1958年9月，湖北丹江口，新中国成立后由国人自行勘测设计施工的汉江治理保护第一座大型水利枢纽——丹江口工程开建。     2026年9月，四川成都，中国土木工程领域工程建设科技创新最高荣誉——詹天佑奖颁奖典礼举行，为老坝体“穿衣戴帽”的丹江口大坝加高工程荣膺行业顶级殊荣。 第二十一届中国土木工程詹天佑奖颁奖大会     回望历史，“中国铁路之父”詹天佑主持修建京张铁路，拉开中国人自建铁路的大幕，书写了近代中国科技人员自力更生科技报国的铿锵篇章。驻足当下，丹江口大坝加高工程项目法人——长江委南水北调中线水源有限责任公司专家代表手捧以他的名字命名的奖杯，在岁月流转中，赓续自力更生的攻坚精神，彰显科技报国的丹江口力量。 丹江口大坝     用传统智慧破局     1909年，詹天佑首次将南美伐木所用的“人”字形铁路运用在我国干线铁路上，用“它山之石可以攻玉”的智慧创新完成中国人自主设计修建的第一条铁路。     在丹江口大坝加高工程设计建设中，水利工作者亦将中国传统木作工艺创新运用于工程中，巧用传统智慧自主破解一系列技术难题。     2005年，为了实现南水北调中线工程全程自流调水，丹江口大坝加高工程开工，主要建设内容为斜坡面培厚与坝顶加高等，人们形象地将这一过程称作给大坝“穿衣戴帽”。     加高后的丹江口大坝，坝顶高程从162米提升至176.6米，水库库容增加116亿立方米，成为中国第二大水库。 丹江口水库第一次蓄至170m水位     丹江口大坝加高工程规模之大、技术之难、施工之艰世界罕见，老坝体能否抵御新增荷载、新老坝体结合面能否有效传力、大坝能否在初期工程正常运行条件下实施加高，成为摆在技术人员面前的突出问题。    “传统理论认为，新老混凝土结合面必须达到100%的结合比例才能保证工程安全。但大量现场试验显示，丹江口大坝新老坝体结合面开裂难以避免，100%的结合比例是无法实现的”，长江委南水北调中线水源有限责任公司工程管理部副主任胡雨新说，“如果不能从丹江口大坝加高现场条件出发，从根本上破解新老混凝土结合比例理论关，大坝加高工程无从谈起。”     基于新老坝体结合面开裂难以避免的客观现实，建设者们通过大量技术试验，创新提出“后帮有限结合”加高设计新理论，开创性地提出新老坝体结合面20%的安全结合比例标准，成功突破传统重力坝加高结合面完全固结原则，闯过理论创新关。 有限作业空间开展后帮有限结合加高施工     不仅如此，技术人员自主研发的“限位传力键槽”、薄壁闸墩空间均衡整体加固技术、重力坝横缝绳锯切割技术，更是将中国传统木作工艺中榫卯结构、倒挂金钩结构、软锯子工艺创新运用于大坝加高工程中，再次破解一系列设计施工难题。 大功率超大盘锯切割键槽精准成型     “说到给丹江口大坝‘穿衣’，也就是给大坝下游斜坡面培厚，我们在技术攻坚过程中，从老祖宗那里获得重要启发”，胡雨新说，为了防止在老坝表面培厚的新混凝土，因重力作用出现下滑，技术人员在大坝下游斜坡面全面设置“限位传力键槽”，将中国传统木工中的榫卯结构运用其中。     榫卯结构，是中国传统木工中连接两个或多个木构件的方式，凸出部分为榫（榫头），凹入部分为卯（卯眼），过去匠人们通过‌凹凸结构自然咬合木构件。受其启发，专家们在老坝混凝土面横向开凿凹面为“槽”，再向凹面浇筑形成凸起的“键”，让新老混凝土如同榫头和卯眼般自然咬合，好似两块“搓衣板”错落扣在一起，再辅之以钢筋锚杆等设施、技术，确保新老混凝土充分结合。     