“水下修复机器人”首次亮相

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未来技术进一步成熟之后，水下修复机器人将成为中国水利水下修复领域专属的“大国重器”。
《瞭望东方周刊》特约撰稿郑柏林、李煜 编辑戴闻名

2025年7月9日，水下修复机器人水下修复试验（马冠群/摄）
2025年10月31日，由中国南水北调集团主办的“首届南水北调先进技术推介会”在河北石家庄召开。会上，由中建八局西南公司（以下简称“西南公司”）研发的“国家骨干水网渠道水下修复机器人”（以下简称“水下修复机器人”）首次公开亮相。
南水北调工程是国家重大战略性基础设施，自通水以来持续安全稳定运行，为京津冀等受水区提供了坚实的水资源保障。随着运行时间的积累，如何确保这一“生命线”工程长期保持最佳状态，特别是在不影响正常输水的前提下，如何实现渠道设施的水下精准修复，成为行业面临的重要技术课题。
为积极响应国家加快构建国家水网主骨架和大动脉的战略布局，攻克南水北调中线工程“不停水运行”的检修难题，西南公司主动担当，研发出水下修复机器人，为国家骨干水网渠道“不停水检修”提供了一种创新性技术路径。
三大突破
水下修复机器人其实是一整套装备，主要由岸上龙门架、主梁、移动横梁、水底承重小车、四自由度调整机构和末端执行器等部分组成。
主梁采用桁架结构，上方安装齿条和导轨，移动横梁通过齿轮齿条传动沿主梁移动，下方为移动和支撑机构，与履带行走机构组成行走体系。末端执行器则包含旧板切割末端执行器、旧板提取末端执行器、新板安装末端执行器、混凝土3D打印末端执行器等，通过快装接头，可实现各功能执行器之间的快速换装。

2025年5月9日，水下修复机器人无水修复测试（马冠群/摄）
这套装备融合了智能修复、水下行走、水下可视化、自动定位四大核心技术，可以一站式完成旧板切割、旧板提取、新板安装、基础面整平、土工膜修复、混凝土3D打印等关键作业，实现“少人化、智能化、不停水”三大突破性应用。
更重要的是，发展水下修复机器人已是行业大势所趋。
从安全层面来看，机器人替代人工水下作业，将大幅降低施工人员安全风险。从经济角度看，单块面板修复费用可控制在一万元以内，较传统工艺成本显著降低。从效率角度看，单块面板修复仅需2-3小时，且支持连续作业。从智能化程度看，依托智能控制系统可实现破损精准修复，且通过自动化操作可大量减少人工需求，大幅提升人均效能。从环境适应性上看，水下修复机器人可适配不同渠坡长度、坡度及复杂水下工况，且作业时占用渠道过水断面小于等于5%，对正常输水效率影响极小。
大国重器
根据国家水网建设有关规划数据，南水北调中线工程贯通长江、淮河、黄河、海河四大流域，总干渠全长1432公里。南水北调东线一期工程调水主干线长达1467公里。作为中线后续水源的引江补汉工程，输水线路总长194.7公里。被誉为四川水网“大动脉”的引大济岷工程，其输水线路总长也达到261公里。
如何对总长数千公里的输水渠道混凝土衬砌面板进行高效、智能的运维，已成为保障国家水安全的核心课题之一。水下修复机器人的成功研发，不仅实现了国内外大型渠道水下修复技术的创新，更将加速推进水利运维行业的智能化转型。
据悉，西南公司研发团队已完成水下修复机器人的加工制造与下水测试，正在系统开展中试工作。
为保障机器人试验与测试工作的顺利开展，西南公司专门在成都市新都区搭建了水网渠道建造修复技术实验室，一比一模拟还原水网渠道真实场景。为充分贴近真实水下环境，实验室中还定制了具备加压和注水功能的深水智能测试设备，能够精准模拟深水环境下的水压条件，最大模拟深度可达30米。
研发团队在实验室完成相关测试后，下一步还计划前往现场进行首次工程应用，并持续推进基于水下不分散混凝土3D打印技术的2.0版本研发。
相信未来技术进一步成熟之后，水下修复机器人将成为中国水利水下修复领域专属的“大国重器”。