解“世界级难题”！做“最聪明方案”

2022年底

有着“水电珠峰”之称的白鹤滩水电站

全部机组投产发电

成为惊艳全球的超级工程

这座相当于三个胡夫金字塔的“大块头”

因何能做到周身无裂缝

成了业界热议的话题

其中

清华大学水利系教授李庆斌带领团队

创新研发的大坝智能温控技术

功不可没

截至今年3月底

已累计发电超1200亿千瓦时的

白鹤滩水电站

通过屡创世界纪录的岩芯长度

不断印证着“无缝大坝”的美名

而李庆斌和团队

也依旧在护航大国重器的道路上砥砺深耕

对于“一个白鹤滩”

他们有了更充足的信心

让我们一起走近

“大国重器中的清华人”系列报道

为你讲述改革开放以来

新一代清华人为铸就国之重器

默默耕耘的奋斗故事

世界级难题，这样解？！

作为水电站的核心工程

大坝承担着挡水、泄洪的重要任务

但无坝不裂

在业界是世界级难题

规模巨大、拱型、坝体结构不对称

加上持续的干热、大风……

在白鹤滩水电站面前

这道题变得更难解

白鹤滩水电站远景

“难解不代表无解”

李庆斌回想

最初接到任务虽然压力大，但有信心

“温控防裂我们有成熟的经验

合作方找我们也是看中了这点”

李庆斌提及的

是他和他所带领的清华大学智能建造团队

在溪洛渡水电站建设中所做的工作

这是金沙江上的另一座巨型水电站

团队研发的大坝智能温控技术

首次应用于这座水电站

并助力大坝实现了“无缝”目标

李庆斌（前排左六），团队成员、水利系副教授胡昱（前排左一）与团队已毕业及在校研究生合影

在传统建坝过程中

大体积混凝土坝浇筑放出的大量热量

主要靠预埋其中的冷却水管进行人工控温

然而纯人工方式

也面临着人力需求大、调控滞后

和通水量不准等各类问题

李庆斌团队研发的智能温控技术

针对这些提出了解决方案

为了精确感温

该技术在混凝土浇筑阶段

就为坝体埋设了数千支温度传感器

用来采集温度和温差变化

而智能通水系统则通过自行计算

动态调整通水量

让大坝实时处在“最舒适的换热状态”

混凝土浇筑过程中埋设的冷却水管

让李庆斌颇为自豪的是

这套系统在溪洛渡大坝施工阶段

成为了大家最亲密的“工作伙伴”

即使远在数千公里外的北京

通过系统点一点手机

所有参数一目了然

“各方都给了很好的反馈”

李庆斌回忆

正是这些正向反馈

让他们觉得不能止步于此

智能升级，迈向协调新高度

基于智能通水等技术加持

溪洛渡水电站被业界誉为了

“世界上最聪明的大坝”

建设白鹤滩水电站时

一个大胆的想法

又从李庆斌脑海里冒了出来

白鹤滩水电站大坝施工阶段

按李庆斌解释

溪洛渡水电站的智能温控

主要集中在混凝土浇筑环节

属于单个节点

但混凝土受外界因素影响不止在此

搅拌、运输、振捣、成型、服役等各阶段

对大坝安全性和稳定性也至关重要

能不能更智能一些

把智造技术应用到白鹤滩坝体建造的全阶段？

李庆斌想试一试

只是

足足2000多个浇筑单元

每个浇筑单元温控时长超数百天

要控制好各环节

确保大坝不出温度裂缝

工作难度和强度可想而知

这意味着刚刚论证成功的体系需要再次更新

同时意味着要承担更大的风险

有人不解，向他发问

“难度大，风险高

这么重大的工程任务

保守点是不是更好？”

李庆斌事后回忆

这中间并非没有过犹豫

但清华科研人的执着

清华水利人

“真刀真枪”做毕设的光荣传统

又让他们一次次坚定了做下去的信念

“从工程实践到工程科学再到工程技术

这种‘三位一体’的理念

要求我们的科研要从实验室走向现场

我们初心是想把大国工程做得更好

技术又经过了多重验证

理应做出成绩！

大坝浇筑过程应力云图动态

全生命周期性态仿真体系

胡昱（右一）在大坝浇筑现场

通过构建全生命周期性态仿真体系

团队实现了白鹤滩大坝建造全流程的

精准、动态、协调控制与管理优化

改进了以往靠经验、靠理论模型

进行管理和分析的方式

不仅加快了施工速度

也大幅提高了准确度

不断推动大坝智能化建设

向更深更广领域发展

助力大坝最终实现了无缝目标

白鹤滩水电站上游侧近照

等下一个“巨头”

如今

金沙江下游“四巨头”——

乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝

以雄伟身姿耸立在世界面前

与三峡、葛洲坝连珠成串

共同构成世界最大清洁能源走廊

“四巨头”里

清华大坝智能建造团队

全过程参加了三座大坝的智能建造

探索的脚步远未停止

大坝智能建造项目的成功实施

意味着工程

从传统建造向数字建造转型

的大势已经到来

俯视白鹤滩水电站

在执行级单元智能和协调级全线智能

取得一定进展的基础上

李庆斌和团队把更多目光

瞄向了组织级全场智能

“全场智能是多个智能体的

联合协同施工

能实现全过程、全要素的无人化”

在数值仿真、数字孪生、平行建造等

技术的加持下

团队对技术发展前景充满信心

“等下一个白鹤滩”

他们期待能有机会

再次服务大国工程！

更多大国重器中

新一代清华人的故事

将继续为你讲述

......

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统筹 | 刘蓓

文 | 段颖

视频 | 视频中心

视频审核 | 戚天雷

图片来源 | 三峡集团 清华大学水利系

视觉设计 | 贺茂藤

排版 | 柳文熙

编辑 | 吕婷 王志雄

责编 | 苑洁

审核 | 刘蔚如

清华大学版权所有

联系邮箱：[e-mail] 

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