澳大利亞大壩升級改造中面臨的挑戰

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澳大利亞大壩升級改造中面臨的挑戰

[澳大利亞] F.洛佩斯

過去10 a，隨著澳大利亞新建大壩進度放緩，人們開始把更多的注意力投向大壩除險加固以及升級改造現有設施上來。重點論述了近期澳大利亞在部分大壩升級改造時面臨的各種挑戰，主要涉及袋鼠溪壩、新科特壩、瑪汝恩壩、南澳拱壩以及蒙達拉水庫等。

大壩升級改造；大壩除險加固；澳大利亞

澳大利亞整體上屬干旱氣候，全年降雨、地表徑流分布不均。大壩建設高峰期為20世紀60～80年代，之后新大壩建設數量屈指可數，主要是由于缺少適合的壩址、環境監管更為嚴格且公眾反對等因素的影響。為解決用水需求問題，澳大利亞正致力于利用現代壩工技術對現有大壩進行維護、升級和改造。因此，近期該國多數大壩項目都與除險加固、升級改造及替換老壩及附屬設施相關。

1 袋鼠溪大壩安全升級

袋鼠溪(Kangaroo Creek)大壩位于托倫茲(Torrens)河上，距南澳阿德萊德(Adelaide)市東北方向約22 km。該壩始建于1966～1969年，目的是為該市居民提供更多的備用水源。隨后，為提高水庫蓄洪能力并減少洪水下泄量，曾于1983年對壩進行了加高，并升級了溢洪道。大壩業主及運營方為南澳水務公司(SA Water)。該壩為混凝土面板堆石壩(CFRD)，壩高63.5 m，壩頂長138 m，其溢洪道形式為側槽式。

前期安全風險評估中指出，該壩存在兩處缺陷： 壩體在強地震荷載作用下具有易損性，表現為在強地震荷載下周邊縫及部分上游面板縱縫存在開裂可能，考慮到筑壩材料特性，這些裂縫可能引起壩體滲漏，并導致壩體不穩或下游壩坡開裂，甚至發生潰壩事故； 溢洪道泄流能力不足，根據當前版本的《澳大利亞國家大壩委員會(ANCOLD)指南》，該壩應滿足最大可能洪水(PMF)的6 200 m3/s安全過流要求，而當時袋鼠溪壩過流能力僅能達到1 850 m3/s。

受SA水務公司委托，GHD公司針對袋鼠溪大壩升級方案進行了設計，包括提高溢洪道泄流能力和壩體對極端地震荷載的抵抗力等，以滿足現行標準要求，并符合ANCOLD指南的相關規定。GHD公司的工作范圍涵蓋所有必要的勘察和溢洪道物理模型研究。同時，SA水務公司還組建了一支由壩工專家組成的專家團隊，針對設計成果的可靠性進行獨立評估。

大壩升級方案的主要內容包括：①將壩高從63.5 m提升至69.4 m；②擴大混凝土面板范圍；③在壩體整個下游坡面設置碎石反濾層；④對縱縫和周邊縫止水帶進行升級；⑤增加溢洪道泄槽寬度；⑥延長壩頂東側渥奇(ogee)結構長度40.2 m；⑦增加溢洪道邊墻高度；⑧對已有溢洪道的渥奇結構進行錨固；⑨改建泄水建筑物，使之與加高后的壩體及新建的量水堰相匹配。

袋鼠溪大壩壩址所在區域位于南澳的洛夫締山(Mount Lofty)和弗林德斯山脈(Flinders Ranges)之間，是澳洲大陸最活躍的震區之一。作為設計工作的一部分，GHD公司承擔了地質測繪及8個傾斜鉆孔的取芯和試驗工作(鉆孔總長度 255.4 m)。試驗結果表明，溢洪道導流墻基礎強度無法滿足后張預應力錨的穩固性要求，這就要求設計方案在加高導流墻的基礎上，利用重力斷面進行設計，以確保錨固的安全性。

現存的壩體由5個區域組成，其中第一至四區為堆石區，第五區為河槽段少量沖積物，壩體下游坡度為1∶1.4。壩體的升級處理方案是抬高壩體高度并相應增大上游面混凝土面板面積至設計值，為PMF過流提供約1 m的超高。

現有壩體升級改造設計是基于假設的震后工況，在該工況下，混凝土面板內的各處分縫及止水均失去作用，滲流已侵入壩體，下游堆石體形成“面板”效應，壩體滲透性降低，無法向下游自由排水，設計滲流導致壩體出現飽和現象，壩體穩定性受到影響。因此，需要新建一條穩定戧堤，確保各種不利荷載情形下壩體的安全性。

