在2400米的地下,建設(shè)實(shí)驗(yàn)室有多難?
新華社成都12月7日電(記者邢拓、薛晨)7日,中國錦屏地下實(shí)驗(yàn)室二期極深地下極低輻射本底前沿物理實(shí)驗(yàn)設(shè)施(簡稱“錦屏大設(shè)施”)投入科學(xué)運(yùn)行。錦屏地下實(shí)驗(yàn)室位于2400米深的地下,上方是層巒疊嶂的錦屏山,兩岸是奔涌不絕的雅礱江,在此山高水險(xiǎn)之處,建設(shè)一座地下實(shí)驗(yàn)室有多難?難點(diǎn)在哪,如何突破?
“實(shí)驗(yàn)室一期、二期建設(shè),不僅要克服隧道施工本身可能帶來的巖爆、涌水等問題,還要綜合考慮項(xiàng)目的科研需求,通過多項(xiàng)工程來打造‘最純凈’的地下實(shí)驗(yàn)室。”雅礱江公司錦屏地下實(shí)驗(yàn)室管理局常務(wù)副局長李名川告訴記者。
“當(dāng)時(shí)現(xiàn)場水霧彌漫,濕度特別大。”中建三局錦屏大設(shè)施Ⅱ標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理王偉還記得2021年9月剛來到施工現(xiàn)場時(shí)的場景。
深地對科研來說是優(yōu)勢,但對工程建設(shè)卻是不小的挑戰(zhàn)。錦屏山巖體能隔絕大部分宇宙輻射,卻不可避免會產(chǎn)生大量氡氣,氡氣產(chǎn)生的輻射本底將影響實(shí)驗(yàn)精度。而高原環(huán)境下的極深地下洞室復(fù)雜多變,經(jīng)常噴涌而出的地下水,讓實(shí)驗(yàn)室防水施工更加困難重重。
在面積約10萬平米的洞壁里防水、防潮、防氡氣施工成為當(dāng)時(shí)建設(shè)最大難題。
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究:連續(xù)6個(gè)多月,先后采用15種材料開展實(shí)施了30多種方案,開創(chuàng)了“以防為主、以排為輔”的“防水抑氡”工法。“我們使用共10厘米厚的10層材料層層設(shè)防,就像是給整個(gè)實(shí)驗(yàn)室鋪一層‘雞蛋殼’,將氡氣和水擋在實(shí)驗(yàn)空間外面。”王偉說。

這是11月7日在錦屏大設(shè)施實(shí)驗(yàn)廳內(nèi)拍攝的防水抑氡層。新華社記者 胥冰潔 攝
為了追求“更純凈”,項(xiàng)目建設(shè)和實(shí)驗(yàn)所需的各項(xiàng)材料、設(shè)備還需滿足低本底輻射的要求。這一極度嚴(yán)苛的要求,讓團(tuán)隊(duì)在籌備階段遇到了不少難關(guān)。錦屏地下實(shí)驗(yàn)室管理局工程技術(shù)部主任工程師李宏璧對此深有感觸:“建設(shè)初期因?yàn)闆]有合格的水泥,現(xiàn)場一度停工待料7個(gè)月,后來幾家單位聯(lián)合研發(fā)了低本底水泥。”
“材料、設(shè)備低本底的控制是最關(guān)鍵的一環(huán)。”王偉坦言,團(tuán)隊(duì)共進(jìn)行了3000多次的低本底輻射檢測。
實(shí)驗(yàn)室二期建設(shè)過程中,上海交通大學(xué)、中國原子能科學(xué)研究院等團(tuán)隊(duì)也同步在二期裸洞里潛心科研。“如何保障工程建設(shè)與科學(xué)實(shí)驗(yàn)順暢并行,成為錦屏大設(shè)施建設(shè)時(shí)期的一大難點(diǎn)。”李名川說。
在二期上海交大實(shí)驗(yàn)空間,為了保證交大實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行,施工隊(duì)利用橋機(jī)搭建移動平臺施工,前后耗時(shí)一年多才得以完工。“技術(shù)難題一個(gè)接著一個(gè),我們做到了關(guān)關(guān)難過關(guān)關(guān)過。”王偉說,隊(duì)員們身上都有一股攻堅(jiān)克難、鍥而不舍的勁兒。
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)多方面發(fā)力,保障實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)條件達(dá)到世界一流水平:引入新風(fēng)系統(tǒng),通過鋪設(shè)約10公里的新風(fēng)管道,持續(xù)向?qū)嶒?yàn)室供應(yīng)氡含量低的新風(fēng),保障“地下工作者”“自由呼吸”;開發(fā)工程建設(shè)智能綜合管理系統(tǒng),將智慧工地系統(tǒng)、BIM協(xié)同平臺、智能交通與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行一體化協(xié)同,實(shí)現(xiàn)集成應(yīng)用;雅礱江公司與入駐的科研團(tuán)隊(duì)簽訂入駐協(xié)議、安全管理協(xié)議、后勤保障協(xié)議,做好服務(wù)保障工作……

這是11月7日拍攝的錦屏大設(shè)施實(shí)驗(yàn)室A1廳,廳內(nèi)水、電、通風(fēng)系統(tǒng)一應(yīng)俱全。新華社記者 胥冰潔 攝
如今,世界最深、最大的極深地下實(shí)驗(yàn)室正式亮相,將為更多的深地實(shí)驗(yàn)提供一流條件。走進(jìn)二期實(shí)驗(yàn)大廳,聚乙烯屏蔽艙、液氮罐等大型實(shí)驗(yàn)裝置均已建成。身后,一條條交通隧道、服務(wù)隧道、排水隧道有序鋪開,連通隧洞與外界。暢想未來,科學(xué)家們有望在這座功能齊全的“地下城”里窺探浩渺宇宙,走上星際之旅……
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