当前我国的市政工程管线综合规划设计缺乏系统的理论与方法。同时,现有规划设计理论和方法存在偏定性分析的不足,导致市政工程管线综合规划设计过程中受到较大人为因素的干扰,造成人力、财力、物力的不必要损失。本文针对市政工程管线综合规划设计涉及的主要内容(单体管线基础信息的采集、管线综合路段内平面与竖向设计、管线综合交叉口竖向设计),引入优化设计思想,从理论上研究了针对各部分内容的优化措施,对市政工程管线综合优化进行了系统研究,并通过相应的实例应用重点验证了管线综合交叉口竖向设计优化方法的效果。1.针对各单体管线资料的自身特点,以及在信息收集过程中遇到的困难,结合市政工程管线综合规划设计的需求,提出了对各单体管线信息采集的具体要求。同时,从我国市政工程管线信息管理的现状出发,提出通过构建“城市数字化地下管线综合信息共享平台”实现对管线信息的实时动态管理和优质管线信息的便捷采集。并对平台的结构和信息的管理形式提出了要求。2.通过对市政工程管线综合设计原则及设计过程的分析,针对目前设计过程中过分倚重定性分析的不足,结合管线综合设计中管位平面和竖向布置的特点,引入数学规划的思想,提出了有约束非线性规划模型。然后通过最优化方法在可行的值域范围内对该规划模型进行求解,并将该模型的最优解作为管线综合优化设计的依据,实现运用数学方法对管线综合设计的定量分析和优化。3.管线综合交叉口竖向设计是市政工程管线综合设计的重点和难点。针对交叉口处管线汇集的特点,结合城市空间资源的规划利用,提出了最小埋深法、逐层递进法和综合平衡法等三种不同的管线综合交叉口竖向设计优化方法。以期使交叉口范围内各类工程管线合理排布、互不干扰、施工便捷、运转顺畅、维护方便。此外,针对最小埋深法和逐层递进法进行了计算机程序设计,并结合《大明宫地区管线综合规划设计工程》,选择其中几个具有代表性的道路交叉口的工程实例,对计算机程序和以上三种方法进行了验证。最后将三种方法的设计结果进行多级模糊综合评价,实现对三种方法的比较和评价。