金沙江——一条气势磅礴的浩荡大河，奔腾穿梭于巍峨险峻的崇山峻岭之中。在这里，一颗祖国西南的耀眼明珠、一座举世瞩目的国之重器正拔地而起巍然伫立。它就是乌东德水电站——目前世界在建的第二大水电站工程。它拥有世界上最薄的300米级特高拱坝，首次全坝采用低热水泥混凝土……可以说，这里的每一项挑战都前所未有。
乌东德水电站大坝工程是名副其实的智能工程，在这些世界级挑战的背后，是一系列新材料的应用和科技创新的强力驱动。乌东德工程建设部主任杨宗立介绍说，“乌东德水电站工程自筹建以来，三峡集团组织工程技术人员围绕乌东德工程重大技术课题，先后开展科研专题研究百余项，为工程建设顺利推进提供了有力支撑和保障。”
乌东德水电站大坝为混凝土双曲拱坝，河床建基面高程718米，坝顶高程988米，最大坝高270米，大坝共15个坝段，混凝土总量约270万立方米，采用3台平移式缆机浇筑。
现在，请随记者一同走进建设中的国之重器，解读大坝“长高”背后的奥秘。
低热水泥，给大坝“退烧”
高坝大库的建设质量和安全事关国计民生，业界以往有“无坝不裂”之说。纵观世界水电发展史，在100米、200米级大坝建设中，都曾因混凝土温度裂缝而付出过惨痛代价。如何有效给大坝“退烧”，成为业界孜孜以求的目标。作为300米级特高拱坝建设引领者的乌东德大坝，对大坝混凝土保温保湿和温控防裂提出了更高的要求。
乌东德水电站地处金沙江干热河谷地区，大风频发，日照强烈，昼夜温差大，这对大坝混凝土在运输、浇筑、振捣等过程中的温度控制十分不利。为此，在大坝正式浇筑之前，三峡集团就组织参建各方科研团队，通过对混凝土原材料进行比选，精心设计低热水泥混凝土配合比，并进行长时间的混凝土现场生产性试验，最终确定，乌东德水电站全坝应用低热水泥混凝土，属世界首次。
据乌东德工程建设部技术部工程师刘科介绍，“低热水泥混凝土具有发热量低，水化热温度升高慢、干缩和自生体积变形较小、硬化后期更密实的良好性能，可以显著降低坝体混凝土最高温度，减少混凝土温度应力，从而有效防止大坝温度裂缝发生，确保大坝生命安全。”
低热水泥堪称大坝的“退烧药”。然而，这味药并非“求来”，而是三峡人数十年艰辛“研发”的成果。据了解，三峡集团在三峡工程建设期就着手研究低热水泥，联合外界优势资源展开技术攻关，对低热水泥优化应用进行了专题研究和现场试验，先后在溪洛渡水电站不断试验和改进，最终实现在乌东德拱坝全坝的应用，这是世界水坝建造史上的又一创举。
“正是基于系统的研究和论证，我们认为低热水泥在大坝浇筑中应用效果显著，各项指标均能满足设计要求，在同类工程中具有推广应用价值。”乌东德工程建设部技术部主任顾功开告诉记者。
智能建造，给大坝装上“大脑”
提起大坝，人们总会联想到宏大冰冷的钢筋混凝土建筑物。但乌东德大坝可不一样，得益于iDam2.0拱坝智能建造系统技术的研发应用，这座大坝仿佛装上了“大脑”，变得更加“聪明”。通过采用智能生产控制技术，并集成数据筛选分析、三维仿真、预警预判等技术，乌东德建设者建立起一个共享、协同、交互的智能大坝业务管理平台，可实时感知分析数据，实现智能温控、智能振捣、智能通水、智能喷雾等控制，保证大坝“身体状况”时刻受控。
作为iDam2.0拱坝智能建造系统里的重要组成部分，智能通水系统在乌东德大坝温控工艺里显得尤为重要。在以往的诸多水电工程项目中，混凝土温控多采取人工冷却方式，无论是工作效率，还是温控精度都有所欠缺。而乌东德大坝通过在混凝土里预埋温度计和冷却水管，可实时感知混凝土温度，再经过智能通水系统的科学分析和计算，即可自动调节水管中的水流量和水温，实现混凝土冷却过程智能化。
据乌东德工程建设部大坝项目部工程师杨宁介绍，“除智能通水外，锡箔纸反光保温被、聚氨酯、挤塑板等保温材料的采用，以及智能喷雾机等技术的运用也是控制大坝混凝土温度，降低混凝土开裂风险的有效措施。与此同时乌东德工程还首次将红外视频监控技术与人工智能相结合，应用于大坝混凝土浇筑全过程，有效提升了施工质量精细化控制程度。”
科学灌浆，给大坝地基“补钙”
科学的灌浆施工工艺是浇筑无缝大坝的重要环节。据了解，混凝土大坝周边山体岩石天然存在裂隙，是流水的通道，不仅影响水库蓄水，而且渗漏过大会造成大坝安全风险。将水泥浆灌入裂隙，凝固后使岩石缝隙之间、大坝和山体之间良好地融成一体，江水就无处可渗了，这样大坝地基将更为“强健”。
乌东德大坝两岸坝基高陡，若采用有盖重固结灌浆，会与混凝土浇筑和接触灌浆互相干扰，不利于坝体均衡上升和温控防裂。“针对乌东德工程特点，首次在高拱坝坝基开展了无盖重固结灌浆工艺、灌浆智能控制等关键技术的系列研究与应用，形成了特高拱坝全坝基无盖重固结灌浆成套技术。”乌东德工程建设部大坝部副主任黄灿新说。
“该技术突破了传统无盖重灌浆压力低、表面浆液串冒、灌浆效果差等技术瓶颈，取得了良好的固结灌浆效果，消除了坝体基础混凝土薄层长间歇、灌浆抬动、混凝土裂缝等风险，避免了损伤混凝土冷却水管和监测仪器，为创建乌东德无裂缝大坝提供了重要的支撑。”黄灿新说。
在2019年4月1日召开的《乌东德水电站特高拱坝全坝基无盖重固结灌浆关键技术研究与应用》项目科技成果评审会上，中国工程院院士张超然等国内水电专家就该项目成果进行评价，再次肯定了无盖重固结灌浆在乌东德水电站坝基处理方面应用的科学性，认为该项目研究成果达到国际领先水平。
据了解，截至记者发稿时，乌东德水电站大坝已“长高”至200米，累计浇筑混凝土173.9万立方米，各项监测数据表明，大坝工作性态优良，未发现一条裂缝。勇攀高峰的中国三峡人，正在创造着世界水电建设新的奇迹。