而在大坝溢流坝段闸墩处，为了应对大坝加高后蓄水量增加及坝顶新增混凝土给老闸墩带来的压力，技术人员创新性地提出薄壁闸墩空间均衡整体加固技术，自主解决大坝溢流坝段闸墩复杂受力等问题。     “我们通过给闸墩纵向加装全新的‘筋骨’，让闸墩更‘强健硬朗’”，胡雨新说，这些“筋骨”非同一般，其中亦蕴含传统智慧。 大吨位钢箱梁高空一体化滑移技术实现升船机安装     他介绍，在我国民间土木作业中，有一种常用的倒挂金钩结构，即在建筑物施工时，将一部分构件或节点设计成倒挂金钩形式，让构件与建筑物形成“自锁”结构，以增加建筑物的稳定性和承受能力。     在丹江口大坝加高工程建设中，技术人员通过给闸墩纵向加装倒锥形多层自锁锚杆，利用“倒挂金钩”形态的锚杆锚头与闸墩钻孔孔壁的机械咬合力，形成“自锁”效应，最后再通过对锚杆锚固段进行分级灌浆提升锚固力，顺利破解老坝闸墩核心安全问题。 嵌入式管理用房节地节材节能     驻足丹江口大坝右岸，在平面布置上呈向下游反弧形的混凝土坝转弯联接坝段巍然伫立。在上世纪五十年代启幕的丹江口大坝初期工程建设中，因建设者们曾对大坝右岸转弯联接坝段间的横缝进行了灌浆处理，使得转弯坝段成为一个整体，形成反拱坝段不利拱效应。 丹江口水库右岸土石坝段及升船机     “应对大坝加高后蓄水量增加等新情况，为确保大坝整体安全，恢复大坝右岸混凝土坝转弯联接坝段各坝段独立变形能力势在必行。在实施丹江口大坝加高工程中，我们需要把横缝重新切开，将‘死缝’变成‘活缝’，为各反拱坝段独立变形创造空间”，胡雨新说。     然而，转弯联接坝段弧度不一，传统的切割锯子无法“转弯”，难以满足转弯联接坝段切割横缝的需求。为了解决这一问题，技术人员再一次从传统智慧中得到启发。     在民间土木施工中，有一种被老百姓俗称“软锯子”的切割工具。有别于无法变化作业弧度的传统木作锯子，绳锯虽然外表看上去如同一只柔软的绳子，实际上，它通过利用装在绳子上的具有强韧切割力的金刚石和自身的柔韧性，可以灵活适应各类切割弧度，轻松完成不同角度的切割作业。     针对大坝右岸转弯联接坝段不利拱效应问题，技术人员首创绳锯切割横缝技术，用“会拐弯的软锯子”适应转弯联接坝段不同弧度，同时发明“大分区小作业，绳锯水平切割”重力坝横缝切割专利技术，最终成功消除右岸反拱坝段不利拱效应。     在丹江口大坝加高工程建设中，技术人员屡开先河，层层闯关，通过设计理论突破性创新、老坝缺陷微创系统修复、施工技术系统革新等多项科技创新手段，在持续开拓进取中高质量完成大坝加高任务。     乘“时代之风”弄潮     2023年10月12日19时，加高后的丹江口大坝再次取得汉江秋汛防御与汛后水库满蓄“双胜利”。首次运用的数字孪生丹江口工程，充分发挥预报、预警、预演、预案“四预”功能，成为我国首个在大型水库满蓄中深度运用的数字孪生工程。 丹江口大坝泄洪     作为南水北调中线核心水源工程和国家水网重要节点工程，今日的丹江口大坝由老坝体加高后建成。在几十年前修建的混凝土坝体上贴坡加厚、加高已是技术天堑，在水库高水位运行时持续确保新老坝体衔接处工程安全挑战更是巨大。     乘着数字技术高速发展的时代新风，丹江口大坝在智慧水利领域继续求索弄潮。     作为国内首个运用基于有限元的机理模型实现大坝性态在线跟踪映射的数字孪生系统，数字孪生丹江口工程通过构建精细化的有限元结构仿真分析模型，在线模拟大坝温度场、渗流场、应力场、变形场等关键物理场，精准掌握和预判大坝在实际服役条件下各部位的安全性态。