↑↑↑星标后，第一时间收到最新上海本地资讯！！
上海东南角，临港海堤外，一项重要水务工程于近日开工。两根排海管将从临港污水处理厂伸出，用顶管工艺一路顶进到离岸2.5公里、10米深的海里。
在行业内，超过500米的顶管施工已被称作“长距离”，水下作业难度更甚。建设方上海城投集团方面表示，临港污水厂排海管堪称当前国内外最长顶距的海下顶管之一。可以想见，顶管越长，施工就越难，成本也越高。
明知山有虎，为何偏向虎山行？管道深入大海就一定能减小对环境的影响了吗？为此要克服哪些困难，采取哪些特殊工艺？记者就这些问题询问了项目有关负责人、上海城投兴港投资建设有限公司工程管理部副总经理陈晓晨。
远，却又不能太远
上海自贸区临港新片区挂牌以来，企业接连进驻，人口不断增加，工业、生活污水量随之迅速增长。应对需求，污水厂要扩建；同时，排放规模更大、口径更粗的排海管自然要同步配套跟上。按照规划，新建的排海管排放规模达35万立方米/天，单根口径2.2米，远超原有排海管0.8米的口径。排放量激增，原先的设计思路不再适用，但有些经验可以借鉴。
扩建后的污水厂概念图
夕阳西沉，潮水退去。堤外滩涂上，陈晓晨借着日暮余辉看到，有一截略带锈迹的金属管道裸露在外。这是他此前实地考察时所见情形，原有的两根排海管离岸300米左右，不够远。上方泥沙经海潮多年冲刷被卷走不少，使得局部管道在退潮后暴露在空气、海水中，引发生锈、漏水等问题。
此外，排放口的位置要符合区域海洋环境功能区划、海洋生态红线等相关规划；《污水海洋处置工程污染控制标准》还对水深作出了规定，只有离岸一定距离方有达标的水深。过往的经验与相关法规告诉他们，新建排海管的排放口一定要远离海岸。
远，却又不能太远。远一寸，成本、难度就增一分。
一般来说，离岸越远，水动力条件越好，污染物稀释情况就越好。在保证水流速度够快的前提下，找到一个合适的位置，成为摆在建设方面前的一道难题。记者在排放口选址论证报告中看到，报告共列举了7个比选方案，离岸线距离从1.5公里到4公里不等。陈晓晨告诉记者，他们请来了专业单位测试洋流，并给出了不同浓度范围的各项污染物在大潮、小潮、涨潮、落潮等多方面的预计扩散面积、扩散范围；再排除一些限制性因素较多的方案，最终选择了离岸2.5公里这一方案。
报告书中该方案的测算结果如此表述：“尾水排放量增大到35万m³/d时，本工程排放口污染物的稀释作用依然比现状排放口大……排放口在远期35万m³/d排水量下，各污染因子高浓度超标范围也远小于现状近岸排放方案。”
顶得深，难题越来越多
敲定了排放口的位置，就该考虑怎么把管道“伸”到那里了。
管道铺设施工一般分两种工艺：顶管与开挖。前者施工场地小、噪音小，对周边环境影响较小，且能深入地下作业。虽然施工时间长、工程造价高，考虑到其独有的优势，上海城投仍选择使用顶管工艺，将管道“顶”到2.5公里外的海里。
顶管，顾名思义，打一个垂直水平面的工作井，从那用千斤顶将管道一根接着一根地向着目标顶进。在土中穿行，最大的阻力就是摩擦力，摩擦力与受力面积正相关，受力面积又与总长度正相关。顶的管道越多，要克服的摩擦力越大。陈晓晨计算后告诉记者，一次性顶到底，至少要5000吨的顶力；与此同时，工作井还要有足够坚固的墙体，承受这5000吨的反作用力。
新建的排海管概念图
蛮干显然不现实。建设方决定每隔300米左右设一个中继间，几根管道为一组，从一个中继间顶到下一个。如此一来，摩擦力大大减小。顶进速度虽也因此减慢，但运用并联开工等手段，多个中继间同时发力，也能弥补一些施工效率。
润滑剂，则是另一个减小摩擦力的法宝。顶管施工的“润滑剂”，是由高分子材料配成的浆液。从注浆阀门涌出后，最多能降低75％的摩擦力。
超长顶管的另一个难点是容易失稳。见记者不理解，陈晓晨随手拿来两瓶矿泉水，头尾相接，宛如两根管道相连。他用双手挤压两端，这个临时搭建、未做固定的“管道组”并未怎么偏移。“但数量一多，整个结构很长的时候，一头用力前顶，整个结构很容易散架。”他说着，又拿来几瓶矿泉水，如法炮制再次连在一起，稍一用力，水瓶子就东倒西歪。
想象一下用手挤压这个“饮料组”两端的情景
为解决这个问题，上海城投选用高质量管材；同时准确测量，精确到厘米级，保证管道对接精准；再控制顶力，“不能大，也不能小”。
施工方案越细化，发掘出的难题越多。譬如施工安全问题：既是地下，又是海底，保证管内通风非常重要。除了配备大功率送风、换风设备，上海城投还尽量采用遥控或自动化设备，减少进场人次。陈晓晨说，项目采用的顶管机、红外测量仪都可以在地面上远程操作；注浆阀门则依靠传感器，实现了自动化。
先前提到的工作井，多数情况下都是靠自重下沉，对周边土地扰动较大。排海管的工作井与临港海边大堤距离只有30米左右，使用自沉方式施工，万一影响海堤稳定性，后果不堪设想。为此，建设方专门在工作井上方、下方四角各放了一个动力设备，依靠8台设备输出不同推力，精准控制工作井垂直沉降，避免对周边影响。
“新建排海管是为适应临港新片区发展速度，为新片区的居民、企业带来益处。”陈晓晨说，“正因此，工程的设计、建设一定都是以尽量减小，乃至不影响周边环境为标准。”
来源：上观新闻
