Page 16 - 2025年第56卷第1期

备主要集中在无人碾压和智能振捣设备上，广泛应用于土石坝、碾压混凝土坝和常态混凝土坝的施工。
在大坝填筑施工领域，无人碾压技术革新了底层控制机制，重构了传统人工碾压作业方式，提升
了碾压效率与质量。中国水利水电第五工程局和同济大学依托长河坝工程对无人碾压技术进行了初期
探索 ［66］ ；天津大学钟登华院士团队针对高寒、高海拔和高地震烈度等复杂条件下的无人碾压机群协同
控制进行了研究 ［67］ ，并在两河口进行了初步实践。时梦楠等 ［68］ 提出了无人碾压机群的全覆盖路径规划
方法，以确保复杂施工条件下的碾压质量和进度；王佳俊等 ［69］ 自主研发了无驾驶舱集成式智能无人碾
压系统，集成了多模态感知、智能规划 ［70］ 和控制功能，该系统已成功应用于两河口大坝大规模施工。
Meng 等 ［71］ 针对自主摊铺机的动态路径规划，提出了一种基于生物启发神经网络的优化算法，在实现
动态避障的同时，提高了路径规划效率。自 2018 年第一台智能无人碾压机应用于两河口水电站，天津
大学团队相继研发了原生集成式智能碾压机、纯电动智能无人碾压机和双钢轮智能无人碾压机，并广
泛应用于双江口、托巴、缙云抽蓄、潍坊抽蓄等工程 ［72-73］ ，智能装备研发成果如图 12 所示。

图 12 智能装备研发成果
在混凝土坝浇筑施工中，崔博等 ［74］ 针对传统混凝土坝施工中人工冲毛作业存在的工作强度大、操
作主观性强等问题，研发了一套智能冲毛系统，实现了冲毛施工的无人化，提升了施工管控质量；王
栋等 ［75］ 研发的智能振捣机器人，具备感知避障、振捣质量监控和智能分析等功能，大幅提升了施工效
率和精度 ［65］ 。这套设备已成功应用于白鹤滩和叶巴滩大坝的建设。
4.2.4 智能灌浆 坝基灌浆能够有效提高岩体强度，防止基础渗流和侵蚀，是提升保障大坝安全运行
［9］
稳定的关键技术。灌浆研究可分为人力灌浆、数字化灌浆和智能化灌浆三个阶段 。智能灌浆，是指
以如物联网、大数据、云计算、生成式人工智能等新质技术，基于基础灌浆事前、事中和事后的智能
控制理论 ［76］ ，对灌浆全过程实现智能感知、智能分析和智能控制，以保障其施工质量。
在灌浆大坝施工中，三维地质模型影响灌浆分析的准确性 ［77］ 。近年来，多种精细建模技术相继被
［78］ ［79］
提出并应用，其中包括基于 NURBS-TIN-Brep 、T 样条 的地质建模方法，以及结合增强型多边形
离散裂缝网络 ［80］ 和蒙特卡罗模拟 ［81］ 的裂隙建模方法。此外，应用深度学习技术进行自动建模已成为趋
势，它能够处理从大尺度断层 ［82］ 到中尺度地质体 ［83］ 乃至小尺度裂缝 ［84］ 等不同层级的地质特征，从而为
灌浆工作提供了坚实的数据基础。
在智能灌浆灌前研究中，理论分析、三维数值模拟、数据驱动和数据-机理混合驱动方法均取得
了显著进展。在理论分析方面，基于分形理论的注浆效果预测方法 ［85］ 和多参数指标的可灌性综合评价
方法 ［86］ 提供了灌前分析的新视角。在数值模拟方面，依托三维精细地质模型，浆液裂隙扩散机理 ［87］ 、
多孔介质浆液扩散理论 ［88］ ，以及流固耦合模拟方法 ［89］ 等三维灌浆模拟技术取得了重要突破。在数据驱

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