Les équipages coupent et dégrossissent le barrage du Colorado pour un projet de collecte de 531 millions de dollars

Les travailleurs placent du béton sur une culée où le barrage Gross du Colorado sera élevé.

Photo gracieuseté de Denver Water

Lorsque le barrage de Gross a été planifié à l'extérieur de Boulder, dans le Colorado, au début des années 1950, les ingénieurs du projet ont eu l'idée que la population desservie par le service public Denver Water pourrait augmenter, ils ont donc conçu le barrage-poids incurvé de 340 pieds de haut de manière à permettre une augmentation de 120 pieds dans le futur.

Aujourd'hui, Denver Water dessert 1,5 million de personnes, soit plus que l'ensemble de la population du Colorado en 1950. Le Gross Reservoir, qui couvre 440 acres de surface et contient plus de 41 000 acres-ft d'eau, fait partie du réseau nord du service public qui représente 20 % de l'approvisionnement mais seulement 10 % de la capacité de stockage. Il a donc prévu de surélever le barrage pour desservir l'ensemble de la population, améliorer l'efficacité du système et créer une meilleure résilience contre les incendies de forêt.

Denver Water prévoit maintenant d'élever le barrage de Gross encore plus haut que les ingénieurs des années 1950 ne l'avaient imaginé, de 131 pieds supplémentaires à 471 pieds. Le projet de 531 millions de dollars triplerait presque la capacité du réservoir à 119 000 acres-pieds - la plus grande augmentation d'un barrage existant utilisant du béton compacté au rouleau dans le monde, explique Felipe Garcia, directeur principal chez Stantec, qui a conçu le projet, avec AECOM. Le record est actuellement détenu par l'élévation de 117 pieds du barrage de San Vicente à San Diego, en Californie, achevée en 2014.

"C'est un projet emblématique, un projet de classe mondiale", a déclaré Garcia.

Les travaux menés par une coentreprise Kiewit-Barnard qui est le directeur de la construction / entrepreneur général de Denver Water pour le projet, ont commencé en avril 2022. La première année de construction s'est largement concentrée sur le développement du site et les travaux de fondation, explique Doug Raitt, directeur de la construction de Denver Water. Les équipes ont élargi et amélioré les routes d'accès au site, préparé des plates-formes pour l'équipement de concassage d'agrégats et les centrales à béton et dégagé une zone pour le sol enlevé pour l'excavation des fondations. Ils ont également commencé à creuser les fondations de l'empreinte élargie du barrage. Au mois dernier, Raitt dit que l'équipe avait environ 75 pieds sur 500 pieds à creuser sur le côté droit et environ 150 pieds restants sur le côté gauche.

L'entrepreneur de forage et d'injection Keller s'est mobilisé en avril et a lancé un programme d'injection de fondations qui devrait durer jusqu'à l'automne, explique Raitt.

La fondation est un autre domaine du projet actuel qui a bénéficié de la prévoyance de l'équipe qui a construit le barrage de 1954, selon Garcia. Il dit que cela a rendu la fondation suffisamment profonde pour que l'équipe actuelle n'ait pas besoin d'approfondir l'injection du barrage existant pour la monterie. Les membres antérieurs de l'équipe du projet ont également creusé au-delà de ce qui était nécessaire pour le barrage d'origine afin de révéler une zone de cisaillement de matériau plus faible sur la culée supérieure gauche au-dessus de la crête du barrage.

C'est exactement là où se situerait la structure d'un barrage surélevé, dit Garcia. "Ils ont laissé une énorme pente coupée d'environ 20 pieds de haut où vous pouviez voir les cisailles vous-même", dit-il. "C'était presque comme un message des gars dans les années 50 disant:" Nous n'avions pas à nous en occuper, mais vous le faites. ""

L'équipe place une couche de béton sur les formations rocheuses pour s'assurer que la fondation est aussi solide que nécessaire pour que la future structure puisse s'asseoir, selon Raitt.

L'élévation du barrage nécessite que l'équipe du projet élargisse sa base d'environ 11 pieds. L'entrepreneur WALO International rend la surface du barrage de 200 000 pieds carrés rugueuse à l'aide d'un équipement d'hydrodémolition à ultra haute pression pour permettre une meilleure liaison entre l'ancien et le nouveau béton. L'équipe taille également les bords du déversoir encastré en une coupe biseautée et a retiré les 13 pieds supérieurs de la crête en ogive du déversoir pour empêcher les contraintes de se concentrer dans la nouvelle structure. Le travail permet aux structures anciennes et nouvelles de se comporter comme une seule unité, explique Raitt.

