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在2400米的地下,建设实验室有多难?-

发布时间:2024-01-03浏览次数:14

在海拔2400米的锦屏山下,中国锦屏地下实验室二期极深地下极低辐射前沿物理实验设施(即“锦屏大设施”)顺利开始运行。建造地下实验室可不是一件容易的事情,尤其是在此山高水险之处。那么,建造地下实验室的难点在哪里?如何克服呢?

雅砻江公司锦屏地下实验室管理局常务副局长李名川表示:“在建造实验室一期和二期时,我们不仅需要克服隧道施工本身可能带来的岩爆、涌水等问题,还需要综合考虑项目的科研需求,通过多项工程来打造尽可能纯净的地下实验室。”

中建三局锦屏大设施Ⅱ标项目经理王伟曾在2021年9月描述施工现场的情景:“当时现场水雾弥漫,湿度特别大。”

新华社发,锦屏大设施工程建设现场。

深地对于科研来说是优势,但是对于工程建设却是不小的挑战。锦屏山岩体能够隔绝大部分宇宙辐射,但是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,让实验室防水施工变得更加困难。

在面积约10万平方米的洞壁里,防水、防潮、防氡气施工成为当时建设*大的挑战。项目团队进行了大量的试验研究,连续6个多月先后尝试了30多种方案,使用了15种材料,*终开创了“以防为主、以排为辅”的“防水抑氡”工法。王伟表示:“我们使用了共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。”

防水抑氡层图片

这张照片是在锦屏大设施实验厅内,于11月7日拍摄的。照片展现的是一层防水抑氡层。

团队为了达到“更纯净”的目标,在项目建设和实验过程中需要使用各种材料和设备,这些材料和设备**满足严格的低本底辐射要求。这个要求**严苛,因此在筹备阶段,团队遇到了很多的困难。锦屏地下实验室管理局工程技术部主任工程师李宏璧深有感触:“建设初期,我们因为没有符合要求的水泥,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,才重新开始建设工作。”

“低本底材料和设备的控制是极为关键的。”王伟回忆道。整个团队进行了3000多次的低本底辐射检测。

除了锦屏大设施,上海交通大学、中国原子能科学研究院等团队也在实验室二期裸洞里进行着科学实验。这也导致如何同时保证工程建设和科学实验正常进行成为锦屏大设施建设过程中的一大难点。李名川表示。

为了确保上海交大实验顺利进行,二期实验空间施工队利用桥机搭建移动平台施工,历时超过一年才得以完工。“我们克服了一个又一个技术难题,关关难过关关过!”队员王伟表示,他们身上充满了攻坚克难、不屈不挠的精神。

项目团队不遗余力,保证实验室达到世界**水平:引入新风系统,铺设约10公里的新风管道,持续为实验室提供氡含量低的新风,让实验室的“地下工作者”能自由呼吸;开发智能综合管理系统,集成智慧工地系统、BIM协同平台、智能交通与环境监测系统,实现一体化协同应用;雅砻江公司与入驻的科研团队签署入驻协议、安全管理协议、后勤保障协议,为团队提供全方位的服务保障……

11月7日采集到的照片呈现了锦屏大实验室A1厅,该场所设备齐全,包括水系统、电力系统和通风系统。新华社摄影师胥冰洁报道。

如今,世界上*深、*大的深地下实验室正式亮相,为更多的深地实验提供了**的条件。踏入二期实验场所,大型实验设备如聚乙烯屏蔽舱和液氮罐已完备建成。眼前,通行的交通隧道、服务隧道和排水隧道交织相连,将隧道连通于外部。全新的地下城市功能完备,开启科学家们前往宇宙浩渺、展开星际之旅的大门……

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