中国电建：地心深处的“智慧防线”
清晨六点，川西高原的寒意还未散去，双江口水电站地下厂房的隧洞里已亮起一串晃动的灯光。钟维明背着工具包，深一脚浅一脚地蹚过积水，额头上的汗珠刚冒出来就被洞壁渗出的凉风卷成白雾。他抬手抹去眼角的水汽，蹲下身将一根光纤小心翼翼地卡进岩壁卡槽——这是今天要敷设的第17段光缆，也是地下通信网络的关键节点。在他身后，十余名工友正弯腰接力，把裹着防护套的电缆一点点向前推送，金属卡扣碰撞的叮当声在幽深的洞室里回荡。
这是双江口水电站地下工程施工安全与质量实时监控系统建设现场的寻常一幕。2022年12月，这项被誉为“地下工程智能管控里程碑”的项目正式通过竣工验收，标志着我国在大型地下工程智能化建造领域迈出了关键一步。从光纤网络的“神经脉络”到混凝土振捣的“智能感知”，从风险预警的“千里眼”到三维调度的“智慧大脑”，一群水电人在海拔3000米的深地空间里，用8年坚守筑起了一道坚不可摧的“智慧防线”。
深地攻坚：在“地质迷宫”里编织“智能网络”
双江口水电站的地下世界，是一座不折不扣的“超级迷宫”。50多条隧洞纵横交错，总长超过80公里，最大的地下厂房长达220米、宽66米、高28米，堪比10个标准足球场。更严峻的是，这里的最大地应力高达38MPa，相当于每平方厘米要承受380公斤的压力，岩石随时可能发生岩爆、塌方。“就像在装满炸药的仓库里绣花，既要精准施工，又要确保安全。”项目总工刘金飞的比喻，道出了工程的极致挑战。 要驯服这样的“地质猛兽”，首先得给地下工程装上“神经中枢”。2015年项目启动之初，团队面临的第一个难题就是：如何在不断开挖的洞室里，构建一张全覆盖、高稳定的通信与定位网络？
“光缆敷设得跟着开挖进度走，洞室挖一米，线路就得往前推一米。”负责网络建设的廖鸿江至今记得第一次进洞施工的场景：洞内湿度超过90%，岩壁上的水珠像下雨一样往下掉，刚敷设的光缆不到半小时就结了层白霜。他们不得不给光缆穿上三层防护套，再用特制卡扣固定在岩壁上。有一次，为了赶在主厂房开挖前接通主干光纤，20名工人轮班作业48小时，饿了就啃口干粮，困了就在临时搭建的木板上靠一会儿，最终在规定时间内将3.5公里长的光纤精准接入左右坝肩主干网。
定位网络的建设更是一场“精度之战”。一般洞室只需监控进出状态，而双江口主厂房、主变室、尾调室等洞室需做到人机精准管理，定位精度必须优于0.5米。为了校准设备，工程师张竣朝带着设备在洞室里反复测试，他背着定位基站样机，沿着洞壁每20米站测试一次，记录定位数据，一天下来要走3万多步，靴子沾满泥浆重得像灌了铅。新婚不久就奔赴工地的他，在隧洞里一待就是三个月，直到所有定位分站调试完毕，才敢给妻子打去第一个报平安的视频电话。
WiFi网络的覆盖同样充满挑战。地下洞室的岩石会吸收信号，必须精准计算无线AP的安装位置。团队创新采用“分段测试+动态调整”方案：先在已开挖段安装临时AP测试信号衰减规律，再根据数据模型确定永久设备的安装点。有一次在泄洪洞安装AP时，突然发生小规模岩爆，飞溅的碎石砸中了脚手架，正在作业的电工老陈下意识将身边的年轻同事推开，自己的安全帽被砸出一个凹痕。“只要网络通了，这点险不算啥。”事后老陈拍着胸脯说。
正是这样一寸寸的推进、一次次的攻坚，让地下工程的“神经网络”逐步成型。当第一组人员定位数据通过光纤传回监控中心时，屏幕上跳动的坐标点像星星一样亮起，刘金飞和同事们围着屏幕看了整整半小时，有人掏出手机拍下这一幕，照片里的每个人脸上都沾着泥，笑容却比洞外的阳光还亮。
