关键词：遗传算法；管网优化；污水干管；爆破顶管
1项目概况
某污水处理厂，总面积32.08km2，设计规模16万m3/d，总投资约3亿元。其中近期8万m3/d厂区现已建成投产。而负责收集运输其一半污水干管尚未建设，这部分污水的天然排泄方向为某水库上游，上游附近靠近森林公园，少量污水的排入就会产生较大污染和影响。现状污水量已经较大，约4万m3/d，而且其中较大部分为工业废水。
2现状分析
本污水干管承接的上游21km管道已经建成，下游污水厂前d1500m管道也已敷设完成，惟独樊环交口至清溪西路东新庄段未建。本工程分为A～C段和D～C段两段，A点上游21km管道和C点下游d1500管道的埋设形同虚设，大笔资金投入下去无任何效益。A～C段被搁浅的主要原因是：（1）管道沿线地形地貌复杂，地面高差起伏较大。A点地面高程24.00m，F点35.00m，C点17.00m，管道埋深6～15.5m，而此段樊洼路路面狭窄曲折，两侧建筑物密集、杂乱，路北采石坑和监狱围墙紧压红线。大开挖法无法实施。（2）B～C段位于非城市规划道路下，管道定线和征地问题很难解决。针对以上问题，笔者突破常规设计思路的约束，大胆尝试从管网优化和施工方法改进两个方面寻找对策。
3管网优化
污水管道的优化设计包括两方面内容，一是管线布置的最优方案；二是管线布置给定下管系的优化设计。对于这两方面，国内外做了大量开拓性工作，取得了巨大成果。根据目前国内外已有的优化设计方法，本文采用遗传算法进行管网优化设计。计算步骤如下：（1）在详细搜集现状资料和地形图，深入现场踏勘的基础上，找出可供选择的平面布置方案。共有3种。方案1（原规划设计方案）：A～F～B～C路线，A～B段重力自流。方案2（为方案1改进方案）：A～F～B～C路线，A点设提升泵站提升后重力自流至B点。方案3：A～E～D～C路线，A～E～D位于冲沟处地势低，D～C段为高岗。（2）根据平面位置已定情况下的遗传算法优化设计方法，以总工程费用为目标函数，通过编码、适应度函数建立、选择、交换、变异等循环操作，求出该路线方案中各设计管段的流量、管径、坡度、埋深，以及计算出总工程费用。（3）比较总工程费用，最小的布置方案作为最优方案。经计算最优为方案3，比传统方法计算出的原规划设计方案直接工程费用降低11%。计算中采用的遗传算法参数如下：种群数50，遗传代数20，交换概率0.55，变异概率0.1。
污水管网优化设计的目标应该是经济性、可靠性和安全性的全面优化。由于安全可靠性不易量化和污水管网拓扑结构的复杂性，本程序尚未计算分析安全性，程序计算中只包括管道和泵站工程的费用。而采用人工列表法弥补这一不足，各方案计算结果和综合比较见表1。由表可知：如方案3中D～C段能用顶管法施工，则此方案不但初期建设费用省，常年运行费用低，而且运行维护方便，安全可靠性高。因此，根据本次设计计算结果，修改了原规划，选定了方案3。
4爆破顶管设计
随着城市建设的大规模发展和人们环保意识的增强，对市政管线施工技术的要求也不断提高。顶管施工技术1986年始于美国，北京从1953年即开始使用。因其无需隔断交通、噪音以及震动小、可以在很深的地下敷设、可以穿越障碍物、对施工周围的影响很小等优点，越来越受到城建部分的青睐。一般应用于管道埋深过深、穿越城市已建道路或铁路、房屋等障碍物。本工程D～C段污水管位于快车道下，约有500m长埋深5～13m，岩石地质，路下为水厂原水输水管、配水管、电信、电力等市政管线密集，污水管顶管方式可以概括为开放型和封闭型两种，通常应根据土质和地下水位选择顶管方式和掘进机型。本工程D～C段地下水位较低，土质坚硬，地质报告反映为该市最坚硬岩石，普通顶管法无法实施。可采用机械顶管中的“岩盘顶管机”。该机型的刀头类似于牙轮钻，可在岩石中顶进。但该机种造价很高，目前在国内还是一项空白。若不建中途提升泵站就只剩唯一选择———爆破顶管。
