All'interno di un insolito progetto per aumentare l'altezza di una diga di 70 anni

Le squadre di costruzione lavorano alla costruzione di una diga nel bacino idrico di Gross vicino a Denver, Colorado, Stati Uniti. (Immagine: Doka)

Situato ai piedi delle Montagne Rocciose, il bacino idrico di Gross si trova in una zona remota, all'interno di una regione montuosa molto circoscritta.

Sebbene si trovi in una valle circondata quasi interamente dalla natura selvaggia, serve un'area metropolitana vivace e in crescita a circa 32 chilometri a sud-est.

Sebbene la costruzione di una diga sia una procedura relativamente insolita, questa possibilità è stata concepita come parte della sua progettazione e costruzione originale sette decenni fa, racconta a Construction Briefing Douglas Raitt, responsabile tecnico della sicurezza delle costruzioni/dighe per l'agenzia di servizi pubblici Denver Water.

Da quando è stato costruito, la popolazione della città è quasi raddoppiata, passando da circa 400.000 persone alle oltre 700.000 attuali, ed è quindi giunto il momento del complesso progetto da 531 milioni di dollari.

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Raitt nota che le stime iniziali prevedevano un aumento dell'altezza di circa 37 m, ma il team del progetto si è fermato a 40 m (131 piedi). L'infrastruttura esistente è una diga a gravità realizzata in calcestruzzo convenzionale. La nuova diga utilizzerà calcestruzzo compattato a rulli in una formazione a gradini, creando una diga ad arco, che rappresenta una deviazione dai piani iniziali realizzati negli anni '50, nota Raitt. Inoltre, il progetto sta installando calcestruzzo e acciaio all'interno dei gradini, che correranno per circa 40 m sul lato a valle della diga.

Riguardo ai lavori di ampliamento, Raitt aggiunge: "In sostanza, si tratta di un progetto quinquennale per costruire questo nuovo contrafforte in cemento armato contro la diga Gross esistente, che è alta 340 piedi [104 m]". L'estensione finale renderà l'intera diga alta 471 piedi (144 m).

Ulteriori lavori di costruzione comprendono un nuovo canale di scarico, muri di contenimento e lavori di incisione sulla sezione del canale di scarico della diga originale.

Una volta completato, Raitt afferma che si prevede che il bacino raccolga più neve (la principale fonte di acqua municipale di Denver) in generale, ma anche che la immagazzini e la distribuisca meglio alla popolazione metropolitana. La diga produce anche energia idroelettrica, che raggiungerà una capacità di 8,1 MW una volta concluso il progetto. Denver Water ritiene che sarà il più grande progetto di innalzamento di dighe negli Stati Uniti e il più grande innalzamento di dighe in RCC al mondo.

La pianificazione principale è iniziata nel 2018, con le squadre di costruzione che hanno iniziato i lavori nella primavera del 2022. La costruzione dovrebbe concludersi nel 2027.

Come il bacino idrico di Gross sta diventando più alto

Una vista dal lato del bacino della diga Gross Reservoir in Colorado, Stati Uniti, del 2023. La costruzione è iniziata nel 2022 per sollevare la diga di circa 40 m, con il completamento del progetto previsto per il 2027. (Immagine: Adobe Stock)

Nel progetto Gross Reservoir sono state utilizzate numerose soluzioni costruttive uniche, in particolare per quanto riguarda la posa del calcestruzzo e le casseforme.

"La nuova diga è un arco curvo, quindi stiamo mettendo un arco sopra la diga a gravità. Fornisce una struttura un po' più snella, ma sfrutta le pareti del canyon contro cui è appoggiata", spiega Raitt, notando che le porzioni ad arco utilizzeranno anche calcestruzzo compattato a rulli (RCC). "Stiamo aggiungendo circa 840.000 iarde cubiche [642.226 metri cubi] di RCC per lo più, ma questa diga ha un rivestimento in calcestruzzo convenzionale e la nuova elevazione della cresta è a 7.421 piedi [2.262 metri]".