智能管控：让每一方混凝土都有“数字身份证”
在双江口的地下世界，混凝土是撑起工程骨架的“肌肉”。但大体积混凝土浇筑堪称“精细活”：振捣不到位会出现蜂窝麻面，超时浇筑会影响强度，原材料不合格更是埋下隐患。“以前全靠人工盯，漏看一眼就可能出问题。”有着20年施工经验的老工长周建国，对传统施工的“痛点”深有体会。
改变始于混凝土质量监控模块的研发。2018年夏天，团队带着自主研发的智能振捣棒走进了主厂房基础浇筑现场。这根看似普通的振捣棒顶端，装着一个火柴盒大小的传感器，能实时记录振捣深度、时长和能量密度。“振捣时要垂直插入，深度得达到50厘米，每处振捣不能少于30秒。”工程师钟维明蹲在浇筑面旁，给工人演示设备操作，汗水顺着安全帽的系带往下流，在胸前洇出一片深色的印记。
系统试运行的第一个月，就发现了3次振捣不达标情况。一次是泄洪洞边墙浇筑时，传感器显示某区域振捣时长不足20秒，系统立刻发出声光报警，现场技术员通过手机APP调阅实时数据，马上安排补振。“以前抽查10个点可能漏1个，现在全程监控，一个都跑不了。”周建国看着手机上的振捣热力图，感慨道。数据不会说谎：系统运行半年后，混凝土优良率从82%提升到95%，旁站监理的工作量减少了70%。
混凝土的“数字旅程”从原材料就开始了。在拌合楼控制室，屏幕上实时滚动着水泥、砂石的进场检测数据——这是通过接口从智能工程信息管理系统同步过来的。“每车砂石都有二维码，扫码就能看到产地、含水率和检测报告。”拌合楼操作员小李点击鼠标，调出一份混凝土配合比单，上面不仅有理论数据，还有系统根据实时温度自动调整的加减水剂用量。有一次，系统监测到某批次粉煤灰细度超标，立刻锁定了对应的拌合机组，直到不合格材料被清场才解除警报。
运输环节同样“全程追踪”。混凝土运输车刚驶出拌合楼，监控中心的屏幕上就多出一个移动的光点——这是通过智能大坝系统接口集成的定位信息。“从拌合楼到浇筑点，最长不能超过90分钟。”调度员小张盯着屏幕上的车辆轨迹，对超时10分钟的车辆发出提醒，“以前司机可能绕路加油，现在系统一算时间就知道，想偷懒都难。”
更令人称道的是混凝土缺陷的“全生命周期管理”。2019年秋天，主变室墙面出现一处20厘米的裂缝，技术员用手机APP拍下照片，录入缺陷位置、尺寸和初步判断，系统自动生成处理单号并推送给出险单位。3天后，当修补队伍带着材料进场时，APP已更新了裂缝的发展趋势和最佳修补方案。“从发现到解决，全程可追溯，就像给缺陷办了张‘病历卡’。”负责质量管理的王工说，截至项目验收，系统已记录并闭环处理各类缺陷137处，平均处理周期比传统方式缩短40%。
从原材料到浇筑成型，从缺陷发现到修复验收，双江口的混凝土终于有了自己的“数字身份证”。当最后一方混凝土浇筑完成，系统自动生成的质量报告上，126项指标全部达标，钟维明和同事们在监控室里击掌相庆，窗外的月光透过百叶窗，在他们脸上投下跳动的光斑。
预警体系：给地下工程装上“风险雷达”
2019年5月15日深夜，双江口监控中心的警报声突然划破寂静。屏幕上，主厂房上游副厂房K0+120至K0+135段的微震监测曲线出现异常波动——岩体释放的能量在两小时内骤增3倍。“可能要发生岩爆！”值班工程师立刻调出该区域的变形监测数据，结合三维模型模拟分析，果断向指挥部发出预警。
