三峡集团：数字化赋能“大国重器”高质量建设

文/中国三峡建工（集团）有限公司党委

在铸造新时代大国重器的过程中，三峡集团紧紧把握数字化、网络化、智能化发展趋势，在金沙江下游河段乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝四座巨型水电站建设过程中，不断深化技术创新，引领工程建设数字化，在溪洛渡水电站建成“数字大坝”，开创高拱坝智能化建设之先河；在乌东德、白鹤滩水电站建立共享、协同、交互的智能大坝业务管理平台，实现了从“数字大坝”到“智能大坝”的跨越，推动坝工建设向智能化时代加速发展。

坚持以问题为导向，高点定位协同创新

深山峡谷中，巍峨大坝高筑。乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝四座巨型水电站建设，具有“高坝、高边坡、高地震烈度、高流速、大泄量、大单机容量、大地下厂房洞室群”工程特点。如何保障工程安全稳定、建设高效、质量精益？唯有迎难而上，唯有创新。

理论体系先行，协同创新破局。在荣获“菲迪克2016年工程项目杰出奖”的溪洛渡水电站，三峡集团牵头开展300米级拱坝建坝理论体系和技术路径研究，创建了“全面感知、真实分析、实时控制”的闭环智能控制的智能化建设理论，科学解释特高拱坝建设过程中相关重大技术问题解决路径和操作逻辑，为智能化建设奠定了坚实理论基础。

产学研用突破，推动有序攻关。在智能建造科研攻关中，三峡集团形成“123”协同创新模式：发挥三峡集团“一个中心”的主导作用，充分发挥科研咨询单位、院士专家团队“两个科研成果技术支撑”作用，充分调动设计、施工、监理单位“三个建设支柱”的主观能动性，产学研用形成有机整体；同时，依托参建四方、一个协同平台、多家科研院校的“4+1+N”应用模式，基于协同平台累积的数据库实现对施工现场信息准确、及时的提取和分析，选择最优施工措施。

▲ 三峡集团不断创新推进大型水电工程智能建造和管理

科研角色转变，重点领域攻关。从溪洛渡“数字大坝”到乌东德、白鹤滩的“智能大坝”，实时主动全面感知工程建设信息的技术手段和采集终端更加先进，获取的数据更加全面、深入、广泛，跟踪仿真计算预测结果更加精准，这都依赖于持续科研攻关搭建的“跨单位、跨学科、跨地区一体化”科研模式，使科研对项目建设的技术支撑与安全保障作用有效发挥。

核心工艺智能装备，助力数字化转型

轻点鼠标，一张数字化大屏中，有关大坝的温控状态、浇筑进度、施工强度质量指标等数据模块依次展开，这是大坝的“智慧大脑”。信息流时而汇集、时而分散，满足动态监督、评价预警、终端推送等多方需求，保证最客观、最直接的数据助力现场科学决策，人脑与电脑逐渐“同频”于方寸屏幕间，形成“施工-反馈-计划”闭环，借助核心工艺智能装备，以数字化赋能工程建设变革传统施工工序工艺。

智能灌浆装备实现自动灌浆。传统基础灌浆配浆、压力控制都是靠人工操作。如今，灌浆可以在系统中一键操作，输入相关数据，系统就自动加水、加浆进行配浆，并按设定好的相关参数完成高质量的灌浆。建设者研发灌浆智能控制装备和管理云平台，大大降低了作业人员劳动强度、提高了施工安全性，实现灌浆作业过程标准化、规范化。

智能通水设备实现精准降温。金沙江干热河谷炎热干燥，夏季气温超过40℃。传统人工冷却的方式，无论是工作效率还是温控精度都有所欠缺。如今，通过在混凝土里预埋温度计和冷却水管，可实时感知混凝土温度，再经过智能通水系统的科学分析和计算，即可自动调节水管中的水流量和水温，实时、动态、智能化、精准化为大坝“降温”，破解温控防裂世界难题，为无缝大坝建成提供坚实支撑。