如果現有滲流的水力坡降超過臨界值，潛在的高水平向滲透率(假設由于形成了所謂的“面板”，引起縱向滲透系數的下降)將導致壩體下游坡面被沖刷侵蝕。為防止壩體下游區域可能發生的變形進而阻礙下游壩面分散排水，需增加一套內部排水系統來控制出口流量。該設計方案通過將排水區和更大的外部堆石區(新增設計，用來阻止壩體開裂)相結合，實現了壩體過渡區和排水系統的集成。

壩體加高部分的設計依據來自關于控制地震引起壩體上部沉降的若干建議。此次設計選定的堆石材料級配，提高了壩頂以上新增區域的抗震性能。壩體內部過渡區分為3層，每一層對于其毗鄰區域均使用了“抗腐蝕”的反濾材料。由精選粒徑石料組成寬5 m的區域，不僅可以保護下游壩面不受開裂影響，還可防止延伸后的排水區不受內部出逸坡降滲流破壞及溢洪道泄洪時回水的影響。

壩體上游面板擴建按照現行CFRDs的實踐經驗進行設計施工。通過將現有渥奇結構延長 40.2 m，并加寬現有泄槽的寬度，實現了溢洪道需要增加的泄洪能力。通過對5種溢洪道升級設計方案分別進行的流體力學模型計算(CFD)分析，最終選取了漸變式的泄槽方案，該方案不僅可以滿足泄流能力要求，而且還減少了巖石開挖及混凝土襯砌工作量。

壩體上游面板周邊縫及縱縫中現有的止水帶為PVC材料，而按照現行標準，應使用外露式乙丙橡膠EPDM(Ω樣式)材料止水帶。同時，延伸段周邊縫還需要加裝第二道止水銅片，以應對地震引起的沉降效應及施工縫開裂。

盡管自袋鼠溪大壩建成以來一直運行穩定，但為了滿足現行壩工安全標準，尤其是大壩在抗震及泄洪能力方面的要求，需要對現有大壩進行升級改造。GHD及SA水務公司合作制定了袋鼠溪大壩升級改造的設計方案，優化設計已于2016年開始施工。

2 新科特大壩建成庫容巨增

澳大利亞東南部地區在1998～2010年間經歷了持續的干旱，對該地區城市居民用水造成了嚴重影響。為應對危機，首都堪培拉市政府啟動了一系列供水項目，以降低未來因干旱帶來的長期風險。新科特(New Cotter)大壩就是其中之一。該壩位于堪培拉市以西約15 km的科特河上、距離原壩下游約150 m處，新科特壩將原有水庫庫容從400萬m3提至7 800萬m3。該項目由以下幾部分組成：一座87 m高的碾壓混凝土(RCC)重力壩，兩座位于右岸、主壩西南方的副壩。

作為設計方，GHD公司不僅承擔了主副壩大量的基礎調查工作，還負責現場石料場的勘察選址，以便可以為RCC壩體填筑提供充足料源。壩基設計的原則是挖除表面強風化層及部分裂隙密集發育的巖層，使壩基巖層的滲透率低于5 Lu。盡管如此，仍需要對壩基進行灌漿處理，以滿足基礎防滲要求。

新科特壩是澳大利亞當時已建成最高的RCC壩，最大壩高為87 m，超過此前最高RCC壩30 m，RCC填筑量達371 000 m3，壩頂總長為335 m。壩體斷面為典型斷面，上游面為垂直面，下游面為臺階狀，坡比1∶0.75，每級臺階高1.2 m。

詳細設計包含三維非線性有限元分析，以評估壩體的穩定性，尤其是在熱應力和震后效應工況下壩體的穩定性。建設期發生的一次大洪水，造成RCC壩體填筑進度延誤，但提高了壩體熱應力分析的重要性。

大壩壩頂和下游面的絕大部分被用作溢洪道，其中，壩體中央70 m寬度區域是主溢洪道，可滿足1 000 a一遇洪水的泄洪要求，再加上兩側共計寬140 m的溢流面后，即可滿足PMF的泄洪要求。主溢洪道以外的泄流通過渠道排入原河道，這些渠道是與RCC大壩主體同時修建的。通過大量的流體力學和物理建模分析，對溢洪道進行了設計優化，尤其對壩肩溢流渠道尺寸和考慮摻氣因素的入水口形狀進行了優化。