指挥部连夜调整施工计划，将该区域的作业人员和设备全部撤离。两天后，当预报区域果然发生岩爆时，现场已空无一人。“要是没这个系统，后果不堪设想。”亲历此事的项目经理后怕不已。这是双江口智能预警系统成功规避的第5次重大风险，而这样的“化险为夷”，源于团队构建的6类120项预警指标体系。
这套体系的建立，堪称“数据攻坚战”。2017年到2020年，团队在地下洞室布设了400多个监测点，涵盖松动圈、变形、微震等多个维度，累计采集数据超过10万条。“光是整理这些数据，我们就熬了300多个通宵。” 张竣朝指着服务器里的数据库说，为了找到岩体稳定的“临界点”，他们把数据按周、月、季度分类对比，绘制出1200多张趋势图，最终确定了不同岩性、不同埋深下的预警阈值。
智能感知设备是预警体系的“触角”。团队发明的智能安全帽，不仅能定位人员位置，还能监测洞内温湿度和有害气体浓度。2020年夏天，一名工人戴着智能安全帽进入某支洞作业，当洞内一氧化碳浓度超标时，帽子立刻发出蜂鸣，同时监控中心收到报警，调度员通过定位迅速指引工人撤离。“就像多了个随身保镖。”工人师傅们这样评价。
自感知智能锚杆更是“黑科技”。这些植入岩壁的“智能钉子”，能实时监测围岩应力变化，数据通过无线传输到系统。有一次，主厂房顶部的几根锚杆突然传回应力骤增信号，系统判断可能发生岩爆，立即启动预警，施工单位提前采取了卸压措施，避免了设备损坏。“以前锚杆好不好全凭经验，现在数据说了算。”刘金飞拿起一根退役的智能锚杆，上面的传感器虽已磨损，却依然能看出精密的构造。
三层四方协同的决策平台，让预警响应更高效。“基层作业面发现异常，第一时间报给项目部；项目部分析后，重大风险上报业主和监理；必要时邀请专家远程会商。”项目协调员解释道。2021年汛期，泄洪洞出口段出现渗水，系统启动三级预警，设计院专家通过三维可视化系统“远程查勘”，两小时就给出了封堵方案，比传统流程节省了3天时间。
截至项目验收，系统共发出安全风险提醒10余次，监测到变形突变3次，环境超标8次，爆破振动异常6次，所有隐患都在萌芽状态被消除。“从被动抢险到主动预警，我们终于掌握了地下工程的‘主动权’。”刘金飞望着监控大屏上平稳跳动的数据，语气里满是自豪。
三维可视化：让“地下迷宫”尽收眼底
“以前指挥施工，全靠图纸和对讲机，就像闭着眼睛走路。”双江口公司负责人回忆起项目初期的管理难题，仍唏嘘不已。几十条隧洞、几百个作业面同时施工，进度信息滞后、协调困难是常态。
智能地下工程信息可视化集成模块的建成，彻底改变了这一局面。在监控中心的大屏上，地下工程的三维模型实时更新：红色代表正在开挖的掌子面，蓝色是已完成支护的区域，绿色光点是移动的设备……“每一锹开挖、每一车出渣，都能在模型上看到。”操作员轻点鼠标，调出主变室的施工进度，“计划本月完成混凝土浇筑5000方，目前已完成4800方，系统预测3天后能提前完工。”
这套系统的背后，是“物联网+图形引擎”的技术突破。团队用UWB定位技术捕捉人员设备的实时位置，再通过算法驱动三维模型自动更新。为了让模型更精准，工程师们背着测量仪器，在尚未成型的洞室里反复测绘。有一次在测量某支洞时，突降的岩屑砸坏了全站仪镜头，他们用备用设备坚持完成测量，回到营地时已是凌晨，冻得发紫的手里还攥着记录数据的笔记本。
三维模型不仅能看进度，还能查质量、管安全。点击主厂房的混凝土区域，就能调出该部位的振捣记录、强度报告；选中某名工人的定位点，可查看他的作业轨迹和安全培训情况。2020年春节前的一次会商会上，业主、设计、施工、监理四方通过三维系统“云查勘”，发现某隧洞的支护参数与设计不符，当场在模型上标注修改意见，避免了返工损失。
