近日，三峡集团科学技术研究院正高级工程师李文伟荣获第十六届光华工程科技奖。笔者带您走进著名坝工混凝土专家、光华工程科技奖获得者李文伟的科研之路。

长江奔涌，群坝巍然。

从三峡到向家坝、溪洛渡，再到乌东德、白鹤滩，五座世界级巨型水电站梯级矗立于长江干流，守护江河安澜、赋能绿色发展。在这些国之重器背后，有一位与大坝混凝土打了近四十年交道的工程科技工作者——李文伟。

四十年来，他始终扎根重大工程建设一线，带领团队围绕大坝混凝土耐久、抗裂和抗冲磨等关键技术持续攻关，推动我国坝工混凝土技术实现两次重要跨越：以三峡工程为代表，推动大坝混凝土由“强度主导”向“耐久主导”转变；以金沙江乌东德、白鹤滩水电站为代表，实现特高拱坝全坝无裂缝、巨型泄洪洞无裂无缺。

在同事眼中，他有一股“不把问题研究透不罢休”的韧劲；在重大技术路线选择面前，他“性子比混凝土还硬”。而在李文伟看来，自己所做的一切，都源于一个朴素的愿望——把大坝建得更牢、更安全、更长寿。

心怀水利梦想，与三峡结下一生之缘

李文伟出生于湖南湘乡，家乡紧邻韶山。小时候，他常听长辈讲起韶山灌区建设的故事。长辈谈起参加义务劳动时流露出的光荣与自豪，让年少的李文伟意识到，水利工程不仅能够改变山河，也能够造福百姓。从那时起，投身水利事业的种子便在他心中悄然生根。

高考填报志愿时，他选择了武汉水利电力学院治河专业。一次，他听同学的父亲讲起参观葛洲坝工程的经历。长江第一坝的壮阔场景和建设者的自豪，让他萌生了一个强烈愿望：有朝一日，自己也要参与这样的重大工程。

1986年，三峡集团前身——三峡总公司筹建处到学校招聘。听说未来将参与三峡工程建设，即将毕业的李文伟毫不犹豫地报了名。怀着对世纪工程的向往，李文伟成为万千三峡建设者中的一员。

▲ 20世纪90年代，李文伟（右）与专家交流技术问题

攻坚三峡，推动大坝从“高强度”迈向“高耐久”

混凝土是大坝最主要的建筑材料，直接关系工程质量和使用寿命。

三峡大坝为200米级高重力坝，混凝土方量达1610万立方米。工程体量巨大、浇筑强度高、技术指标严，如何在大规模、高强度施工条件下保障混凝土质量，如何让大坝经受长期水压、温度变化和复杂环境作用，是工程建设必须回答的问题。

在老专家指导下，李文伟组织团队系统调查国内已建大坝的运行状况，研究国内外上万组长龄期混凝土试验数据和工程实测资料，并在三峡工程现场开展大量材料试验和工程验证。

经过持续研究，团队提出大坝混凝土设计应从“强度主导”转向“耐久主导”，从材料配制、设计方法、施工控制到长期评价，构建系统性的耐久保障体系。

在水泥材料研究中，团队把目光投向了当时还被视为“有害成分”的氧化镁。氧化镁水化反应较慢，含量过高时会导致混凝土硬化后继续膨胀，影响混凝土体积稳定性，甚至引发开裂。按照传统认知，水泥中的氧化镁含量应尽可能降低。但李文伟和团队逆向思考：能否利用氧化镁的微膨胀特性补偿混凝土收缩，从而降低开裂风险？

这一设想与传统技术路线不同，也引发了不少质疑。面对争议，李文伟没有停留在理论讨论中，而是在试验中寻找答案。

历经数年探索，李文伟和团队最终确定，氧化镁含量精准控制在3.5%至5.0%范围内时，混凝土的抗裂效果最佳。

1997年，在三峡工程一次混凝土技术方案论证会上，李文伟拿出了系统的试验结果。扎实的数据最终说服了专家，团队研发的高耐久混凝土技术在三峡大坝建设中得到应用。

从“高强度、高速度”迈向“高耐久、高质量”，这不仅是设计理念的变化，更带动了材料、配合比、施工和质量评价方法的系统革新。团队建立的200米级重力坝高耐久性保障关键技术，为三峡大坝高质量建成和长期安全运行奠定了坚实基础，也成为我国坝工混凝土技术的一次重要跨越。