RCC壩體填筑料取自庫區2號副壩下面的一座料場。為降低骨料的原始溫度，冬季將石料粉碎、加工后貯存。為確定RCC混凝土最優配合比，減少水泥用量，設計人員進行了大量的室內外試驗。由于石料場骨料中含有不同程度風化和變質的流紋巖，且具有干/濕強度變化較大的特征，上述試驗工作面臨的挑戰巨大。最終試驗表明，雖然骨料難以滿足澳大利亞現行規范的要求，但設計人員還是找到了一種合適的配合比，即水泥用量為75 kg/m3，粉煤灰用量為120 kg/m3，試塊180 d強度可達到15 MPa，滿足設計強度要求。壩體上下游面板采用富漿碾壓混凝土作為表面材料。

砂石混凝土系統位于主壩和2號副壩之間，通過傳送帶將混凝土輸送至大壩集料點，再用卡車直接運輸至澆筑面，最后用推土機推平、碾壓機壓實。最初RCC材料每層澆筑厚度為300 mm，壩體澆筑到一半高度時，為加快施工進度，將單層澆筑厚度增加為400 mm。整個壩體共有100 000 m3RCC是按照每層400 mm的厚度澆筑的。

在業主方ICON水務公司、設計方GHD公司、施工方John Holland公司及其施工合作方聯盛集團的共同努力下，新科特大壩項目已于2013年順利完工。

3 瑪汝恩大壩升級方案

瑪汝恩(Maroon)大壩于1969年開工，1974年完工，是一座綜合性水利工程，兼有供水、灌溉、防洪及休閑等多種效益。大壩位于澳大利亞昆士蘭州布里斯班市西南方向約100 km處。

大壩最大壩高為47 m，壩頂高程為 219.78 m，壩頂長約457 m，水庫正常蓄水位(FSL)為207.14 m。壩體由土石料、中部粘土心墻、外部砂礫石反濾層、上下游壓重戧堤等組成。施工期間，發現壩基區域存在近水平向的低強度粘土層，為保證大壩的穩定性，設置了壓重戧堤及減壓系統。

溢洪道位于右岸，直接在巖基上開挖形成，無襯砌，頂高程為 217.51 m。正常蓄水位和溢洪道頂高程之間的庫容為防洪庫容，截止目前，記錄到的最高水位為 209.9 m。

2011～2012年間，GHD公司開展了大壩防洪能力(AFC)研究和壩基地質條件調查工作，包括對測壓管監測數據、測量標石、傾斜計以及量水堰的詳細評估。洪水水文分析顯示，當發生450 a一遇的洪水時，水庫水位將超過 217.5 m，因此現有大壩能夠有效發揮水庫蓄洪能力。

為表現潛在破壞面黏土層的強度變化特征，設計人員開發了詳細的壩基基礎模型。通過簡化的隨機性分析，獲得了大壩邊坡穩定性分析所需的粘土力學指標，進而獲得了邊坡在不同洪水荷載條件下的安全系數。根據昆士蘭州現行的AFC指南，設計人員利用以上所獲數據，并考慮到邊坡破壞模式及壩體各階段升級工作等因素，對該壩不同AFC的升級方案進行了綜合評估。

風險管理概念的引入，使升級工作各個階段有了明確定義，也對關鍵階段可能存在的延期進行了風險評估。

通過風險分析，確定了工程各部分存在的安全問題及所占權重：

(1) 壩肩原施工灌漿線及減壓系統以上部分的管涌現象(68%)；

(2) 堤岸區域管涌(0.8%)；

(3) 壩肩及河床區域存在軟弱粘土層，導致堤岸失穩(0.2%)；

(4) 溢洪道無襯砌區域發生氣蝕(0.1%)；

(5) AFC洪水導致的堤岸漫溢(1.5%)。

綜上所述，溢洪道的沖刷氣蝕并非主要風險因素，但有時也存在很大的不確定性，即當溢洪道工作時，壩基軟弱粘土層裂隙發育區域氣蝕現象可能會加重，同時，軟弱土層被加壓后可能導致壩基產生縫隙。因此設計人員利用HECRAS和MIKE21模型，分別對現存及修改過的溢洪道進行水力學分析，以評估潛在的氣蝕現象。分析結果還表明，通過在現有渠道下游新增一條泄水渠，可以把水流引離堤岸坡腳區域。同時，渠道開挖料還可作為左右壩肩管涌處理及額外新建壓重戧堤的石料。

