图为水利水电病险工程治理咨询研究中心揭牌成立(资料图)
无人机盘旋坝顶扫描毫米级裂缝,水下机器人潜入百米精准找到毫米级“病患点”并完成“修复治疗”……长江设计集团水利水电病险工程治理中心团队历经10余年攻关,已打通大坝全身体检关键技术,拥有一支完善的智能化“深水智能探测尖兵”,水库大坝隐患治理从过去单一检测、放空加固,迈向“水空一体化”全方面“诊疗”阶段,推动大坝水库病害检测及加固治理技术走向智能化、高效化、精准化、可视化、无人化道路。
“微创手术”破解世纪难题
“我国水库80%以上建于20世纪50年代-70年代,半数水库大坝运行超50年,约有92%的水库大坝是土石坝。水库大坝病患往往在看不见的坝体内,有时候甚至在百米深的水下,查找病因难、治愈病患难。水库大坝病患一般多采用放空水库的方式诊断治理,其代价高、影响大、工期长。长江设计集团水利水电病险工程治理中心主任、国家大坝安全工程技术研究中心副主任、教授级高级工程师卢建华介绍,团队研发的“深水视声一体化渗漏探测装备”如同“水下CT”“超声波B超”“介入手术机器人”等,通过声呐广域普查、水下高清示踪详查、连通试验定位渗漏点,对水库大坝渗漏检测流速精度提高了100倍,检测水深突破了200米。团队自主研发的深水条件的水下复合堵漏技术已经纳入行业规范和水利部先进实用技术推广目录,在我国云南、湖南、重庆、新疆以及柬埔寨、秘鲁等国内外60多个项目中成功应用。
图为水下爬坡机器人现场测试
为了对大坝表面缺陷快速探测,团队研发了无人机仿立面飞行检测及自主定位技术,基于人工神经网络和大数据模型实现全坝面快速检测;研发的裂缝智能诊断及可视化系统,可对大坝缺陷发展智能对比分析。这一技术对三峡、水布垭、隔河岩等大坝开展空中非接触健康体检,工作效率和检测精度远高于传统方式。
在三峡茅坪溪泄水隧洞中,高抗流探测无人车“透视”6公里隧洞,实现大断面隧洞一次全覆盖检测,其开发的隧洞缺陷管理可视化系统,毫米级裂缝无所遁形。
中国方案闪耀“一带一路”
柬埔寨的某大型水电站,混凝土面板坝高115米,大坝漏水量高达1.8m3/s,外方业主慕名而来。长江设计团队采用研制的视声一体化深水渗漏探测技术装备,类似医院“超声波B超”的声波渗漏探测设备,精准找到了水下渗漏点。配合水下渗漏“显微镜”,完成无人化作业。在后续的“治疗”阶段,采用水下智能封堵驳船、灌浆机器人等水下机器人,可自动封堵“病害”点位,工作效率和检测精度远高于传统方式,同时也减少人工下水的风险和强度。该团队以自主研发的水下复合堵漏技术,在水深70米、不放空水库的情况下,成功对水库渗漏治理,不放空水库堵漏为业主节约综合成本过亿元人民币。柬埔寨、秘鲁等其他大型水电站渗漏检查与水下堵漏的成功案例,也得到外方业主的高度认可,成为“一带一路”上的水利名片。
人“活水”润泽创新沃土
“人才”与“创新”是推动企业高质量发展的“双引擎”,团队近20余年来在大坝安全领域先后获得国家科技进步一等奖、中国大坝工程学会特等奖、湖北省科技进步一等奖等各类奖项30余项,授权专利超百项。“我们给青年人才‘压担子’,让他们在重大工程中‘挑大梁’。”卢建华介绍,“高坝大库深水条件下的渗漏精准探测、水下智能堵漏是业内的难点,包括水下新技术新工艺、新设备新装备及新材料等,是我们一直发力的方向。另外,水库大坝智慧运管已经是热点,我们围绕大坝安全数智库、智能感知设备、大数据AI诊断,也就是‘数据+设备+产品’研发模式,取得了丰硕成果,并大量应用。后续将围绕“安全大坝、智慧大坝、生态大坝、文化大坝”,这个宏大目标持续努力,将团队建成业内领军的工程治理技术支撑中心。”
从长江之畔到湄公河岸,中国“大坝卫士”用硬核科技守护江河安澜。
图为高抗流隧洞探测无人车。新华网发
图为隧洞缺陷管理可视化系统。新华网发
图为安徽龙河口水库现代化运行管理矩阵。新华网发
图为空中无人机大坝智能检测——全坝面缝宽检测和裂缝定位。新华网发
图为水下吸附机器人大坝直立面吸附检测。新华网发
图为高混凝土坝隐性裂缝智能设断及可视化系统。新华网发
图为柬埔寨某水电站不放空渗漏治理。新华网发
图为水库智能巡检无人机机场及文化墙平台。新华网发