暗物质、中微子、核天体……

身处地底，仰望星空

在地底深处2400米处

我国首个、世界最深的

“极深地下实验室”项目雏形初现

本期“最项目”为你揭密

由清华大学与雅砻江公司合作共建

中建三局承建“最深”的项目

全球最前沿物理实验室

——锦屏大设施Ⅱ标项目

何为极低辐射本底？

《三体》中写道：大自然真是自然的吗？

对于人类而言，基础物理的研究是人类文明的基础。所以即使身如尘埃，但总得有人仰望星空。

现代物理学重大前沿问题主要有暗物质、重核来源、中微子质量、质子衰变等四大类，均需要极低辐射本底的实验设施。

建立一个极低辐射本底的实验设施，需要建设辐射环境受控的极深地下实验空间、高性能的辐射屏蔽装置和极低本底分析测试平台，以达到极低辐射本底，供前沿物理实验开展研究。

由中建三局承建的锦屏地下实验室就满足这个条件。该项目位于四川省凉山彝族自治州，锦屏二级水电站锦屏山交通隧道中，地下实验空间由实验厅、辅助隧道、服务隧道、连接隧道、排水隧道五部分组成，是国家重大科技基础设施项目，亦是符合条件的极低辐射本底的实验室。

地心深处有何乾坤？

万物皆有裂痕，那是光进来的地方。

科学家们发现，物质之外还有暗物质。而“光”正是找到两者关系的智慧和文明，而建设极低辐射本底的实验设施正是“追光”的开始。

世界上的极深地实验室大多利用矿井和隧道，锦屏地下实验室也是如此。锦屏地下实验室位于锦屏水电站当时开挖的，用于运送建设物质的交通隧道中部。多年前，清华大学一名教授看到锦屏山隧道贯通的新闻，正苦苦为实验室选址的他眼前一亮，立即率队考察，确定这是建设深地实验室研究暗物质的绝佳场所。随后，清华大学和雅砻江流域水电开发有限公司共同开发建设中国锦屏地下实验室，项目相继被列入国家十三五、十四五规划中国家重大科技基础设施项目。

建设者们先是在隧道最深处重新开挖出14万立方米、空间容积达30万立立米的一个巨大空间，距离地表最深达2400米，是真正的地心深处。

在此空间中建设的总建筑面积约4万平方米的地下实验空间，主要由4个实验厅、两条分别长约1公里的辅助隧道以及服务隧道、连接隧道、排水隧道五部分组成。

这样的任务，对于习惯了修建高楼、路桥的项目团队来说是破天荒第一次。

何为“三无”和“三防”？

世上本没有公式，证明得多了就成了公式。

建筑学和物理学一样，理论成果都建立在试验之上。既然这样的工程在国内没有先例，也没有什么可借鉴的工法和标准，那么就得依靠团队自己去探索。

最初，中建三局西南公司的团队还为能参与这样的项目感到兴奋。项目经理王伟率团队从西昌出发，在大山中驱车两个多小时，越走越荒凉、越走越偏僻。来到幽深黑暗的隧道口前，仿佛面对一个不可知的“黑洞”。众人心头一沉，兴奋慢慢变成了忐忑。

图为团队项目经理王伟

这支平均年龄不到30岁的年轻团队从一开始就遇到了麻烦，隧道中湿气特别大。他们第一个艰巨任务是对面积约10万平米的洞壁进行防水、防潮、防氡气施工。

王伟总结为：三无和三防。因为隧道中富含地下水，一年四季的湿度都高达90%-100%，虽然锦屏山岩体能最大限度隔绝宇宙辐射，但仍不可避免会产生“氡气”，将影响实验精度，必须采取措施抑制。问题在于：谁也不知道怎么做。

既然不知道怎么做，那就试着做。

项目团队从去年9月份进场以来，采用不同的材料、不同的工序反复试验，做了100多个样板并施作了约450平方米的试验段，前后持续时间6个月。

这是一段“暗无天日”的时间，一是迟迟找不到解决办法和成熟的施工方案。二来洞中封闭压抑。长期在洞中工作，会让人产生焦虑、迷惘、自我否定等消极情绪。即使是公认乐观坚强的李志强也是如此，多次产生了想逃离的想法。

关键时刻，项目党支部起到了关键作用，班子带头进入隧道，一对一做思想工作，进行心理辅导，设立专门的地底休息室，在业主方支持下还给通上了4G网络。王伟多次对团队说：“都说咱们三局没有干不了的工程，难道在这个项目我们就破了不败金身？”

项目成立攻坚小组，在清华大学、锦屏地下实验室管理局、监理单位和设计单位的支持配合下，开展技术攻关。

图为卢国彪与团队在现场解决问题

咬牙坚持，反复试验，在各方共同努力下，经过不懈努力，终于在2022年春节找到了“三防”解决方法，并形成了自己独创的工法。项目技术总工谭雷介绍说，防水抑氡节点处理最重要的就是“堵+防”。整个“防水抑氡”工程结构层分为三个部分：以凹凸排水板复合片材为主的防排水层、以纤维素纤维低本底混凝土为主的喷锚层、以聚氨酯胶泥为主的防水装饰层。而工序多达10道，极其繁琐。比如需要打入4万多根锚杆、安装一种特殊材质的防水板、安装钢丝网、喷涂混凝土等。

项目生产经理卢国彪自豪地说：“这样的工艺，目前全国只有我们团队可以！”

谁是“地下工作者”？

要么给黑暗以光明，要么被黑暗吞噬，他们别无选择。

黑暗的隧道、压抑的空间，加上各种机械产生的尾气和噪声让建设者们几乎崩溃。团队每天天不亮就进洞，下班出洞时已经天黑了。如果想出去透口气，距离洞口竟然达9公里，进出一趟得一个多小时，被称为用时最长的透气。

正所谓洞中无甲子，寒尽不知年。转眼半年过去了，大家也就慢慢习惯了。卢国彪笑称大家都是“地下工作者”，偶尔闲暇不需要进洞，可以看到阳光或绿树，卢国彪和李志强都感觉重生般的幸福。

然而“防水抑氡”目前进展顺利，但这只是第一阶段工程，还有无数难题在等着他们。王伟总结，任务有“四高加四难”。

四高：“防水抑氡”低本底要求高、洁净空间工艺要求高、聚乙烯屏蔽仓质量要求高、液氮罐部位施工穿插及防护要求高。

四难：施工期间运营中实验设备的防护和运营保障难，施工防火防汛管理难，洞内作业和组织难，作业环境舒适性差、作业人员组织难。

其实难点远远不只这些，比如怎样实现实验室中洁净等级高达千级甚至百级洁净室要求、如何组织钢结构工程吊装、如何保证材料运输及施工在狭小洞中空间无缝对接、如何在高潮湿环境下修建用电用水中心等。一些在平常施工中根本不是问题的问题层出不穷，工长李志强说：“几乎每时每刻都在面对各种各样的困难和问题，挺过来就是真正的汉子！”

但王伟表示，尽管任务艰巨，但是有信心如期完成。因为他们正在进行着一项特别有意义、特别有成就感的工作。即使身处地底，并不妨碍他们心怀梦想、仰望星辰！

这个工程的建成将极大提高我国重大前沿物理问题研究水平，并将提高人类微观世界探索能力和自然界基本规律认知水平。

因为，宇宙很大，梦想很远，人类文明进步的脚步永不停歇。