溪洛渡电站 揭秘溪洛渡水电站（上）

溪洛渡水电站因其规模大、难度高，已成为世界上最具代表性的水电工程之一。它不仅代表了世界上最高水平的智能大坝建设，也向世界展示了中国水电建设的强大创新实力]

□李继安

提到大坝，人们的第一反应是钢筋混凝土制成的巨人。然而，在中国西南金沙江下游，一座水电站依靠大坝的“超脑”，获得了国际工程咨询领域被称为“诺贝尔奖”的“菲迪克奖”。

菲迪克奖

国际咨询工程师联合会(FIDIC)，是全球工程咨询行业的权威国际组织。成立于1913年，目前有106个成员协会。其制定的工程建设合同条款及相关文件得到了联合国、世界银行等8个国际组织和机构的普遍认可和广泛使用。

2013年，Fidyk在百年之际首次获得“百年工程奖”，中国三峡工程获得“百年优秀土木工程项目奖”。此后，菲迪克每年都组织评选年度项目奖，以表彰为促进世界经济发展和提高人民生活质量做出突出贡献的项目。该奖项也被称为国际工程咨询领域的诺贝尔奖。

2016年9月，中国溪洛渡水电站荣获“2016年菲迪克杰出工程奖”，是全球21个获奖项目中唯一的水电项目。这一荣誉代表了行业对溪洛渡水电站和中国水电的高度认可和充分肯定，对中国水电参与国际竞争大有裨益。

溪洛渡水电站意义重大

在中国西南部，成千上万条河流纵横交错，使其成为世界上水资源最丰富的地区之一。溪洛渡水电站位于河流流经的深谷，正在为“西电东送”的国家电力工程贡献自己的力量。

溪洛渡大坝不同于普通的线性大坝，它是弯曲的，弧长698米，坝高285.5米。它是一座超高薄壁拱坝，也是世界上最高的大坝之一，几乎是尼亚加拉瀑布的六倍高。溪洛渡工程作为中国第二大、世界第三大水电站，规模大、综合效益显著，装机容量1386万千瓦，年均发电量500多亿千瓦时；有近65亿立方米的巨大调节库容，可有效减少三峡水库和重庆港尾段泥沙淤积；可进一步提高长江中下游防洪标准，改善枯水期下游航道通航条件，泄洪功率居世界拱坝枢纽之首。同时，项目建设意义深远。它是中国最大的水电基地金沙江的启动工程，对金沙江流域的梯级开发起到了重要的推动作用，也将中国的水电勘察、设计和施工管理推向了世界领先水平。

溪洛渡大坝的建设难度极大

溪洛渡水电站位于金沙江下游峡谷段。河床地质条件和大坝结构的复杂程度世界最高，综合技术难度最大。溪洛渡大坝具有高地震带、高拱坝、高水头、大流量的独特“三高”特征，给设计、施工和管理带来世界级难题。

溪洛渡高拱坝的结构和应力比三峡工程重力坝复杂。大坝在施工过程中应力会不断变化，被认为是水利工程中最复杂的结构。仅水推力就有1400万吨。抗震设防标准、大坝泄流能力等指标居世界首位。这些特点给拱坝施工质量控制带来了巨大的挑战。

这么庞大的工程，大体积混凝土浇筑是关键，温度控制是核心内容。大坝内外温差易产生裂缝，对大坝安全构成极大威胁。业界甚至有“没有裂缝就没有大坝”的说法。大坝混凝土裂缝是水电工程中的世界性难题。

解决无坝无裂问题

为了克服一系列难题，溪洛渡水电站建设者经过数百次专题研究和近百次检查咨询会议，决定利用信息技术优化施工管理模式，实现大体积混凝土浇筑质量和温度的精细化、个性化和智能化控制，建设“智能大坝”，采用先进的科学方法确保大坝万无一失。

溪洛渡“智能大坝”以大坝全景信息模型(DIM)和智能施工协同平台(iDam)为核心。前者以三维地质拱坝结构模型为核心，集成基础信息、过程信息和监测信息三种工程数据。后者是一个共享、协作、互动的业务平台，管理2538个仓库的混凝土浇筑信息，3496台安全监测仪器，4723个混凝土温度计，24000米测温光纤。从iDam对海量施工数据的实时采集和传输，到DIM的记录和分析，再到智能设备和软件的控制，达到动态调整和预测预警的目的，“数字大坝”形成了“感知-分析-控制”的闭环。这个全面的人机交互系统需要在大坝内埋设数千只温度计、多点位移计、应力计等监测仪器，需要开发混凝土施工、温度控制、模拟分析、预警预控等14个功能模块。这些设备的铺设就像人体的毛细血管和神经系统，将“触角”延伸到坝体的各个部位，从混凝土内部的温度传感，实时自动计算、分析、比较，实现“最高温度、降温速率、异常温度”的预测、预警和智能控温。

溪洛渡大坝在智能控制方面是“聪明”的。它具有智能冷却和通水功能。站在溪洛渡大坝顶上，可以看到很多小盒子，里面密密麻麻的包着线，对应着相应数量的温度计。过去一般采用人工降温来冷却混凝土。而溪洛渡大坝通过埋设在混凝土中的温度计实时掌握混凝土各部位的实时温度。系统实时读取这些温度数据，结合混凝土冷却阶段，计算后自动调节水流量，使混凝土温度随曲线发展，冷却过程完全智能化，无需人工调节。国内外没有一个大坝有溪洛渡这么丰富的数据。这些海量的监测数据不仅保证了工程建设的顺利进行，也在未来的运营中继续发挥作用。随着“智能大坝”系统的建设，可以在第一时间自动采集数据，及时进行跟踪反演分析，预测各种可能的风险。研究结果可用于及时指导现场施工。

在此基础上，三峡集团攻克了精细爆破、数字灌浆、智能振捣等关键技术，开发了智能控制设备，首次在大坝混凝土施工中全面采用智能温控系统成套设备，开创了世界先河。监测显示，溪洛渡大坝已浇筑混凝土670万立方米，至今未发现温度裂缝；混凝土质量优良率90%以上，普通混凝土芯长20.59米，创世界纪录；蓄水运行四年多，大坝各项指标均在设计允许范围内。