化设计方法,其特征在于,新设雨水排水用管道、新设污水排水用管道以及新设其他管线的坡度与地面坡度一致。
3.如权利要求1或2所述的一种城市地下管线优化设计方法,其特征在于,新设雨水排水用管道的理论管径为D 1 , q=167A(1+ClgP)/(T+b) n ,其中,R a 为新设雨水排水用管道粗糙度,I为新设雨水排水用管道坡度;φ为综合径流系数,S为雨水汇水面积,T为降雨历时,P为雨水暴雨重现期,A为雨力参数,C为雨力变动参数,b为降雨历时修正参数,n为暴雨衰减指数;对所述理论管径D 1 进位成整百得到新设雨水排水用管道要求管径。
4.如权利要求1或2所述的一种城市地下管线优化设计方法,其特征在于,新设污水排水用管道的理论管径为D 2 , 其中,当D 2 =350-450mm时,x=0.5404,y=0.2881;当D 2 =500-900mm时,x=0.5872,y=0.2962;当D 2 ≥1000mm时,x=0.6319,y=0.3017),K / 为泥沙淤积系数,取值为1~1.04,S / 为污水汇水面积, 为新设污水排水用管道粗糙度,G为新设污水排水用管道坡度,K // 为变化系数,J污水定额,Q 2 为地下水渗入流量,Q 3 为初期雨水汇入量;对所述理论管径D 2 进位成整百得到所述新设污水排水用管道要求管径。
5.如权利要求1所述的一种城市地下管线优化设计方法,其特征在于,还包括利用所述管线辅助设计软件对新设的排水用管道土石方挖方V进行计算:当相邻两新设排水用管道之间中心线间距Z,Z≤0.5[(2a 1 +2t 1 +0.001D / )+(2a 2 +2t 2 +0.001D // )+2K(H 1 +C 1 -F 1 )+2K(H 2 +C 2 -F 2 )]时,该相邻两新设的排水用管道存在共沟施工,该两新设排水用管道土石方挖方计算模型如下:设两管沟顶宽同沟距离为M,M=0.5[(2a 1 +2t 1 +0.001D / )+(2a 2 +2t 2 +0.001D // )+2K(H 1 +C 1 -F 1 )+2K(H 2 +C 2 -F 2 )]-Z时,则:假设相邻两新设的排水用管道分别为B 1 和B 2 ,式中,a 1 为B 1 的管沟工作面宽度,t 1 为B 1 的壁厚,D / 为B 1 的内径,H 1 为B 1 的两相邻工作节点或者检查井之间的管道平均埋深,C 1 为B 1 的基础超挖深度,F 1 为B 1 的路面结构层厚度,a 2 为B 2 的管沟工作面宽度t 2 为B 2 的壁厚,D // 为B 2 的内径,H 2 为B 2 两相邻工作节点或者检查井之间的管道平均埋深,C 2 为B 2 的基础超挖深度,F 2 为B 2 的路面结构层厚度,K为放坡系数,L为两相邻工作节点或者检查井之间的距离;当相邻两新设的排水用管道不存在共沟施工时,则每根新设排水用管道的开挖土方v计算如下:式中,a为当前计算的排水用管道管沟工作面宽度,t为当前计算的排水用管道壁厚,D为当前计算的排水用管道内径mm,H为当前计算的排水用管道两相邻工作节点或者检查井之间的管道平均埋深,C为当前计算的排水用管道基础超挖深度,F为当前的计算排水用管道路面结构层厚度,L为当前的计算排水用管道两相邻工作节点或者检查井之间的距离。
6.如权利要求1所述的一种城市地下管线优化设计方法,其特征在于,所述管线辅助设计软件为Revit。