其中，新老坝体结合部位的安全状况及其预判结果是重点关注内容。     “针对丹江口工程加高大坝的特殊性，我们在构建数字孪生丹江口工程时，全面借助数字技术之力实时推演新老坝体结合部位安全状况，在自主研发大坝性态多物理场耦合仿真及动态反馈修正技术，形成仿真—监测互馈修正的数字孪生驱动新模式方面实现了重要技术突破”，长江委南水北调中线水源有限责任公司技术发展部工作人员杨星玥介绍。     打开数字孪生丹江口工程系统，蔚蓝的界面上各模块功能明晰。新老混凝土结合面实时接触面积比例、接触状态空间分布等体现丹江口大坝工程特色的模型计算结果与监测结果，两者对比一目了然。坝顶位移、坝踵与坝趾应力、大坝抗滑稳定等大坝安全运维关心的信息也一应俱全。 数字孪生丹江口工程     技术人员只需轻点鼠标，便能通过数字孪生丹江口工程系统对各类环境因素（气温、水温、水位、风速、日照）、材料因素、施工因素、结构因素等因素影响下大坝温度、变形、应力的时空分布进行动态模拟预演，为工程日常运行管理、汛期防御、高水位蓄水等提供精准高效技术支撑。     “在应对汉江流域2023年秋汛、2025年‘最密集秋汛’、洪水资源化统筹调度、丹江口水库满蓄中，数字孪生丹江口工程系统发挥重要作用，有效实现大坝性态同步跟踪与动态推演，运用科技之力保障了南水北调中线水源工程安全稳定运行”，杨星玥说。     携“世界之手”前行     2025年5月，国际大坝委员会第28届大会暨93届年会在四川成都举行。在这一场国际坝工领域最具权威与影响力的学术盛会上，中国建设“安全大坝、生态大坝、智能大坝”的理念与实践，受到与会国际专家的高度认可，为世界坝工领域应对时代挑战提供中国智慧。 加高后丹江口大坝新老坝良性结合，运行性态良好     2025年8月，长江委认真落实水利部党组工作要求，在水利行业率先启动委管水库“三个大坝”建设试点工作，印发《“三个大坝”建设试点方案》，明确丹江口水库等4座委管水库为“三个大坝”建设试点水库，计划2026年底基本完成试点任务，2027年9月底全面完成试点任务。     2026年6月18日，水利部在全国遴选16座工程基础扎实、创建动能充沛、地域示范价值鲜明的水库，开展“三个大坝”协同创建国家级试点建设，丹江口大坝位列其中。 库区环境治理效果显著，荣获国家级水土保持示范工程     为前瞻性做好丹江口大坝“三个大坝”建设试点工作，长江委南水北调中线水源有限责任公司深入落实水利部、长江委工作要求，持续强化顶层设计，积极组建专项工作组，并结合工程实际编制实施方案，多次召开专题会议研究部署“三个大坝”建设试点工作，及时解决试点建设中遇到的难点问题。     “丹江口水库‘三个大坝’试点建设任重道远，当前我们正重点攻坚丹江口水库‘天空地水工’一体化监测感知系统智能化提升和全坝段性态仿真模型升级工作，以数字孪生工程建设和运管矩阵深化应用为核心路径，推动新一代信息技术与坝工管理深度融合”，长江委南水北调中线水源有限责任公司副总经理李全宏表示。     用传统智慧破局，乘“时代之风”弄潮，携“世界之手”前行。丹江口大坝加高工程从历史中走来，在时代中发展，向新征程中走去，长江委南水北调中线水源有限责任公司总经理李飞表示，未来公司将进一步加强统筹调度，围绕丹江口水库“三个大坝”试点建设目标，聚力抓好重点任务攻坚，全面提升自主创新能力，努力形成高质量试点成果，为确保“一泓清水永续北上”持续贡献光热。 （来源：南水北调中线水源公司）