磨剑金沙江，打破“无坝不裂”的行业难题

三峡工程之后，我国水电开发逐步向长江上游和西南地区推进，一批世界级巨型水电站相继开工建设。

与三峡相比，乌东德、白鹤滩等工程坝体更高、河谷更窄、环境条件更加严酷。两座工程均采用近300米级特高拱坝，所在区域昼夜温差大、气候干热，混凝土温控防裂难度极高；与此同时，巨型泄洪洞内水流速度可达每秒50米级，混凝土还要承受高强度的空蚀和冲磨。

大坝开裂和泄洪洞空蚀冲磨，是影响工程安全和耐久性的重大隐患，也是世界坝工领域长期未能彻底解决的难题。“无坝不裂”，一度被视为行业难以摆脱的“魔咒”。

李文伟认为，要解决大体积混凝土开裂问题，不能等到裂缝出现后再修补，必须从材料源头降低风险。

围绕“低热、早强、微膨”协同匹配这一目标，李文伟带领团队从“九五”至“十三五”持续攻关，通过优化水泥矿物组成、调控水化反应速率、重构材料性能，研发出微膨胀低热水泥及高抗裂混凝土，解决了低热水泥早期强度低、生产稳定性不足和工程应用受限等难题。

新产品研制成功，只是第一步。真正困难的是让它从实验室走到重大工程大规模应用。

基于对技术路线的信心，团队在三峡集团支持下逐步推进工程应用：低热水泥混凝土技术的研发与应用起步于三峡工程，先在三峡工程临时建筑部位试用，再在向家坝、溪洛渡部分工程中局部应用，随后根据现场反馈不断改进材料性能和施工工艺，最终，低热水泥混凝土技术在乌东德、白鹤滩巨型水电站全面应用，特别是首次实现了在两座300米级特高拱坝全坝应用。从发明、试用到局部应用，再到全面应用，前后历经十余年。

材料创新也带动了设计方法、温控技术、施工工艺、生产装备和质量控制的全面革新。李文伟团队进一步建立了高抗裂混凝土设计、生产、施工和全过程质量控制技术，形成300米级特高拱坝高抗裂保障关键技术体系。

乌东德、白鹤滩两座特高拱坝至今未发现裂缝，打破了“无坝不裂”的行业魔咒；巨型泄洪洞群也经受住了最大流速达每秒55米的泄洪检验，未出现空蚀磨损和开裂现象，达到了“体型精准、平顺光滑、抗冲耐磨、无裂无缺”的精品工程目标。

2023年4月，白鹤滩大坝进行第六次取芯检查。一根长达36.74米的完整芯样被缓缓取出，刷新了大坝混凝土取芯纪录。芯样越完整，说明大坝混凝土层间结合越好、内部质量越高。现场响起的欢呼声，是对多年技术坚守最直接的回应。至此，我国坝工混凝土技术实现第二次重要跨越。

▲ 白鹤滩大坝36.74米芯样

向新而行，为百年工程注入更多科技力量

对于李文伟来说，大坝建成并不意味着研究结束。

“混凝土也是有生命的，有孕育、成长的过程。我们必须像对待孩子一样去培育它、养护它，让它‘强身健体’，在它成长过程中，还需要加强保护。”

围绕重大水工程长期安全运行需求，李文伟和团队正在策划实施“百年混凝土工程计划”，持续跟踪研究大坝混凝土性能演变，并通过在已建工程中布设传感器，实时监测混凝土温度、湿度、应力等参数，为大坝全生命周期管理提供科学依据。

依托三峡集团科学技术研究院和水工程材料与应用技术湖北省重点实验室，团队还在推动人工智能、大数据和智能感知技术与传统混凝土研究深度融合，探索混凝土配合比智能设计、施工质量动态调控、性能智能预测和服役状态评估。

李文伟期待，未来的混凝土不仅能够做到高强、耐久和抗裂，还可以更加智慧，具备状态感知、风险预警甚至自我修复等功能，让混凝土真正“活”起来。

与此同时，他和团队已将研究视野拓展至高原高海拔、海洋工程等更加严酷的服役环境，围绕高抗裂耐久混凝土、超高性能混凝土和新型水工程材料开展新一轮科技攻关，为国家重大基础设施建设和重大工程安全运行提供技术支撑。

江河奔涌，创新不息。李文伟和他的团队仍将以大坝为纸、以创新为笔，把更多科技成果写在祖国江河之上，为国之重器长期安全稳定运行强基固本。（杨华美）