新华社成都12月7日电(记者邢拓、薛晨)7日,中国锦屏地下实验室二期极深地下极低辐射本底前沿物理实验设施(简称“锦屏大设施”)投入科学运行。锦屏地下实验室位于2400米深的地下,上方是层峦叠嶂的锦屏山,两岸是奔涌不绝的雅砻江,在此山高水险之处,建设一座地下实验室有多难?难点在哪,如何突破?
“实验室一期、二期建设,不仅要克服隧道施工本身可能带来的岩爆、涌水等问题,还要综合考虑项目的科研需求,通过多项工程来打造‘最纯净’的地下实验室。”雅砻江公司锦屏地下实验室管理局常务副局长李名川告诉记者。
“当时现场水雾弥漫,湿度特别大。”中建三局锦屏大设施Ⅱ标项目经理王伟还记得2021年9月刚来到施工现场时的场景。
深地对科研来说是优势,但对工程建设却是不小的挑战。锦屏山岩体能隔绝大部分宇宙辐射,却不可避免会产生大量氡气,氡气产生的辐射本底将影响实验精度。而高原环境下的极深地下洞室复杂多变,经常喷涌而出的地下水,让实验室防水施工更加困难重重。
在面积约10万平米的洞壁里防水、防潮、防氡气施工成为当时建设最大难题。
项目团队进行了大量的试验研究:连续6个多月,先后采用15种材料开展实施了30多种方案,开创了“以防为主、以排为辅”的“防水抑氡”工法。“我们使用共10厘米厚的10层材料层层设防,就像是给整个实验室铺一层‘鸡蛋壳’,将氡气和水挡在实验空间外面。”王伟说。
为了追求“更纯净”,项目建设和实验所需的各项材料、设备还需满足低本底辐射的要求。这一极度严苛的要求,让团队在筹备阶段遇到了不少难关。锦屏地下实验室管理局工程技术部主任工程师李宏璧对此深有感触:“建设初期因为没有合格的水泥,现场一度停工待料7个月,后来几家单位联合研发了低本底水泥。”
“材料、设备低本底的控制是最关键的一环。”王伟坦言,团队共进行了3000多次的低本底辐射检测。
实验室二期建设过程中,上海交通大学、中国原子能科学研究院等团队也同步在二期裸洞里潜心科研。“如何保障工程建设与科学实验顺畅并行,成为锦屏大设施建设时期的一大难点。”李名川说。
在二期上海交大实验空间,为了保证交大实验顺利进行,施工队利用桥机搭建移动平台施工,前后耗时一年多才得以完工。“技术难题一个接着一个,我们做到了关关难过关关过。”王伟说,队员们身上都有一股攻坚克难、锲而不舍的劲儿。
项目团队多方面发力,保障实验室各项条件达到世界一流水平:引入新风系统,通过铺设约10公里的新风管道,持续向实验室供应氡含量低的新风,保障“地下工作者”“自由呼吸”;开发工程建设智能综合管理系统,将智慧工地系统、BIM协同平台、智能交通与环境监测系统进行一体化协同,实现集成应用;雅砻江公司与入驻的科研团队签订入驻协议、安全管理协议、后勤保障协议,做好服务保障工作……
如今,世界最深、最大的极深地下实验室正式亮相,将为更多的深地实验提供一流条件。走进二期实验大厅,聚乙烯屏蔽舱、液氮罐等大型实验装置均已建成。身后,一条条交通隧道、服务隧道、排水隧道有序铺开,连通隧洞与外界。畅想未来,科学家们有望在这座功能齐全的“地下城”里窥探浩渺宇宙,走上星际之旅……
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