我国的综合控制爆破技术早在20世纪90年代已进入世界先进行列，但在城市污水管道施工中的运用尚无先例。该市虽早在上个世纪就已引进顶管技术，先后在不少城市道路排水中得以运用。但是如此大埋深长距离爆破顶管尚无先例可寻，无成功经验可以借鉴。因此本工程设计风险大，施工压力更大。
爆破顶管是人工顶管的一种特殊形式，普通人工顶管为人工掘土成孔，而爆破顶管是爆破岩石成孔。爆破顶管的关键在爆破，爆破药量应根据岩石硬度确定。D～C段地质为“中风化泥质砂岩、砂岩和砂质泥岩互层”，药量控制难度大。采取对策为：药量少、（爆破）次数勤，尽量减小超爆量，以保证施工安全和工程质量。同时采用多个工作坑同时爆破顶进的措施，以缩短工期。
工作井选用圆形，钢筋砼护壁倒挂成坑，工作井间距100m。
5结论
本工程自投入运行以来，使用情况良好，截污效果显著，环境效益明显。沿线路面下自来水等其他市政管线、砼路面、周边建筑物无工程影响痕迹。总结设计体会有以下几点：
（1）管网优化在污水管道设计中意义重大，应该受到城建部门的重视，并大力推广。
（2）污水干管应该布置在地势较低处，以便于污水自流入内，既可以减小管道埋深，又可以减少中途提升泵站数量。
（3）顶管施工具有影响小、投资省、无需阻断交通、适用于不同土质等常规施工方法无法比拟的优点。为了切实做到保护环境，应加大推广顶管施工技术力度。
参考文献：
[1]李树平，刘遂庆，城市排水管道系统设计计算的进展[J]给水排水
关键词：沥表路面；道路养护；问题
中图分类号：U41文献标识码：A文章编号：
一、前言
道路养护具有十分重要的意义，近些年来，道路养护过程中出现的大大小小安全事故不断，这不仅仅是造成了经济损失，更重要的是威胁到了人民人身安全，目前对道路养护有影响的因素非常之多，我们就从宏观角度分析，中国世界人口总数排在世界第一位，伴随着近些年来我国经济的高速发展，车辆数量也日益增多，这就导致了我国的出行率上涨，人、车辆还有道路是发生事故主要因素，由于基数上涨，所以事故发生率自然也就升高，这也给道路养护增加了不少难度；从微观角度出发，具体是指的道路养护技术问题，比如道路养护设备、养护材料以及养护方式等等。道路养护需要考虑的问题多种多样，比如自然环境、人为原因与气候等等，这些因素都会直接导致道路出现质量问题，我们所要做的就是尽可能把事故发生概率降到最小。本文主要就道路养护方案的优化发展当中一些问题进行了分析，并且提出了相应的解决措施。
二、道路养护注意事项
由于道路问题越来越被社会关注，所以在道路的养护方面我国也采取了很多的养护措施，但是目前看来，我国的道路养护还是存在很多的问题没有被解决，养护措施还不够用完善，本文就我国在道路养护当中存在的一些有代表性问题进行了分析，主要有这么几点；
（一）环境污染对于道路护养的影响
因为环境污染严重，所以对于养护到的工人生理以及心理都会造成极大的损害，并且道路养护常常容易把环境问题给忽略掉。道理护养当中的环境问题大致可以分为两大类，一种是物理影响，一种是化学影响，这当中物力影响包括气候、空气湿度、风力以及紫外线等等，化学影响指的是一氧化碳、氮氧化物、空气中的杂质以及铅等等有害物质。道路养护工作人员，常常工作在最前线，劳动强度非常大、作息时间没规律以及工作条件也很差，非常有可能患上各种各样的疾病，比如支气管炎、肺结核等等。根据相关调查显示，工作在一线的道路养护人员，身体各项指标的异常率相对较高，尤其是身体的呼吸系统以及心血管组织，他们的身体健康情况应该引起社会各界的重视，务必对其加强健康教育，让其身心健康有所保障。
（二）道路信息化水平不高
目前，我国道路信息化的程度不高；对于道路情况的检测没有与现代科学技术进行融合，这样就导致信息资源不能及时有效的实现共享，这将成为排除道路隐患的阻碍。