"C'est comme une superposition de 850 000 m3 du barrage existant", dit-il. "Nous ne voulons pas de bords abrupts sur la structure existante qui concentreraient les contraintes dans la nouvelle structure qui se trouve au-dessus."

La nouvelle conception remodèle le barrage en une arche gravitaire qui utilisera les parois du canyon pour fournir la réaction de poussée afin de renforcer le barrage sans le rendre aussi épais qu'une structure gravitaire traditionnelle reposant uniquement sur la masse, explique Raitt. Le design des années 1950 est "très compatible" avec les nouvelles superpositions d'arches, ajoute-t-il.

"Cela le rend un peu plus raide sur la face en aval", explique Raitt. "Mais nous avons de beaux murs de canyon pour y ancrer le barrage afin de nous donner toute la force dont nous avons besoin avec la forme actuelle."

Un autre changement par rapport aux années 1950 est l'utilisation de béton compacté au rouleau. Raitt dit que le processus est plus rapide qu'une approche de bloc de béton de masse et réduit les intrants coûteux tels que nécessitant beaucoup moins de ciment. Le béton compacté au rouleau durcit plus lentement mais génère également moins de chaleur, ce qui lui confère un autre avantage par rapport au fait de devoir refroidir et risquer éventuellement de fissurer le béton de masse. Garcia compare la méthode de le placer dans des ascenseurs horizontaux similaires à la construction d'un remblai.

Le béton compacté au rouleau doit être placé à une température proche de celle de la structure existante, et Raitt explique que l'équipe avait besoin de béton avec une température de charge inférieure à 45 °F, fournie par une usine de glace qui refroidit également les agrégats, le sable et l'eau de charge.

Le projet dispose également d'une centrale à béton pour le béton conventionnel à placer le long de la nouvelle face du barrage qui offre une protection contre le gel et le dégel que le mélange de béton compacté au rouleau n'offre pas. Raitt dit que c'est nécessaire sur le site avec une altitude de plus de 7 000 pieds au-dessus du niveau de la mer.

Cet emplacement du site a ajouté quelques défis pour l'équipe. Todd Orbus, chef de projet pour Kiewit-Barnard, compare le projet à une chirurgie à cœur ouvert car l'équipe doit travailler pendant que le barrage continue de fonctionner. Les plans comprennent une surveillance détaillée et d'autres mesures pour assurer la sécurité et le fonctionnement continu du barrage.

"Nos équipes effectuent des dynamitages contrôlés à quelques centimètres de la fondation du barrage existant alors qu'elle continue à retenir plus de 250 pieds d'eau", dit-il.

La météo de l'emplacement peut également être loin d'être idéale. Une zone de loisirs à côté du réservoir s'appelle Windy Point, Raitt disant que le nom est littéral car le vent là-bas "est exceptionnellement fort". L'année dernière, la majeure partie du mois d'avril a vu des jours de "drapeau rouge" lorsque les travaux de grue et le dynamitage n'ont pas pu être effectués en raison de vents violents.

Les températures froides limitent également la saison de construction prévue du site, explique Orbus. Mais certains travaux ont pu se poursuivre pendant les mois les plus froids, avec le chauffage sous les tentes, dit Raitt. "La nuit dernière, nous avons eu 3 pouces de neige sur le site", a-t-il noté en avril. "Nous avons dû ralentir les choses pendant quelques heures ce matin, mais nous y sommes revenus."

Alors que la plupart des travaux ont été attribués à la coentreprise Kiewit-Barnard, Raitt dit qu'il reste encore quelques contrats à annoncer. Une trousse mécanique sera probablement émise l'année prochaine, suivie d'une autre pour l'enlèvement des arbres à l'intérieur du périmètre élargi du réservoir.

Denver Water a attribué un contrat de pré-construction à Kiewit-Barnard afin qu'il puisse contribuer à l'optimisation de la conception, explique Raitt, ajoutant qu'il a contribué à réaliser des économies pendant la phase de conception et a facilité le processus de finalisation de l'ensemble de construction.

"La gestion du changement a été beaucoup moins un fardeau, car nous avons amené l'équipe de passation de marchés avec nous", explique Raitt. Les membres "savaient exactement dans quoi ils s'embarquaient lorsque les documents de conception ont été approuvés par les agences".

Orbus convient que le modèle CM/GC et l'approche collaborative adoptée par Denver Water et les entrepreneurs "nous ont permis de travailler en équipe dès le début du projet pour construire un barrage de classe mondiale qui fournira plus d'eau potable pour les générations à venir".

Le projet devrait être achevé en 2027.