Oltre al lavoro in cima, verrà installato un nuovo sistema a gradini dal basso verso l'alto, utilizzando un mix di pannelli RCC e facciate in acciaio. "Volevamo che questa struttura avesse una finitura molto resistente. Vogliamo che duri millenni", aggiunge Raitt.

Raitt prevede che verso la fine di novembre ci sarà l'ultima chiamata per la posa del calcestruzzo per l'anno. "Entro la seconda settimana di novembre, le temperature gelide che raggiungiamo qui di notte iniziano davvero a insinuarsi nel giorno, e questa è la fine della stagione per l'RCC", afferma.

Al momento della pubblicazione, Raitt stima che circa due terzi del calcestruzzo sia stato posato per il progetto. Il calcestruzzo continuerà a essere versato con il clima più caldo nel 2025.

Casseforme innovative per il progetto Gross Reservoir

I gradini della diga di Gross Reservoir in Colorado, Stati Uniti, rappresentano una sfida che richiede soluzioni di casseratura uniche. (Immagine: Doka)

Doka, produttore e fornitore austriaco di casseforme e ponteggi, sta lavorando sul cantiere con la sua soluzione di cassaforma rampante Xclimb 60, il suo sistema di casseforme a telaio Framax S Xlife e i suoi sensori digitali DokaXact Load & Pressure.

Doka afferma: "Il sistema di casseforme incorpora la regolazione orizzontale per mantenere la spaziatura dei tiranti mentre la facciata della diga arretra a ogni sollevamento, garantendo sia l'allineamento estetico che l'integrità strutturale".

Doka aggiunge che il sistema di casseratura è progettato in modo da consentire un unico sollevamento di 1,2 m ogni 24 ore.

Gli ingegneri Doka raccontano a Construction Briefing che l'ambiente montagnoso, la struttura invecchiata e l'uso di RCC hanno portato sfide diverse sul tavolo e li hanno spinti a ideare soluzioni uniche in risposta. "Sono stati creati pannelli appositamente realizzati che possono essere regolati o estesi utilizzando piastre di scorrimento e pannelli di estensione per modificare la lunghezza della cassaforma in modo da adattarla alle variazioni di lunghezza della struttura a ogni passaggio", afferma il team.

Un'altra particolarità del Gross Reservoir è il suo design a gradini, che Doka definisce "un nuovo ostacolo".

Un primo piano delle soluzioni di casseforme personalizzate Doka per il progetto di ampliamento del bacino idrico di Gross Reservoir. (Immagine: Doka)

"Questa forma ci ha reso necessario utilizzare pannelli di cassaforma personalizzati completamente nuovi", affermano gli ingegneri Doka. "Con questi pannelli personalizzati, possiamo collegare tre livelli di pannelli insieme per consentire un corretto trasferimento del carico tra i pannelli".

Ma a causa della forma della diga, la lunghezza di ogni passaggio cambia man mano che i lavori procedono.

"Ciò significa che gli angoli impiegano la maggior parte del tempo di progettazione per garantire che teniamo conto di tutte le variazioni di lunghezza a ogni passaggio, assicurandoci anche che siamo allineati con i due passaggi sottostanti il passaggio di colata per trasferire i carichi ai passaggi esistenti", afferma il team.

Informazioni tecniche sull'ampliamento della diga del Gross Reservoir

Un valido aiuto è dato dal flusso di lavoro 3D che le squadre Doka utilizzano per agevolare la comprensione e garantire la massima precisione.

"Abbiamo sviluppato una soluzione automatizzata utilizzando il software più recente per scrivere uno script che analizzasse il nostro progetto in uno spazio di lavoro 3D. Il software avrebbe quindi elencato le coordinate precise di ogni endpoint di un pannello in ordine da est a ovest", afferma il team di ingegneri.

Con l'avanzamento del progetto, Doka aggiunge che installerà sensori di carico e pressione DokaXact per il monitoraggio del calcestruzzo in tempo reale.

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