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日前，引江補漢工程《面向數(shù)字化交付的工程建設管理系統(tǒng)》成功入選水利部數(shù)字孿生建設典型案例?！睹嫦驍?shù)字化交付的工程建設管理系統(tǒng)》作為數(shù)字孿生南水北調(diào)（引江補漢工程）建設（以下簡稱“數(shù)字孿生引江補漢”）的重要組成部分，讓工程建設管理協(xié)同實現(xiàn)“流程化、數(shù)字化、無紙化”，特別是電子簽章系統(tǒng)全面應用，與業(yè)務、流程、報表、短信平臺深度融合，重塑了管理流程，參建各方體驗到了方便與高效；構建起安全、質量、進度、投資四大業(yè)務管控場景，基本達到“能看、能管、能預測、能預警、能提醒、能追溯”的目標。

引江補漢工程是南水北調(diào)集團發(fā)展新質生產(chǎn)力的一個試驗場，各類創(chuàng)新在這里應用實踐，鑄造國家優(yōu)質工程。數(shù)字孿生引江補漢也是在南水北調(diào)后續(xù)工程上的一個試驗場，作為工程建設全生命周期的試點項目，構建起預報、預警、預演、預案（以下簡稱“四預”）應用體系，助力工程建設“安全、降本、增效”。

這個創(chuàng)新應用的理想試驗場是如何鑄就的呢？

為何試點

“引江補漢工程承載了水利人的使命和夢想！”中國工程院院士、引江補漢工程總設計師鈕新強說，中線一期工程通水后，受水區(qū)現(xiàn)狀人口、經(jīng)濟發(fā)展已超過原規(guī)劃2030年水平，南水供水地位由輔變主、目標達效由慢變快、需求依賴由弱變強。

未雨綢繆，南水北調(diào)后續(xù)工程建設迫在眉睫！在黨中央、國務院的堅強領導下，中線引江補漢工程規(guī)劃設計建設駛入快車道。2022年7月7日，中線引江補漢工程開工建設，拉開全面推進南水北調(diào)后續(xù)工程高質量發(fā)展的帷幕。

引江補漢工程從長江三峽庫區(qū)引水入漢江，輸水線路總長194.7公里，多年平均調(diào)水量為39億立方米，設計引水流量170—212立方米每秒。工程實施后，將增加中線一期工程北調(diào)水量，同時向漢江中下游、引漢濟渭工程及沿線補水，緩解漢江流域水資源供需矛盾問題。

引江補漢工程具有大埋深、長線路、大洞徑等技術特點和“高地應力、高水壓、高巖石強度，斷層多、地下水多、軟巖多”等地質難點，是我國調(diào)水工程建設極具挑戰(zhàn)性的項目之一。

如何確保引江補漢工程安全、質量、進度和投資，促進我國重大基礎設施技術創(chuàng)新能力的提升？加快推進數(shù)字孿生引江補漢工程是關鍵。

當前，我國已經(jīng)進入數(shù)字經(jīng)濟時代。推進數(shù)字孿生流域建設是貫徹落實黨中央、國務院重大決策部署的明確要求，也是適應現(xiàn)代信息技術發(fā)展形勢強化流域治理管理的迫切要求。

“用新技術提升傳統(tǒng)施工作業(yè)，促進水利工程建設施工產(chǎn)業(yè)高端化、智能化、綠色化?！敝袊纤闭{(diào)集團黨組希望通過推進“四預”系統(tǒng)全面應用，打造引調(diào)水工程數(shù)字孿生樣板，深度融合應用創(chuàng)新技術及智能裝備，形成新質生產(chǎn)力。

如何建設

數(shù)字孿生引江補漢聚焦工程難點問題，均需技術攻關，研發(fā)專業(yè)模型和算法，技術難度大；數(shù)字孿生引江補漢用戶面向90多家參建單位，協(xié)同難度大，系統(tǒng)應用推廣復雜，網(wǎng)絡及數(shù)據(jù)傳輸區(qū)域跨度大……

涌水、突泥是引江補漢工程建設面臨的最大風險。鈕新強認為，施工必須堅持超前地質預報、超前注漿加固、超前支護的“三超前”處置原則。數(shù)字孿生建設可實現(xiàn)對引江補漢工程建設全過程的“四預”功能，為“三超前”處置提供了巨大空間，可有效降低工程建設施工潛在的安全風險。