最終推薦的升級方案將可滿足昆士蘭州AFC指南，并能夠滿足大壩安全運行的要求。GHD公司百分比風險分析法(AFC指南)的成功應用，為長期規劃項目各階段劃分提供了依據。該方法同樣在風險分析的基礎上，明確了2035年瑪汝恩大壩升級工作執行到最后階段時，某個環節存在延期或省略的可能。瑪汝恩大壩整個升級工作分為兩個階段，其中第一階段工作已于2014年完工，包括壩肩區域的灌漿及排水渠開挖、溢洪道排水渠開挖和新建壓重戧堤等。

4 南澳幾座拱壩安全評估

2008～2015年間，GHD公司主導完成了位于南澳阿德萊德市附近的巴羅薩(Barossa)壩、博德峰(Mount Bold)壩及斯特爾特(Sturt)河防洪壩的洪水及地震安全評估工作，這3座壩均為SA水務公司所有。每座大壩的安全評估均面臨獨特挑戰，具體情況如下。巴羅薩大壩建于1899年， 1902年完工，自1942年起承擔了向阿德萊德市供水的任務，由于其獨特的聲學特征，該壩也被稱作“回音壁”。大壩主體為一座高36 m的圓柱形混凝土拱狀結構，壩頂長144 m。36 m的壩高也使其成為當時澳大利亞最高的混凝土拱壩，同時躋身于當時世界首批最高拱壩之列。除年代久遠外，該壩獨特的壩型設計也與現代大壩不同，即整個壩身未設置垂直伸縮縫。然而1954年，距離大壩45 km處曾發生過一場里氏5.6級地震，隨后人們在兩個壩肩位置均發現了數條垂直裂縫。

博德峰壩于1932年開工，1938年完工，隨后于1961～1963年間進行了加高處理。博德峰水庫是阿德萊德市主要的飲用水源地。大壩主體為混凝土拱結構，高58 m，河谷段壩頂長128 m，加上兩側的混凝土重力式壩肩，總長度達到227 m。由于在建設期遇到不利條件，兩側壩肩多處混凝土斷面挖深達30 m。溢洪道位于拱壩中部，安裝了8扇升降式閘門。由于加高該壩時采用的獨特方法，其拱結構有異于常規型式。兩側重力式壩肩加高工程采用了大體積混凝土施工，與此同時，非溢流壩段的加高采用了空心式預應力鋼筋混凝土模塊，導致其在結構上無法與原壩頂穩定銜接。溢洪道加高是通過錨固在原堰頂下游面的懸臂式鋼筋混凝土渥奇結構進行的，并在各閘墩之間進行了結構體延伸。這種做法的目的是減少壩頂加高部分的重量，以避免上部懸臂拱結構產生超限應力。

斯特爾特河大壩于1963年開工，1966年完工，目的是減弱暴漲洪水對南阿德萊德平原的影響。大壩主體結構為雙曲拱壩，高41 m，壩頂長107 m，附有若干通過預應力錨索固定于上游壩肩處的小型塊體結構。壩頂中央區域為渥奇型式的溢洪道，同時壩體底部還配有兩個排水管，常年開放泄流。正常運行期間，水庫為接近空庫狀態(此為地震發生時的假設工況)，溢洪道僅在發生洪水時發揮作用，而日常徑流則通過底部排水設施下泄。

這3座大壩的安全評估工作包含以下幾項內容：①復核溢洪道下泄能力；②壩址地質建模；③漫頂沖刷評估；④壩體結構及穩定性評估；⑤河谷壩肩在拱結構作用下的穩定性評估；⑥最終對每座大壩進行整體安全評估。

SA水務公司采用ANCOLD指南。該指南推薦了大壩安全管理實踐、生命安全可承受風險等級、洪水及地震安全風險分析方法，以及替代風險評估的設計荷載備用方案。

在進行壩體結構評估時，還考慮了壩體和壩肩上的洪水及地震荷載。根據ANCOLD指南的要求，設計人員將3座大壩均設置在極端情形下進行分析，取PMF下的極端洪水荷載作為防洪安全評估條件，10 000 a一遇超越概率地震事件為地震安全評估(SEE)條件。

對每座大壩均建立了3D地質模型，用于評估拱形壩肩在受力狀態下可能的破壞模式和確定巖體特性，為建立壩體結構模型提供條件。地質模型的建立除了基于已有資料，還使用了定向地質勘查數據，以填補建模過程中的數據缺失。分別運用單獨模型完成了壩體和壩基的穩定性分析，其中壩基分析所使用的荷載條件來自結構模型的分析結果。

