创新驭水 智通江海——平陆运河打造优质工程

来源:光明日报

穿越群山，贯通江海，这是一条改写中国水运版图的世纪长龙；数字掌控，智能调度，这是一条拥有“超级大脑”的智慧动脉；问鼎之最，守护安澜，这是一条以毫米级精度筑建于群山之间的创新奇迹——平陆运河，正以令人惊叹的“科技范儿”，在八桂大地上奔涌向前。

作为新中国成立以来首条江海连通大运河、西部陆海新通道的骨干工程，平陆运河始于广西南宁横州市西津库区平塘江口，经钦州灵山县陆屋镇沿钦江进入北部湾，全长134.2公里。工程于2022年8月正式动工，总投资约727亿元，将于2026年9月16日建成通航。一河贯通，西南货物出海较经传统路径出海缩短内河航程560公里以上。

近日，记者踏上这条已在最后冲刺的“黄金水道”，感受到的不仅是宏大的工程体量，更是渗透进每一寸混凝土、每一道船闸、每一米边坡的创新基因。

智慧枢纽：数字孪生，运河“智”变

马道枢纽的观测平台上，眼前的船闸基坑如同一座被刀削斧劈的巨型峡谷。然而，比钢筋水泥更震撼的，是平陆运河建设调度指挥中心。

一块几乎占据整面墙的电子屏上，运河的“数字双胞胎”正在实时跳动。工地上的每一台塔吊、每一辆运输车、每一位戴着智能安全帽的工人，都化作不同颜色的光点，在三维模型中缓缓移动。工作人员轻点鼠标，几公里外某个仓面的混凝土内部温度，立刻以热力图的形式弹了出来。

“这是我们打造的全国首个全生命周期数字孪生智慧运河。”指着大屏幕，平陆运河集团有限公司科技信息部部长闫强言语里满是自信，“从打下第一根桩开始，我们就在云端同步建造了一条一模一样的数字运河。”这套数字孪生平台集合了北斗卫星、云计算、人工智能等科技手段，把设计、施工、运维等装进了一个“超级大脑”。

在这颗“大脑”的指挥下，大体积混凝土浇筑这个传统难题变得异常精密。马道枢纽的船闸需要浇筑数百万立方米混凝土，广西高温高湿，混凝土一旦“发烧”，内部温度应力过大，就容易产生裂缝，留下安全隐患。

怎么办？工程师们给它织了一张“毛细血管网”。记者在浇筑现场看到，密密麻麻的冷却水管预先埋入钢筋丛中，就像给混凝土装了水冷系统。无线测温元件紧贴着管壁，每隔几分钟就把温度数据传到云端。“大脑”一旦发现某个区域温度超标，会自动加大冷却水流量，让混凝土始终保持着温和的“体温”。整套智能温控系统将内外温差牢牢控制在设计范围以内，让船闸主体实现了几乎没有结构性裂缝的奇迹。

更让工友们觉得新奇的是那些会“找碴”的AI摄像头。“我们采用智能化手段，辅助人工对现场的安全隐患进行自动排查。”闫强介绍，系统能自动识别未戴安全帽、未穿反光衣、未系安全绳等违规行为，一旦发现，附近的广播会立刻喊出该工人的名字，做出安全提醒。

科技不仅守住了安全线，还“智”造了新工法。企石枢纽的船闸人字门，单扇重达近千吨，放在过去，这需要搭建巨大的吊装体系。如今，工程师们研发了“智能顶推滑移系统”，用几十个液压千斤顶配合激光测距仪，像蚂蚁搬家一样，将庞然大物稳稳推入安装位置，全程在屏幕上以毫米级精度微调。工人们形容：“就像拼乐高，只不过这乐高有30层楼高。”

“平陆运河以高水平科技为支撑，项目建设以机械为主、以人力为辅，施工精度控制到毫米级，材料损耗显著降低。数字孪生平台打通了各层级的沟通壁垒，指挥指令与异常告警可从调度中心直达施工一线，汛期应急调度效率提升了数十倍。”平陆运河马道枢纽工程部部长甘鹭说。

滴水必争：循环节水，船闸“心”动

水，是运河的灵魂。但对于平陆运河来说，水极其珍贵。平陆运河起点与终点之间天然落差约65米，为了翻越这道天梯，工程布置了马道、企石、青年三个梯级枢纽。其中马道枢纽是世界上规模最大、水位落差最大的内河省水船闸，上下游最大水位差达29.6米，有将近10层楼高。

要让满载5000吨货物的巨轮在几十米落差间平稳升降，每一次过闸都需要数万立方米的水作为“电梯配重”。如果不加节制，每过一批船舶就要用掉一个小型水库的水量。“我们的任务，是让每一滴水都循环起来，完成一场极限旅程。”广西平陆运河建设有限公司总工程师潘剑形象地说。秘密，就藏在船闸两侧巨大的省水池里。