數(shù)字孿生引江補漢以覆蓋工程全域的5G信息傳輸網(wǎng)為基礎，融合勘察設計成果和施工管理數(shù)據(jù)構建全生命期數(shù)據(jù)底板，建立模型庫和知識庫，實現(xiàn)質量基因追溯、深埋長隧洞施工安全管控、進度仿真及資源優(yōu)化配置和協(xié)同管理數(shù)字化等“四預”應用，形成基于數(shù)字孿生技術的大型水利工程數(shù)字化建設解決方案。

有了建設目標，并不意味著可以一蹴而就。數(shù)字孿生引江補漢是唯一一個處在建設期的數(shù)字孿生水利試點項目，行業(yè)內(nèi)可供借鑒工程案例少。水利部、南水北調(diào)集團聯(lián)合成立了“數(shù)字孿生南水北調(diào)”建設協(xié)調(diào)小組，建立協(xié)同推進機制和巡回督導檢查機制；江漢水網(wǎng)公司董事長、總經(jīng)理擔任數(shù)字孿生引江補漢建設領導小組組長，下設工作專班；成立引江補漢工程數(shù)字化建管系統(tǒng)工作小組，統(tǒng)籌組織數(shù)字化建管系統(tǒng)開發(fā)及推廣應用工作。

先行先試，離不開大膽創(chuàng)新，合力攻關。因此，“9·30”數(shù)字孿生建設專項工作領導小組成立，江漢水網(wǎng)公司和水網(wǎng)智科公司的董事長為組長，下設規(guī)劃設計、系統(tǒng)建設、推廣應用3個小組專班，確保建設目標順利實現(xiàn)。

如何創(chuàng)新

數(shù)字經(jīng)濟是支撐新質生產(chǎn)力蓬勃發(fā)展的重要力量。如何在管理上創(chuàng)新，提升引江補漢工程建設管理能力，江漢水網(wǎng)公司在調(diào)研數(shù)字孿生引江補漢如何建設的同時，開展了工程技術、建設管理、TBM研究、信息化建設、合同管理等重點領域調(diào)研活動。在江漢水網(wǎng)公司上下形成共識：以數(shù)字孿生引江補漢為抓手，提升本質安全水平。強化質量進度投資控制，堅持生態(tài)優(yōu)先理念，爭創(chuàng)優(yōu)質精品工程。向管理要質量、要效益、要發(fā)展。打造核心技術，培養(yǎng)一支高素質專業(yè)化人才隊伍。把“機械化換人、自動化減人、智能化無人”的理念納入出口段樣板工程，在全線推廣隧洞施工智能化。

在出口段安樂河工區(qū)，一個集多功能于一體的數(shù)字孿生智能建造中心引人注目，施工單位充分利用物聯(lián)網(wǎng)、5G、AI和BIM等技術，全力推進數(shù)據(jù)共享和安全、質量智慧管理工作。

通過建造中心平臺，現(xiàn)場物料管理全過程記錄，直觀反映工程進展和形象，展示各類技術方案并生成模型。人員采用實名制，車輛設備安裝軌跡定位系統(tǒng)，通過建立在線實時監(jiān)管平臺，實現(xiàn)了遠程監(jiān)測和預警。

如何推進

“需求牽引、應用至上、數(shù)字賦能、提升能力”，這是數(shù)字孿生引江補漢工程成敗的關鍵。

江漢水網(wǎng)公司建立協(xié)同配合的工作推進機制，建立日報、周協(xié)調(diào)、月調(diào)度、專題會商工作機制，將數(shù)字孿生建設納入重要督辦事項，建立工作清單，明確責任人、時間節(jié)點、標準要求，掛圖作戰(zhàn)。

推進數(shù)字孿生引江補漢迫切需要開闊視野，學習交流。為此，江漢水網(wǎng)公司先后與行業(yè)先進單位、類似項目、高校、科研院所等交流研討50余次，吸收先進經(jīng)驗，逐步明確了自己的建設方案、技術路徑、推廣應用。

2023年，參建各方先后開展三次集中攻關，形成了BIM+GIS+業(yè)務數(shù)據(jù)融合可視化技術，研發(fā)出工程建設專業(yè)模型庫，打造了工程建設孿生應用場景，初步建成引江補漢工程數(shù)字孿生1.0版本。

