Bentley解决方案改造3,500米湖下隧道，改善城市污水处理

Bentley应用程序助力在预算范围内按时交付多伦多市Ashbridges Bay处理厂排污口项目

为污水处理厂设计水下排污口

Ashbridges Bay处理厂位于多伦多市中心以东的安大略湖畔，其排污口（ABTPO）项目需要进行升级。该处理厂是加拿大规模最大、年代最久远的污水处理厂，始建于1910年，于1917年正式投入使用。它是多伦多四座污水处理厂中规模最大的，最大污水处理能力为每天 3300万升。然而，现有的排污口建于1947年，排污能力不足，无法将经过处理的废水全部排放入湖，排污口也即将达到预期使用寿命。

Hatch加拿大的团队负责设计和建造新的隧道排污口，把处理后的污水从处理厂直接输入安大略湖。项目总投资3亿加元，工程内容包括在湖岸线附近建造竖井，以及在湖床正下方的岩石中挖掘一条隧道。Hatch隧道高级项目经理Kevin Waher表示：“关于竖井和隧道的尺寸，我们正建设一个深入地下的竖井，面积相当于一个足球场，隧道长度大约有金门大桥的三倍，直径相当于一般的两层楼的高度。”处理后的废水将在重力的作用下从工厂流出，通过连接管道、竖井和隧道，最终流入湖中。该项目的施工地点、复杂特性和项目规模都给团队带来严峻的挑战。

改善多伦多市的污水处理能力

Hatch在早期就认识到，要确保成功完成该项目，需要使用能将计算机辅助设计与工程分析相结合的软件。除了应对项目施工的多种复杂挑战，他们还需要在考虑水下土体和环境特征的同时最大限度降低成本。此外，处理厂为大约160万居民服务，最终不仅要保证社区生活质量的提升，随着城市的发展和扩张，还要保证日后新居民的生活质量。

团队最终确定，传统的工程交付方法难以满足项目需求。除了隧道施工，Hatch还需要建造50个垂直的直列式扩散立管，用以连接隧道顶部与隧道最后1000米沿线的湖床，让污水更加顺利地流入湖泊。隧道要正常运行，必须从陆上竖井处进行支撑，而立管将从水上驳船向下钻孔。协作是确保该项目成功交付的关键，由于团队分散在不同的办公地点，就更需要运用数字化协同工作流，以实现高效沟通。

团队协作，改进工程分析

Hatch已经熟悉Bentley软件的应用，早在2015年该项目的初始设计阶段，Hatch就使用了Bentley的软件。也正因如此，在项目的下个阶段继续使用Bentley应用程序，是比较理想的选择。Hatch的工程师应用Bentley的OpenRoads，基于钻孔日志（包括湖水水位和预期隧道仰拱）创建了表面。团队借助这种方法能够对湖中地质边界条件进行预测，并以此为重大设计决策提供指导。

他们找出竖井在哪一深度最能提高设施效率，减轻了隧道被湖水淹没的潜在风险。团队在OpenRoads中，在竖井周围设计了一个环形的轮廓，以全面地检查整个过程中的土体条件，进一步确定合适的挖掘方式。Hatch借助MicroStation，对竖井和隧道的所有元素进行建模，完成隧道环片施工并确定每个环片的合适旋转程度，以解决可能出现的连接问题。三维模型提供了复杂几何图形清晰的图像，助力工程团队制定了更简单的加固计划。他们还对竖井的挖掘进行了建模，考虑到了结构的深度、不同的土体和岩石条件以及不同类型的结构特征，以确保挖掘计划按时进行，不会发生任何意料之外的延误。

Hatch还利用ProjectWise的互连数据环境，使团队可以跨越多个时区开展协作，确保项目按时交付，预算不超出限制范围。他们就平台中所有的CAD工作内容、工程分析和设计内容展开协作，团队能够在另外的服务器上创建PDF，同时继续处理CAD图纸。Waher表示：“ABTPO项目采用Bentley系列软件，制定实用的解决方案，来应对特殊的工程挑战，建立互连、协同的工作环境，保证了项目的成本效益和工作效率。”

超出客户期望，节省大量成本

Hatch在该项目中使用Bentley应用程序，提前向客户交付了高质量的设计。借助该软件先进的CAD功能，他们只需雇佣一名全职和两名兼职工作人员，减少了2,000小时的工作时间，因此节省了35万加元。三维模型用于技术同行和施工可行性审查研讨会，全部投标文件均提前一周交付给客户，这为CAD员工节省了相当于2.5万加元的工时。此外，使用ProjectWise的互连数据环境来共享所有文档和信息，该项目实现了无纸化办公，Hatch也因此节省了超过3.5万加元的纸张和印刷成本。ProjectWise的协作环境还确保了跨时区互连，提高了团队效率，帮助 Hatch 在预算内按时完成详细的设计。

这些成果得到了客户的认可。Ashbridges Bay处理厂项目经理Alison Barlow表示：“项目按时完成，又没有超出预算，我还有什么不满意的呢？”另外，多伦多市排污口项目经理Justina Teper也表示：“排污口设计阶段按时、按预算完成，满足市政府要求，这值得称赞。”新的排污口对多伦多改善该处理厂污水处理能力至关重要。ABTPO项目预计还将有助于改善多伦多市的湖岸线、沙滩以及安大略湖的水质。Hatch高级营销专家Russell Pye表示：“很高兴能有机会应用Bentley的系列软件和工具来完成详细设计。……我们期待着未来能与Bentley在世界各地排污口项目中再次合作。 ”该项目的施工正在顺利进行，预计2024年完工。