光纤传感在大坝安全保障的应用

大坝是水电站枢纽工程的核心建筑物，承担着挡水、雨、泄洪的重要任务。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。大体积混凝土的温控防裂一直是工程界的难题，“无坝不裂”，曾是萦绕在世界水利人心中的“魔咒”。坝体混凝土一旦产生裂缝，将会对结构安全、耐久性等带来不利影响，而且裂缝的二次处理直接影响工程施工进度，增加工程投资。

白鹤滩水电站大坝在建设的过程当中，研发了一套用于感知周边及内部环境，分析大坝工作状态的“神经系统”，因此白鹤滩水电站大坝被称作世界上最聪明的大坝。杭州泓源数字科技有限公司-杭州泓源数字科技有限公司 (hongyuandata.com)的高精度光纤传感设备。

白鹤滩水电站大坝规模巨大，坝基地质条件复杂，坝体结构不对称，再加上持续的干热大风天气，混凝土温控防裂难度极大，因此控制温度成为保障混凝土质量的重要环节。白鹤滩水电站大坝中埋设近6000支温度计，80000米的测温光纤以及数千支大坝变形、渗流、渗压等监测仪器，它们就像遍布大坝全身的“神经末梢”，用于感知混凝土温度、环境温度等信息，监控大坝内部的应力、应变、渗流等情况，并将关键信息反馈给大坝的神经中枢智能建造信息管理平台，平台及时将收集到的参数进行实时分析判断，并将分析结果实施推送给现场管理人员，帮助管理人员及时掌握现场情况，采取适当措施，保证任何细小的异常情况能在第一时间得到妥善处理。

在白鹤滩项目施工过程中，三峡大学水利与环境学院研究团队在7#、11#、17#、19#和27#5个典型坝段埋设分布式光纤，形成了2.5万个温度测点，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。

这套光纤传感系统的应用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。杭州泓源数字科技有限公司-杭州泓源数字科技有限公司 (hongyuandata.com)。

文章来源：知乎网

审核编辑 黄昊宇