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暗物質、中微子、核天體……

身處地底，仰望星空

在地底深處2400米處

我國首個、世界最深的

“極深地下實驗室”項目雛形初現

本期“最項目”為你揭密

由清華大學與雅礱江公司合作共建

中建三局承建“最深”的項目

全球最前沿物理實驗室

——錦屏大設施Ⅱ標項目

何為極低輻射本底？

《三體》中寫道：大自然真是自然的嗎？

對于人類而言，基礎物理的研究是人類文明的基礎。所以即使身如塵埃，但總得有人仰望星空。

現代物理學重大前沿問題主要有暗物質、重核來源、中微子質量、質子衰變等四大類，均需要極低輻射本底的實驗設施。

建立一個極低輻射本底的實驗設施，需要建設輻射環境受控的極深地下實驗空間、高性能的輻射屏蔽裝置和極低本底分析測試平臺，以達到極低輻射本底，供前沿物理實驗開展研究。

由中建三局承建的錦屏地下實驗室就滿足這個條件。該項目位于四川省涼山彝族自治州，錦屏二級水電站錦屏山交通隧道中，地下實驗空間由實驗廳、輔助隧道、服務隧道、連接隧道、排水隧道五部分組成，是國家重大科技基礎設施項目，亦是符合條件的極低輻射本底的實驗室。

地心深處有何乾坤？

萬物皆有裂痕，那是光進來的地方。

科學家們發現，物質之外還有暗物質。而“光”正是找到兩者關系的智慧和文明，而建設極低輻射本底的實驗設施正是“追光”的開始。

世界上的極深地實驗室大多利用礦井和隧道，錦屏地下實驗室也是如此。錦屏地下實驗室位于錦屏水電站當時開挖的，用于運送建設物質的交通隧道中部。多年前，清華大學一名教授看到錦屏山隧道貫通的新聞，正苦苦為實驗室選址的他眼前一亮，立即率隊考察，確定這是建設深地實驗室研究暗物質的絕佳場所。隨后，清華大學和雅礱江流域水電開發有限公司共同開發建設中國錦屏地下實驗室，項目相繼被列入國家十三五、十四五規劃中國家重大科技基礎設施項目。

建設者們先是在隧道最深處重新開挖出14萬立方米、空間容積達30萬立立米的一個巨大空間，距離地表最深達2400米，是真正的地心深處。

在此空間中建設的總建筑面積約4萬平方米的地下實驗空間，主要由4個實驗廳、兩條分別長約1公里的輔助隧道以及服務隧道、連接隧道、排水隧道五部分組成。

這樣的任務，對于習慣了修建高樓、路橋的項目團隊來說是破天荒第一次。

何為“三無”和“三防”？

世上本沒有公式，證明得多了就成了公式。

建筑學和物理學一樣，理論成果都建立在試驗之上。既然這樣的工程在國內沒有先例，也沒有什么可借鑒的工法和標準，那么就得依靠團隊自己去探索。

最初，中建三局西南公司的團隊還為能參與這樣的項目感到興奮。項目經理王偉率團隊從西昌出發，在大山中驅車兩個多小時，越走越荒涼、越走越偏僻。來到幽深黑暗的隧道口前，仿佛面對一個不可知的“黑洞”。眾人心頭一沉，興奮慢慢變成了忐忑。

圖為團隊項目經理王偉

這支平均年齡不到30歲的年輕團隊從一開始就遇到了麻煩，隧道中濕氣特別大。他們第一個艱巨任務是對面積約10萬平米的洞壁進行防水、防潮、防氡氣施工。

王偉總結為：三無和三防。因為隧道中富含地下水，一年四季的濕度都高達90%-100%，雖然錦屏山巖體能最大限度隔絕宇宙輻射，但仍不可避免會產生“氡氣”，將影響實驗精度，必須采取措施抑制。問題在于：誰也不知道怎么做。