如何應用

只有廣泛應用，數(shù)字孿生引江補漢才具備長久的生命力。

江漢水網(wǎng)公司信息機電部負責人陶少雄總結了系統(tǒng)應用成果，一是建立了復雜地質條件下大直徑深埋長隧洞施工安全動態(tài)管控體系，以掌子面為中心，匯聚各階段可能面臨的安全風險，通過預測數(shù)據(jù)輔助管理決策，規(guī)避地災風險。二是基于多源異構數(shù)據(jù)構建工程數(shù)字基因庫，實現(xiàn)質量態(tài)勢的“可分析、可追溯、可復演”。三是打造長距離多作業(yè)面隧洞施工進度仿真與動態(tài)資源配置體系，可以通過數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)進度的自動分析自動預警，替代過去的人工計算，為精準管控進度提供依據(jù)。四是構建覆蓋全要素貫穿全流程的投資動態(tài)管控體系，把投資控制工作前移到了事前和事中，徹底改變了過去投資事后控制的被動狀態(tài)。五是實現(xiàn)基于電子簽章技術的業(yè)務協(xié)同無紙化，提高了各項業(yè)務的審批效率。

千里之外，登錄一臺電腦就能察看工程現(xiàn)場，調(diào)閱數(shù)據(jù)指標，動態(tài)分析工程建設全過程數(shù)據(jù)，工程建設全過程實現(xiàn)了可追溯、可分析、可復演。隨著成果的廣泛應用，目前引江補漢工程已經(jīng)形成5項技術標準，5項軟件著作權，申報并受理了1項發(fā)明專利，為建設期數(shù)字孿生引江補漢工程建設提供了支撐。

在引江補漢工程二標2號支洞，機械化自動化智能化連續(xù)作業(yè)實現(xiàn)了“兩天三循環(huán)”，一天平均進尺達3.5米，與過去人工作業(yè)相比，進度提高了五到六倍。

江漢水網(wǎng)公司建管三部副主任張建偉說，引江補漢工程八標在鋼構綜合加工廠率先引進了自動化流水生產(chǎn)線，智能化的機械臂替代了過去需要三十多人完成的加工操作，不僅提高了產(chǎn)品精度和質量，提高了生產(chǎn)效率，還實現(xiàn)了本質安全。

在江漢水網(wǎng)公司的創(chuàng)新管理引領下，引江補漢工程各施工標段對標對表新質生產(chǎn)力，強化工地試驗室、混凝土拌合站和砂石料系統(tǒng)的高標準投入，從規(guī)劃設計到施工，更加注重自動化、智能化和綠色化，為控制好工程施工質量打下了堅實基礎。

未來如何

發(fā)展新質生產(chǎn)力，推進數(shù)字孿生引江補漢，最終要靠人才。在南水北調(diào)集團2024年科技創(chuàng)新大會上，重點表彰了2023年度南水北調(diào)科學技術進步獎和科技領軍人才、青年科技英才，釋放了積極信號。

2023年11月，引江補漢工程勘察設計數(shù)字孿生應用項目榮獲“智水杯”水工程BIM應用大賽“勘測設計組金獎”，這項應用項目針對引江補漢工程輸水隧洞穿越地層眾多、地質條件復雜，設計方案需動態(tài)調(diào)整的關鍵問題，通過數(shù)字賦能，將設計工期從1年半壓縮至半年，滿足了項目開工要求。

2024年1月9日，南水北調(diào)國家水網(wǎng)工程建設全國引領性勞動和技能競賽在引江補漢工程啟動，引江補漢工程成為集中鍛煉人才、重點培養(yǎng)人才、及時發(fā)現(xiàn)人才的理想試驗場，為發(fā)展新質生產(chǎn)力注入了強大的動力。

今后，江漢水網(wǎng)公司將深入推進數(shù)字孿生引江補漢工程建設，大力推進智能建造落地，深度融合應用創(chuàng)新技術及智能裝備，加快形成新質生產(chǎn)力，助力工程建設“安全、降本、增效”。加快工程全域感知網(wǎng)建設，夯實數(shù)據(jù)底板，開展“四預”模型算法攻關，堅持應用至上，持續(xù)優(yōu)化“四預”應用場景。

“南水北調(diào)開新局、國家水網(wǎng)立新功”，引江補漢工程是南水北調(diào)集團技術攻關和重大課題研究的重點區(qū)域重要戰(zhàn)場。隨著深埋長隧洞建設關鍵技術廣泛應用，在引江補漢工程建設高質量發(fā)展的征程上，必將涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀管理干部、一批科技創(chuàng)新人才、一批重大科研成果，為國家水網(wǎng)建設，特別是南水北調(diào)西線工程建設提供管理經(jīng)驗、技術支撐、工程預演和人才保障。