智能喷雾设备实现平稳隔热。普通喷雾机易堵塞、不耐磨、抗风差，稳定性差。如今，仓面智能喷雾恒温设备及控制系统可以实现良好的降温效果，平均降温12℃，为大坝浇筑营造良好的温度环境。此外，系统还可以自动实现异常和故障自动报警快速响应，将故障排除效率提升4倍。

浇筑协同管控助力高效施工。巨型水电工程混凝土浇筑体积大、浇筑面多，浇筑过程中往往要多仓同浇。建设者借助浇筑协同管控平台，实时获取混凝土生产、水平垂直运输捣等数据，智能监控各种施工设备的运行效率、行为和轨迹，对存在的问题及时预警，助力工程高强度快速施工。

视觉监控系统提升管控水平。在水电站庞大的建设现场，分布着一双双“慧眼”，充当着大坝安全建设的“千里眼”，这就是视觉智能监控系统。视觉智能监控系统可监控骨料集中、泌水、保温被覆盖、聚氨酯喷涂等作业工作，识别率达85%以上，可以在复杂作业场景中对工艺进行智能识别和预警预报，大大提升施工质量精细化管控水平。

数据共享高效流转，五位一体抓协同管控

鸟瞰金沙河谷，四座巨型电站峙山驭水，而智能建造等技术科研攻关与创新成果也如盾墙高筑，抵挡着工程建设面临的各项挑战。为确保国之重器施工质量、安全和进度可知可控，以亿计数的数据流不可或缺，需要各参建单位及时掌握相关动态，设计、施工、监测、科研、项目管理各单位信息共享、协同工作，方能将分析研究成果不断转化为生产力。

建立编码标准，构建共享机制。三峡集团集成应用4G、数据加密技术、光环传输网，构建适应大型水电工程不同施工场景的多元数据实时传输网络通讯系统。与此同时，构建统一的基础编码体系、三维工程结构和地质模型、工程大数据中心、用户认证接口和系统入口、消息推送机制，保证基础数据、业务数据唯一性与全流程业务处理一致性。

创建工作平台，多维协同管控。“数字大坝”“智能大坝”的聪明之处在于建设管理人员可以看到、预知大坝全生命周期的“头疼脑热”，并及时开出“药方”，借助的则是智能拱坝建设与运行信息化平台iDam。基于建设高效协同需求，溪洛渡建设者们创建了全生命周期拱坝全景信息模型DIM；乌东德、白鹤滩建设者们更进一步，推动数字化管理模块更加完善，将11个模块拓展至23个模块。虚拟现实结合BIM（建筑信息模型）技术，更加形象精准展示工程建设进度、质量、安全、仿真成果。

协作化解风险，科研生产协同。为提高问题的处置解决效率和力度，三峡集团将科研团队纳入建设方，联合设计、施工、监理单位形成五方主体，针对施工过程中存在的问题，通过协同工作平台第一时间掌握现场第一手资料，及时展开跟踪反演分析，对各种可能的风险进行预测，形成系统解决方案。

构建绩效模型，精益提质增效。数字化、智能化为精细化施工创造了更大的空间。大坝智能建造过程中人、机、料、法、环生产环节和管理要素互联打通，结合作业位置、定位器位置、停留时长、来回频次等信息，可以对人员行为、设备状态、环境条件和管理流程进行评价，解决大型水电工程建设过程中“绩”和“效”问题，实现工程的高效、优质、健康、有序建设。

大型水电工程智能建造协同创新成果成功应用于金沙江下游向家坝、溪洛渡、白鹤滩、乌东德巨型水电工程，成效显著。三峡集团优质、安全、高效地建成了世界最大清洁能源走廊，四座电站总装机4 646万千瓦，每年可为社会提供超过1 900亿度清洁低碳、安全高效的优质能源，社会效益显著。2018中国“互联网+”数字经济峰会上，《金沙江下游：大坝智能建造信息平台》从全国近500个案例中脱颖而出，成功入选全国制造业类十大优秀案例；“大型水电工程智能建造管理创新与实践”获得2018年全国第六届管理科学奖实践类大奖。