李文伟：半生心血浇筑“无裂之坝”

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李文伟：半生心血浇筑“无裂之坝”

科技日报记者 何亮 通讯员 王璐 苏凯琪

高峡平湖，云雾袅袅。

李文伟——这位与水工混凝土打了39年交道的中国长江三峡集团有限公司水工混凝土工程技术研究室主任、高级工程师站在三峡大坝185米观景平台，眼中闪着光芒。眼前这座横锁长江的巨坝，凝结了他半生心血。

从三峡水利枢纽工程到向家坝水电站、溪洛渡水电站，再从白鹤滩水电站到乌东德水电站，李文伟带领团队溯江而上，先后解决5座世界级巨型水电工程混凝土材料难题，创建高抗裂高耐久大坝混凝土技术体系，为我国高坝建设树立起新的行业标杆。

日前，李文伟获得第六届杰出工程师奖。

图为三峡水利枢纽。受访者供图

“和行业惯例反着来”

作为核心建筑材料，混凝土质量直接关系水利水电工程的安全。

上世纪90年代，我国一些混凝土大坝存在剥蚀、开裂、渗漏等问题，其使用寿命令人担忧。彼时，处在建设初期的三峡工程，同样面临耐久性挑战。

为解决这一世界性难题，李文伟临危受命，组建科研团队展开攻关。

传统混凝土因水泥水化产生剧烈温变：浇筑后一周内温度骤升数十摄氏度引发膨胀，后续降温又导致收缩开裂。有无破题之道？

李文伟从中国工程院院士唐明述团队的早期研究中受到启发。水泥行业一直将氧化镁视为“有害物质”，因为它可能会导致混凝土膨胀，进而影响结构安全。然而，唐明述团队发现，氧化镁在水化后期会发生微膨胀，这种膨胀特性如果被合理利用，可有效抵消混凝土在温降过程中产生的收缩。

“既然氧化镁有微膨胀特性，何不提高其在混凝土中的含量，实现膨胀与收缩相互抵消？”这一巧思让李文伟激动不已。

但这样的想法却引来诸多质疑。李文伟顶住压力，决定“和行业惯例反着来”。

此后，李文伟在三峡工程施工现场建试验室，开展材料测试、模拟试验、应用研究。为了说服反对者，李文伟甚至联合持反对意见的科研团队同步开展验证试验。

历经数年探索，李文伟带领团队将混凝土氧化镁含量精准控制在3.5%至5.0%范围内，实现后期膨胀补偿。

1997年，三峡工程开工近3年，一场关于混凝土的审查会召开。会上，李文伟公布了三峡水利枢纽工程混凝土相关试验结果。几近完美的试验结果让曾经的反对者哑口无言。

会议结束时，专家一致同意采用李文伟团队研发的高耐久混凝土浇筑三峡大坝。

受访者供图 田晶娟制图

“打破‘无坝不裂’魔咒”

川滇交界，山高谷深，烈日焚风。

矗立于此的白鹤滩、乌东德两座大坝，比三峡大坝不仅高出百米，而且窄1/3。这样两座“瘦高型”的大坝却要承受金沙江每秒一万立方米的激流冲击。在“无坝不裂”的行业魔咒下，如何破解高坝大库混凝土防裂难题，成为摆在中国工程师面前的世界级挑战。

“三峡工程采用的是‘间接’策略，通过微膨胀技术补偿因水化热高导致的降温收缩。但面对金沙江干热河谷的极端温差与复杂地质条件，我们要‘主动进攻’，重组混凝土‘基因’，打破‘无坝不裂’魔咒。”李文伟说。

2000年起，依托国家重大科技项目，李文伟等科研人员开始研究低热水泥。他们通过重构水泥矿物晶体结构、优化水化反应机理，历时6年攻克了“高性能低热硅酸盐水泥”制备技术。相关成果获得2006年国家技术发明奖二等奖。

然而，这项技术在推广时却遭遇重重阻力。早期低热水泥被贴上了“无产量、无应用、无经验”的“三无标签”，在业内“名声不佳”。为了推动低热水泥的应用，李文伟及其团队承受了近十年的质疑和反对。

在三峡工程三期围堰试点应用中，低热水泥安全性得到认可，但施工工艺的改变导致浇筑效率下降。“工人操作习惯被迫调整，影响了浇筑进度。”李文伟回忆，那时他带领团队扎根工地，通过优化配比、改进工艺，用实测数据逐渐赢得施工方的信任。

在乌东德、白鹤滩大坝全坝应用低热水泥前夕，质疑声又起——大规模低热水泥应用没有先例，风险不明。

“有人说传统技术成熟，即使微裂也不会出大问题。但我就是要追求一点都不裂。”李文伟说。

李文伟与相关单位联合，将一份内容扎实的研究报告呈报上级单位，最终中国长江三峡集团有限公司听取各方意见、深入研判、拍板全坝应用低热水泥。

大坝浇筑过程中，李文伟每天都“如临深渊、如履薄冰”。“只要电话铃一响，我的心就一紧。”他回忆道。

至今，那两座“瘦高型”的大坝均未发现裂缝。回忆过往，李文伟真心感谢“反对者”。“正如已故两院院士潘家铮所说，三峡工程最大的贡献者，就是那些持反对意见的人士。正是他们给了团队持续改进的动力。”他说。

“混凝土于我如老友”

如今，在长江上参与建造5座梯级电站的李文伟团队将目光投向混凝土大坝的全生命周期管理。

“大坝的安全运行不仅关乎当下，更关乎未来几十年甚至上百年的稳定与安全。”李文伟说，“我们不仅要建造新坝，更要思考如何为服役数十年的老坝建立科学的检测维护体系。”

这种前瞻性思想的萌发，源于赴美国胡佛大坝的考察。当地工程师保存了60多年混凝土性能的检测数据，这让李文伟深受触动。最近，他带领团队积极策划并实施“百年混凝土工程计划”，立志构建跨代际的坝体健康数据库。

“通过这一计划，我们可对大坝的混凝土性能进行长期监测和分析，为大坝的安全运行提供科学依据和技术支持。”李文伟说。

在实施“百年混凝土工程计划”的过程中，李文伟团队采用了先进的监测技术和数据分析方法。他们在大坝内部安装了大量传感器，实时监测混凝土的温度、湿度、应力等关键参数。“这些数据被传输到后台，通过专业的分析软件进行处理和解读，从而及时发现大坝中潜藏的问题。”李文伟说。

与此同时，李文伟还积极与国内外相关数据团队交流合作，引进先进技术，不断提升团队的技术水平和创新能力。他多次组织团队成员参加相关国际学术会议和研讨会，与来自世界各地的专家进行深入交流，为团队发展注入活力。

从业近40年，有人问李文伟，支撑他数次创新的动力是什么？他说只有三个字“不甘心”——不甘心大坝存在结构隐患，不甘心混凝土耐久性差。数次逆着行业惯例搞创新的他，在同事们口中“比混凝土还‘硬’”。

然而，面对朝夕相处的建筑材料时，李文伟却是“软”的。“混凝土于我如老友，唯有真诚相待，它才会以最佳状态回馈工程。”他说。

展望未来，李文伟说，他和团队将继续在水工混凝土领域书写新篇章，为保障国家重大水利工程的安全运行和可持续发展贡献力量。

人物档案

李文伟，中国长江三峡集团有限公司水工混凝土工程技术研究室主任、高级工程师，长期从事大型水电工程建设，致力于大坝混凝土耐久性、温控防裂等关键技术研究，牵头承担多项国家级科技攻关和重大工程科研项目。

来源：科技日报