結構抗震評估分為3D線彈性反應譜分析和3D非線性時程分析兩個階段。最初的線性分析使用的是Strand7有限元分析軟件，而較復雜的非線性時程分析使用的是DIANA軟件。后者被用來模擬壩基接觸面、裂縫及裂縫張開面的幾何非線性邊界，同時用流體單元模擬壩體和水庫的相互作用。

通過此次安全評估，測定了3座大壩正常運行條件下均要滿足的安全標準。盡管在PMF荷載下，3座大壩的壩體結構和壩基擁有足夠的抗力保證其安全性，但是在上述洪水工況下，大壩將承受漫壩水流沖刷侵蝕，并可能由此導致失穩。分析結果同樣表明巴羅薩大壩和斯特爾特河大壩在運行基準地震(OBE)荷載下能夠滿足安全性要求，但是博德峰大壩加高的部分將在此荷載下產生破壞，影響溢洪道閘門正常工作。在10 000 a一遇超越概率地震條件下，盡管巴羅薩大壩可能遭受嚴重破壞，但并不會發生潰壩，且壩體在震后依然可以保持穩固。然而，博德峰大壩可能遭受嚴重損毀，因此震后需要進行安全補強工作。斯特爾特河大壩最初的評估也顯示將導致壩體損毀，但鑒于該水庫日常運行處于空庫狀態，因而地震風險與洪水風險相比略小。

GHD公司已經完成了巴羅薩大壩和博德峰大壩關于降低洪水及地震風險的方案研究，短期內將針對斯特爾特河大壩開展類似的研究工作。

5 蒙達拉水庫進水塔強度評估

蒙達拉(Moondarra)水庫位于維多利亞州墨爾本市以東160 km處，為吉普斯蘭水務公司(Gippsland Water)所有。水庫進水塔始建于1962年，是一座高 40.8 m，內徑為 4.5 m的干井塔，塔身有4個取水端口，用于在不同庫水位條件下引水。

美國陸軍工程師團(USACE)對塔身的反應譜分析顯示，進水塔無法承受1 000 a一遇的最大設計地震(MDE)，MDE將導致進水塔豎井發生彎曲及剪切破壞。為進一步評估該進水塔的穩定性和強度，2010年又對此進行了非線性時程響應分析。

設計人員采用波譜耦合技術模擬出兩個正交水平方向的加速度圖，采用創新的條件均值反應譜(CMS)代替傳統的一致風險反應譜(UHS)作為目標地震波譜。

根據貝克(Baker)理論，反應時程分析加速度圖常常通過和目標反應譜所匹配的地面運動獲得，而常使用的UHS法已被證實并不適用，因為這種方法保守地認為，在單一地面運動條件下，所有周期內將僅產生大振幅反應譜值。而在研究期目標頻譜加速度值出現的條件下，貝克推薦的CMS法提供了反應譜的期望平均數。有學者認為，采用目標反應譜獲得上述目標是合適的，因而對于選取地面震動作為動態分析的輸入數據也是一種有效的工具。

基于SeismoStruct軟件對進水塔進行了有限元建模。該軟件利用纖維單元來表現進水塔橫截面的結構性能，每一個纖維單元都與單軸應力應變關系相關。這種結構在基礎結構周期中的阻尼約為2%。但為保守起見，該研究選取的阻尼為1%。

由于運行條件限制，吉普斯蘭水務公司提出了以下幾點可操作性建議：任何修復工作需在進水塔內部完成，且須滿足可行、有效和安全要求。這些限制條件表明，修復工作不僅要限制結構破壞(即不能發生結構坍塌)，還要控制裂縫寬度，以便商業修復材料和技術能夠用于此次修復工作。

進水塔外層混凝土瞬態拉應變被用作判定殘余裂縫尺寸的指標。在三維地震動下，各部位鋼筋最大拉應力均小于其230 MPa的屈服強度。在SRO地震動下，豎井基座B7斷面鋼筋最大拉應力為95 MPa，同時在PAR地震動下，豎井頂部B38斷面最大拉應力需求為90 MPa。根據1994年美國加利福尼亞州北嶺市地震情況下塔身各部位的拉應力時程變化圖，塔身鋼筋并未發生屈服、斷裂，或者形成塑性鉸。

在上述分析結果中，運用中外層混凝土的拉應變計算裂縫尺寸，并與破壞控制尺寸0.13 mm進行了對比。研究結果顯示，在設計地震工況下，預想的殘余裂縫尺寸以及由裂縫導致的滲漏均極為微小。

