三峡大学科研人员给世界级大坝植入温度传感“神经”

近日，全球在建规模最大、技术难度最高的白鹤滩水电站首批机组正式投产发电，为党的百年华诞送上祝福，也成为向世界展现中国“建造强国”的一张名片。其中，三峡大学水利与环境学院科研人员给这座世界级大坝植入了温度传感“神经”，助力白鹤滩大坝的智能建设。

白鹤滩水电站拦河大坝为混凝土双曲拱坝，最大坝高289m，结构复杂，同时面临干热河谷等复杂施工环境，温控防裂面临诸多难题。为此，三峡大学周宜红教授大坝智能建造科研团队以现场问题为导向，集中资源，开展分布式光纤温度监测与预报反馈研究，攻克了特高拱坝测温光纤传感网络优化布置、海量光纤测温数据实时采集、远程传输与存储、大坝施工期混凝土温控措施动态反馈设计、坝体温度场在线重构、温控大数据的挖掘与利用等一系列关键技术难题，有力支撑了白鹤滩大坝“创水电典范、铸传世精品”建设目标的实现。

自2017年白鹤滩大坝混凝土浇筑开始，本团队在7#、11#、17#、19#和27#5个典型坝段埋设分布式光纤，进行混凝土温度变化过程的实时监测，并以此为基础，开展混凝土温度预测预警、大坝三维温度场重构、温控方案动态反馈设计等研究，对大坝的施工提出指导性建议。

截止目前，光纤埋设总长度约为8万米，成活率100%，形成2.5万个温度测点，累计采集温度数据超2亿条，为大坝全生命周期开展科研、动态仿真与反馈分析提供了基础数据。在课题研究过程中，提出了光纤测温数据无线远程传输与自动处理新模式，实现了海量光纤测温数据的实时采集、远程传输与存储，提高了数据的流动效率;提出了大坝施工期混凝土温度预报及温控措施反馈设计方法，实现了不同结构、不同部位、不同标号混凝土温度动态预报和预警，预报精度符合率超过95%，为施工现场大坝混凝土温控方案和浇筑方案制定提供了有力的技术支持;研发了混凝土坝三维温度场分析系统，实现了坝体二维、三维温度场动态展示，助力大坝温度状态健康实时诊断。开展大风、强太阳辐射、寒潮等特殊环境条件与孔洞、冷却水管周边、横缝等特殊结构和部位专项监测试验和反馈分析，提升了大坝混凝土施工薄弱环节的质量管控水平;提出了特高拱坝施工期海量温控大数据分析方法，为混凝土温控方案拟定和质量控制提供了新的技术手段。

在上述研究成果的助力下，白鹤滩大坝实现了优质、快速、安全施工，大坝混凝土开浇以来没有产生一条温度裂缝，为按期蓄水发电奠定了基础。该系列技术为工程提供了强有力的技术指导，直接经济效益达70.2亿元，也标志着我国掌握了复杂环境下大体积混凝土温控防裂关键技术，促进了水电建设行业的科技进步，进一步提升了我国高坝施工的核心竞争力。