站在马道枢纽高处俯瞰，船闸闸室两侧各布设了两组巨大的“蓄水罐”——这就是三级叠合式省水池。当船舶需要下行，闸室泄水时，并不直接把水排向下游，而是将一部分水依次存入高、中、低省水池。等到下一批船舶需要上行时，再把这些“囤”起来的水依次回灌进闸室。通过这套巧妙的“水银行”系统，结合超快速阀门启闭技术，一次过闸的实际耗水量被大幅压缩到常规船闸的四成左右，节水率超过60%。每年累计节省下来的水资源，相当于一座中型水库的库容。

这背后的控制必须精确到秒，滴水必争。在输水廊道深处，一种新型的超大型液压启闭机正驱动着巨型阀门。它们能在短短一分钟内完成开启或关闭，并精确控制开度，避免产生冲击波搅动船舶。绵延数百米的输水廊道，则广泛采用了预制混凝土构件拼装技术，如同在血管内部嵌入了光滑的内壁，大大降低了水流阻力。

“光省下来还不够，要让船走得又快又稳。”青年枢纽的工程师带记者走进正在调试的集控室。大屏幕上，船只模型正按照水流数值模拟的路径缓缓过闸。充泄水过程中，水面平滑如镜。秘密在于遍布闸室底部的分散式输水系统，水流从数百个排列精密的孔眼里均匀涌出，消解了巨大的能量。哪怕人在船上放一杯水，全程都不会洒。

节水，也体现在对每一滴富余水量的精细调度上。运河全线建有水文水质自动监测站，每15分钟上报一次水量、流速和浊度。结合气象预报，智慧调度系统能够提前推演未来24小时的来水、用水情况，动态调整三大枢纽的开闸时序。大船进闸前，系统甚至会根据船舶吃水深度和货物重量，给出最优化的省水运行方案，真正做到了“一方水、一方利”。

问鼎之最：技术突破，山河“安”澜

平陆运河的世界之最，在马道枢纽最为密集。这里同时坐拥世界规模最大的内河省水船闸、水头最高的内河省水船闸，以及阀门启闭速度最快的内河省水船闸。一项项纪录背后，是不断突破的“中国精度”。

规模之最，靠“大而不裂”。马道枢纽船闸有效尺度达300米长、34米宽，三级叠合省水池沿闸室两侧渐次抬升，闸首、闸室、省水池连成一体。数百万立方米混凝土浇筑，依靠智能温控系统，把内外温差牢牢锁在允许范围内，让世界级船闸几乎没有结构性裂缝。

水头之最，靠“化高为低”。29.6米的上下游水位差，相当于10层楼高。通过三级叠合省水池与分散式输水系统，巨大水头被逐级消能。船在闸室里升降，水面却稳得能当镜子照。“为了克服高速水流的影响，我们通过设计合理的廊道线型和转弯半径，改善廊道内水流的流速和流态，并在廊道内壁采用强度更高、抗冲刷、耐磨性更好的混凝土。”平陆运河马道枢纽设计单位负责人袁和平介绍。

速度之最，靠“快而精准”。超大型液压启闭机驱动巨型阀门，60秒内完成全行程启闭，开度误差控制在毫米级，既抢出了过闸效率，又避免了水流冲击。

船闸之外，还有一项“看不见的纪录”更考验胆识。马道枢纽穿越分水岭，最大边坡开挖高度约188米，相当于把一栋60多层的高楼从山体中“切”出来，是国内运河船闸中最高的边坡之一。

“这里岩层软硬相间，遇水易软化，像一块巨大的‘千层酥’。为了让山体‘站得稳’，我们采用分层开挖、边挖边固，每开挖一级，锚索、抗滑桩、排水设施立即跟进。”项目负责人告诉记者，锚索像“缝合线”把表层岩体与深部稳定岩体牢牢“缝住”；抗滑桩如巨型“钉子”扎入滑动面；排水沟和排水孔快速疏干地下水，不给岩层软化机会。与此同时，北斗变形监测点和无人机航测组成“天罗地网”，边坡毫米级位移都会实时回传至数字孪生平台。一旦数据异常，系统自动预警，现场立即核查。

正是这套“加固+排水+监测”组合拳，让削山188米的超级边坡稳如磐石，也让大型省水船闸、超高边坡、江海联运等多项世界首创或领先技术，稳稳立在八桂群山之间。

从数字孪生到循环节水，从问鼎之最到驯服高坡，平陆运河的技术突破，是落在每一仓混凝土、每一方水、每一毫米位移里的硬实力。待到正式通航，一条更智慧、更节水、更安澜的江海大通道将纵贯八桂，载着西南内陆向海图强的冲刺，奔向更远的蔚蓝。

光明日报记者 周仕兴 王瑾雯