设计文档的三维可视化管理，更是解决了“图纸打架”的老问题。“以前施工队拿着纸质图纸，经常看错标高、弄错尺寸。”技术员小郑打开系统里的三维图纸库，“现在点哪里，哪里的设计参数就弹出来，还有三维动画演示施工步骤，再新手也能看明白。”
这套“看得见”的管理系统，让施工效率大幅提升。数据显示，多作业面协同施工的等待时间减少了30%，图纸会审效率提高了50%，进度偏差控制在5%以内。“以前开调度会要争得面红耳赤，现在看着模型数据，谁对谁错一目了然。”施工单位负责人笑着说。
高原坚守：用热血温暖“地心寒宫”
双江口的冬天，洞外寒风呼啸，洞内温度低至零下5℃，岩壁上的冰棱能结到半米长。但在这里，有一群人用热血融化了严寒。
2018年元旦，刚加入团队的张竣朝不久就背上行囊。“项目正赶进度调试定位系统，我走不开。”他在电话里对妻子说，声音里满是愧疚。在隧洞里的三个月，他每天工作10余小时，调试设备时要靠在在冰冷洞壁上，冷了就贴个自热贴继续干。当定位精度终于达到设计要求时，他给妻子发了张在洞门口的照片，照片里的他胡子拉碴，眼里却闪着光。
在2020年是项目关键节点，那一年项目总工刘金飞的女儿就很少见到爸爸，女儿生日那天，刘金飞正在调试预警系统，视频电话里，女儿举着画好的贺卡问：“爸爸，你什么时候回家陪我吹蜡烛？”他转过头，望着洞壁上“安全第一”的标语说：“等爸爸把这里的‘安全网’织好就回。”
在高海拔地区长期奋战，不少人落下了病根。电工老陈有严重的关节炎，阴雨天疼得直咧嘴，却总抢着爬高作业；研发经理钟维明因缺氧导致睡眠障碍，经常需要在夜里起来吸氧，却从未缺席过一次系统升级。“大家都在拼，我不能掉队。”这是他们说得最多的话。
最艰苦的是项目初期，营地还没建好，团队挤在铁皮工棚里。夏天棚内温度高达40℃，汗水把床铺浸得透湿；冬天没有暖气，大家就裹着棉被研究方案。有一次，为了攻克数据接口兼容难题，7个人围着一台笔记本电脑讨论到凌晨，饿了就煮面条，酱油瓶传着倒，谁也没嫌寒酸。
正是这样的坚守，让项目提前3个月完成验收。当张建民院士带领的鉴定专家组宣布“成果总体达到国际先进水平，部分成果国际领先”时，在场的很多人红了眼眶——那些在隧洞里走过的夜路、在工棚里熬过的通宵、在高原上忍过的病痛，都化作了此刻的荣光。
如今，项目已斩获2020年水力发电科学技术奖、中国电建科学技术奖等多项大奖，成为水电行业智能化建设的标杆。但对团队来说，最大的奖励是看到系统平稳运行：当预警信息及时发出，当混凝土质量稳步提升，当三维模型精准指导施工，所有的付出都有了意义。
站在双江口水电站的观景台上，远眺群山环抱中的坝体，谁能想到地下800米处，正运行着一套如此精密的“智慧系统”？从光纤网络的“神经脉络”到预警体系的“风险雷达”，从混凝土的“数字身份证”到三维模型的“透明管理”，双江口的实践，不仅破解了大型地下工程的管控难题，更重塑了水电建设的理念。 在这里，安全管理实现了从“被动响应”到“主动预测”的跨越，质量管理完成了从“抽样检查”到“全程感知”的升级，进度管理达成了从“经验判断”到“数据驱动”的转变。这些变革，正是中国水电行业向“智慧建造”转型的生动缩影。
当夕阳为雪山镀上金边，监控中心的大屏上，地下工程的三维模型仍在静静运行，数据如流水般不断更新。这数据流里，流淌着水电人的智慧与坚守，更映照着中国工程建设的未来——在更深的地下，在更险的山巅，科技将继续照亮前行的路，而那些默默奉献的建设者，永远是这路上最亮的光。