該項目顯示了將CMS創新型方法、反應時程分析高新技術以及項目特殊的使用要求統籌運用的優勢。研究結果表明：進水塔結構的抗震性能較好，可滿足抗震要求，對于此前通過傳統反應頻譜分析認為結構強度不足的進水塔來說，無需進行升級。

6 奎珀利大壩安全及擴容改造

奎珀利(Quipolly)大壩位于澳大利亞悉尼以北約360 km的新南威爾士(New South Wales)州內，是一座高21 m的土石壩，主要功能是蓄水。

2006年，作為一項大壩綜合安全評價工作，相關機構對該壩進行了風險評估，并指出壩體存在以下主要缺陷：

(1) 壩體上部1.5～2 m部分有發生管涌的可能，主要原因為壩體土石料常處于干燥狀態以及與之相關的細小裂縫；

(2) 壩體靠近垂直溢洪道混凝土擋土墻部位有發生管涌的可能；

(3) 溢洪道泄流能力不足(原設計泄洪能力為過流800 a一遇的洪水，而現行標準要求滿足100 000 a一遇洪水的泄洪要求)。

利物浦平原郡委員會(LPSC)作為水庫的業主，要求對大壩進行升級以滿足現代壩工設計要求，同時將壩體加高2 m，以增大蓄水量。經過對不同升級方案的詳細論證，最終選定方案包含以下幾點：

(1) 使用土石料結合預埋式鋼筋混凝土擋墻加高大壩；

(2) 新增一條混凝土襯砌的輔溢洪道，這種方法的創新性在于既能增加溢洪道過流能力，也能將因壩體加高而轉移到現有溢洪道擋土墻上的荷載最小化。如此一來，避免了原本需要進行的溢洪道擋墻加固和加寬開挖工作；

(3) 在溢洪道擋土墻附近新增一道砂礫石反濾層，以降低發生管涌的風險；

(4) 安裝防洪擋水式自潰堰，增加蓄水能力的同時，確保在大暴雨時溢洪道泄流能力最大。

由于在壩體上部1.5 m范圍內進行裂縫修補期間，仍需確保大壩加高正常施工，因此壩頂加高工作只能在壩體半邊的兩個狹小空間內進行。壩體一側改造完成的同時，也完成了鋼筋混凝土擋墻施工。隨著2013年整個升級工作的完成，奎珀利大壩溢洪道滿足了100 000 a一遇洪水的泄洪要求，且水庫庫容也增加了40%。

7 墨累達令河流域環保措施

墨累達令(Murray-Darling)流域是該國最重要的農業生產基地之一。

近年來，持續干旱以及河流、灘地生態健康狀況的持續下降，已引起了人們對水資源利用的擔憂。未來社會發展規劃的核心課題之一便是生態徑流，目的是研究如何使用有限的生態徑流來獲取可能的最佳環境收益。GHD公司主導的生態徑流項目，憑借提高基礎設施用水效率，以及通過控制供水使原河道恢復到更接近于自然徑流量和原有的洪水過程，在這一領域多次獲獎。這些基礎設施包括小型大壩、堤岸以及水流控制設施等，工程規模通常小至箱涵，大至高8 m、長80 m的混凝土建筑物。在這些項目的設計和施工過程中遇到了不同程度的挑戰，但也相應創新出了一系列解決方案。

大型河道內的施工，在不斷流的情況下，通常使用板樁圍堰技術。喬維拉(Chowilla)項目的圍堰最初的設計外圍水位為17 m，允許最大水位誤差為100 mm。施工現場曾在2011年的一次大洪水中遭受嚴重影響，此外在2010年和2012年還分別遭受了中等程度洪水的影響。為此，開發出一種新型圍堰加高技術，即將較短的板樁用螺栓固定在已有板樁上部，從而確保在2012年洪水事件中能夠繼續現場施工，當時外部水位已超過原設計水位1.44 m之多。隨著水位差的增加，施工人員采取了一系列方法來加固板樁的懸壁結構。圍堰內的戧堤可以為板樁結構提供額外的被動支撐，使圍堰體更加穩定和可靠。運行后，最大的水位差曾達到343 mm，遠遠超過設計時可接受的范圍，但針對設計模型的定期監測和調整表明，圍堰的變化可以預測，且不會發生傾覆事故。

張笑凡孫嬋譯

2017-04-20

1006-0081(2017)10-0040-06

TV641.41

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(編輯唐湘茜)