既然不知道怎么做，那就試著做。

項目團隊從去年9月份進場以來，采用不同的材料、不同的工序反復試驗，做了100多個樣板并施作了約450平方米的試驗段，前后持續時間6個月。

這是一段“暗無天日”的時間，一是遲遲找不到解決辦法和成熟的施工方案。二來洞中封閉壓抑。長期在洞中工作，會讓人產生焦慮、迷惘、自我否定等消極情緒。即使是公認樂觀堅強的李志強也是如此，多次產生了想逃離的想法。

關鍵時刻，項目黨支部起到了關鍵作用，班子帶頭進入隧道，一對一做思想工作，進行心理輔導，設立專門的地底休息室，在業主方支持下還給通上了4G網絡。王偉多次對團隊說：“都說咱們三局沒有干不了的工程，難道在這個項目我們就破了不敗金身？”

項目成立攻堅小組，在清華大學、錦屏地下實驗室管理局、監理單位和設計單位的支持配合下，開展技術攻關。

圖為盧國彪與團隊在現場解決問題

咬牙堅持，反復試驗，在各方共同努力下，經過不懈努力，終于在2022年春節找到了“三防”解決方法，并形成了自己獨創的工法。項目技術總工譚雷介紹說，防水抑氡節點處理最重要的就是“堵+防”。整個“防水抑氡”工程結構層分為三個部分：以凹凸排水板復合片材為主的防排水層、以纖維素纖維低本底混凝土為主的噴錨層、以聚氨酯膠泥為主的防水裝飾層。而工序多達10道，極其繁瑣。比如需要打入4萬多根錨桿、安裝一種特殊材質的防水板、安裝鋼絲網、噴涂混凝土等。

項目生產經理盧國彪自豪地說：“這樣的工藝，目前全國只有我們團隊可以！”

誰是“地下工作者”？

要么給黑暗以光明，要么被黑暗吞噬，他們別無選擇。

黑暗的隧道、壓抑的空間，加上各種機械產生的尾氣和噪聲讓建設者們幾乎崩潰。團隊每天天不亮就進洞，下班出洞時已經天黑了。如果想出去透口氣，距離洞口竟然達9公里，進出一趟得一個多小時，被稱為用時最長的透氣。

正所謂洞中無甲子，寒盡不知年。轉眼半年過去了，大家也就慢慢習慣了。盧國彪笑稱大家都是“地下工作者”，偶爾閑暇不需要進洞，可以看到陽光或綠樹，盧國彪和李志強都感覺重生般的幸福。

然而“防水抑氡”目前進展順利，但這只是第一階段工程，還有無數難題在等著他們。王偉總結，任務有“四高加四難”。

四高：“防水抑氡”低本底要求高、潔凈空間工藝要求高、聚乙烯屏蔽倉質量要求高、液氮罐部位施工穿插及防護要求高。

四難：施工期間運營中實驗設備的防護和運營保障難，施工防火防汛管理難，洞內作業和組織難，作業環境舒適性差、作業人員組織難。

其實難點遠遠不只這些，比如怎樣實現實驗室中潔凈等級高達千級甚至百級潔凈室要求、如何組織鋼結構工程吊裝、如何保證材料運輸及施工在狹小洞中空間無縫對接、如何在高潮濕環境下修建用電用水中心等。一些在平常施工中根本不是問題的問題層出不窮，工長李志強說：“幾乎每時每刻都在面對各種各樣的困難和問題，挺過來就是真正的漢子！”

但王偉表示，盡管任務艱巨，但是有信心如期完成。因為他們正在進行著一項特別有意義、特別有成就感的工作。即使身處地底，并不妨礙他們心懷夢想、仰望星辰！

這個工程的建成將極大提高我國重大前沿物理問題研究水平，并將提高人類微觀世界探索能力和自然界基本規律認知水平。

因為，宇宙很大，夢想很遠，人類文明進步的腳步永不停歇。