白鶴灘水電站
“智能建造”貫穿整個工程的全生命建設周期
隨著白鶴灘水電站首批機組正式投產發電，單機容量世界第一、裝機規模全球第二大水電站迎來歷史性時刻。作為世界在建規模大，同時也是技術難度高的水電站，白鶴灘水電站攻克了一批世界級技術難題，自主研發應用一大批科技創新成果。
白鶴灘除設計安裝16臺單機容量為100萬千瓦的水輪發電機組外，還攻克了300米級特高拱壩溫控防裂世界級難題。大壩自開澆以來沒有產生一條溫度裂縫，標志著我國已經掌握了大體積混凝土溫控防裂的關鍵技術。白鶴灘特高拱壩全壩采用低熱水泥，同時基于光纖傳感技術，應用“智能建造”技術實現精細化管理，將“智能建造”貫穿整個工程的全生命建設周期，其深度和廣度都有提升，白鶴灘將更‘聰明’。
PART01 白鶴灘水電站大壩
大壩是水電站樞紐工程的核心建筑物，承擔著擋水、雨、泄洪的重要任務。白鶴灘水電站攔河大壩為混凝土雙曲拱壩，最大壩高289m，結構復雜，同時面臨干熱河谷等復雜施工環境，溫控防裂面臨諸多難題。大體積混凝土的溫控防裂一直是工程界的難題，“無壩不裂”，曾是縈繞在世界水利人心中的“魔咒”。壩體混凝土一旦產生裂縫，將會對結構安全、耐久性等帶來不利影響，而且裂縫的二次處理直接影響工程施工進度，增加工程投資。
白鶴灘水電站大壩在建設的過程當中，研發了一套用于感知周邊及內部環境，分析大壩工作狀態的“神經系統”，因此白鶴灘水電站大壩被稱作世界上最聰明的大壩。
PART02 世界上最聰明的大壩
白鶴灘水電站大壩規模巨大，壩基地質條件復雜，壩體結構不對稱，再加上持續的干熱大風天氣，混凝土溫控防裂難度極大，因此控制溫度成為保障混凝土質量的重要環節。白鶴灘水電站大壩中埋設近6000支溫度計，80000米的測溫光纖以及數千支大壩變形、滲流、滲壓等監測儀器，它們就像遍布大壩全身的“神經末梢”，用于感知混凝土溫度、環境溫度等信息，監控大壩內部的應力、應變、滲流等情況，并將關鍵信息反饋給大壩的神經中樞智能建造信息管理平臺，平臺及時將收集到的參數進行實時分析判斷，并將分析結果實施推送給現場管理人員，幫助管理人員及時掌握現場情況，采取適當措施，保證任何細小的異常情況能在第一時間得到妥善處理。
在白鶴灘項目施工過程中，三峽大學水利與環境學院研究團隊在7#、11#、17#、19#和27#5個典型壩段埋設分布式光纖，形成了2.5萬個溫度測點，進行混凝土溫度變化過程的實時監測，并以此為基礎，開展混凝土溫度預測預警、大壩三維溫度場重構、溫控方案動態反饋設計等研究。
這套光纖傳感系統的應用提升了大壩混凝土施工薄弱環節的質量管控水平；提出了特高拱壩施工期海量溫控大數據分析方法，為混凝土溫控方案擬定和質量控制提供了新的技術手段。
PART03 分布式光纖溫度傳感技術
在白鶴灘大壩混凝土澆筑過程中采用的分布式光纖傳感器是由歐美大地提供的Smartac公司的DiTemp分布式拉曼散射光纖溫度傳感系統，主要用于對混凝土結構的大尺度范圍溫度進行精確、長期的監測。
分布式拉曼散射光纖傳感器
這類傳感器使用光纖的固有特性來測量長達幾十公里的光纖每米的局部平均溫度。這使得能夠沿單根光纜測量數千個溫度。該技術特別適合于探測和定位與泄漏或其他缺陷相關的熱點或冷點，并且根據溫度分布識別和定位工程結構中潛在的隱患與風險區域。
在分布式溫度傳感光纖的布設操作過程中，主要有以下6種形式：
分布式光纖布設示意圖及溫度場監測結果
分布式光纖溫度傳感
DiTemp 分布式溫度傳感器
DiTemp分布式溫度傳感器光纜既有不銹鋼鎧裝護套，又有塑料護套。它們提供出色的機械保護，免受外部壓力、擠壓和嚙齒動物的傷害，同時由于小截面和導熱材料的使用，能夠對溫度變化做出快速反應。不同的電纜設計使之能夠在標準或擴展的溫度范圍內進行測量。
DiTemp 分布式自加熱溫度傳感器
DiTemp分布式自加熱溫度傳感器光纜適用于地面和被測流體溫度差異很小的情況下探測泄漏和滲漏。光纖包含測量溫度的光纖和利用電流加熱光纖的銅線. 這使得能夠確定周圍的土壤是干的還是濕的，或者水是否在它周圍流動。
分布式測溫光纖信號解調儀
DiTemp輕便型讀數儀
DiTemp輕便型讀數儀是一款入門級的拉曼光時域反射（ODTR）解調儀，是為距離長達4公里的分布式溫度測量而設計，空間分辨率為2米，測量時間為10秒。具有內置4通道多路復用器，此機架安裝式單元可與繼電器模塊和ATTS自檢系統(SIL2級)配套使用。它是分布式溫度傳感具有成本效益的解決方案。該系統廣泛應用于需要分布式溫度傳感的應用領域，例如大型結構（大壩等）中混凝土的溫度監測，管道的泄漏檢測等。
DiTemp HARSH+讀數儀
DiTemp Harsh+讀數儀是一套適合在惡劣環境下使用的高精度長距離分布式光纖溫度測量系統，它是一款適合現場使用，可靠和高性能的拉曼 ODTR解調儀。它是為長達30公里的分布式溫度測量而設計，空間分辨率為1米，測量時間為10秒。配備嵌入式PC，用于遠程配置和數據記錄，具有內置4通道多路復用器，此機架安裝式讀數儀可與繼電器模塊和ATTS自檢系統(SIL安全完整性等級2級)配套使用。
DiTemp 讀數儀
DiTemp讀數儀是一套高精度長距離分布式光纖溫度測量系統，它是一款可靠和高性能的拉曼ODTR解調儀。它是為長達60公里的分布式溫度測量而設計，空間分辨率為1米，測量時間為10秒。它有多模和單模兩種版本。該機架安裝讀數儀可以與外部多路復用器(4，8，16通道)，繼電器模塊和ATTS自檢系統 (SIL2級) 配套使用。
信息來源：新聞直播間、光明網、四川在線、澎湃新聞、三峽大學水利與環境學院
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