（三）道路养护资金不足
因为道理建设需要的资金数目较多，这就使得道路养护资金投入偏少这一现象普遍存在，在加之一些路段的运营效益本就不好，就更不愿意在花钱在道路养护上，这就让道路养护资金问题得不到及时有效的解决，由于资金投入不足，道路养护问题肯定层出不穷，让其使用年限也有所减少，这就容易导致交通事故的发生，让人民的人生财产安全得不到保障。
（四）道路护养人员不足
道路护养的一线工作人员不足，一般是都是由于护养队伍人员配置不够科学合理造成，就目前情况看来，道路护养队伍的组建当中管理者的数量非常之多，但是就工作在道路护养一线的人员来说，那数量就很少了。而且道路护养的工作人员相对来说素质偏低，个人技术能力不强。
三、道路养护优化方案
（一）结合路段实际情况，建立信息化以及高素质的专业道路护养队伍
各个地域的路段情况都有所不通，我们不能采用统一的护养措施，要结合与当地相符合的实际情况来进行道路护养体系的建设，最大化的利用现代化科技手段来对管辖地域的道路运作情况进行了解以及养护，保证可能出能够及时排除出出现在道路上的安全隐患。另一方面利用当地的人力资源以及其特点组织一支信息化与高素质的专业道路护养队伍。
（二）增加道路养护资金投入，保证道路养护质量
道路养护所需资金无论在哪一个地区都是最为基本的问题。由于人们对道路养护的重视程度好不够高，这就导致相关部门给予道路养护的投入资金也有很大的限制。所以必须加强人们对道路建设重要性的认识，充分调动当地人民道路维护的积极主动性，使其主动参加到道路维护队伍中去，让道路维护发挥其正能力，得到地方政府的肯定。
（三）培养道路维护工作人员
近些年来，我国道路养护人员一直紧缺，如何打造高水准的道路养护队伍，首先要肯定道路养护工作人员在道路工程建设当中的重要，加强其信息，增强组织向心力，第二给予道路护养工作人员关心与鼓励，提高其福利待遇，出台相关的鼓励政策，最后对其进行定期或者不定期培训提高其专业素养以及个人素质。只有科学、专业的养护队伍，才能让道路护养工作得到更好的实施。
四、沥表路面的养护方案
（一）路面裂缝填补
这是一种预防性养护措施，同时也是在沥表路面使用最为广泛的，具体的实施是将密封胶灌到裂缝中去，或者给裂缝涂刷一定量的沥青或是密封胶。
（二）雾状封层
这种方式使用与较为老化的沥表路面，具体指的是将专门的再生剂又或者是乳化沥青喷洒在沥表路面，缺点是需要很长的一段时间，道路才能恢复使用。
（三）碎石封层
这种技术是造通过喷洒沥青类型结合料之后马上铺垫相应的粒径粗集合料，然后产生的薄膜封层。并且使用于新建沥表路面的磨耗层。
（四）微表封层
微表封层说的是将乳化沥青、水、矿粉以及碎集料进行混合，将其均匀的铺垫到员路面与之结合，形成抗磨的养护层。相对普通的稀浆封层要好的多，具有一定的修复功能。
（五）薄层罩面
这种比较使用处理路面早期破坏，就是在沥表路面在铺上一层新的材料，借此来保证行车的安全性。
（六）开槽修补方法
这种方法比较使用与修补较小的沥表路面裂缝，具体的实施就是用灌缝机把乳化沥青以及别的材料灌满裂缝，等到灌缝有一定强度后便可以通车。
（七）坑洞修补
这是一种普遍的矫正养护技术，具体做法就是将坑洞进行清理，然后使用材料修补，进行压实与封边。比较适合于应急措施。
（八）温拌沥青技术
使用这种技术能够有效的解决环境污染问题，具体指的是说的拌合温度在冷拌与热拌沥青之间的一种混合料。其具有节能高、环境染污少、对于一线员工身体伤害也小。
参考文献：
[1]王静杰.浅谈沥青路面养护技术[J].山西建筑,2010,36(11):263-264.
[2]季红.分析在道路养护中现代成本管理的应用[J].城市建设,2012,(24).
[3]陈兆军.道路养护问题与措施分析[J].城市建设理论研究（电子版）,2013,(12).