点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:走进世界最深地下实验室
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

走进世界最深地下实验室

来源:科技日报2023-01-19 09:53

  2400米埋深下,四川省凉山彝族自治州锦屏山内部,33万立方米的实验空间正在显露它的雏形。

  沿着隧道向山体内行驶十多分钟,就能到达正在施工中的中国锦屏地下实验室二期。春节前夕,这里粗糙的岩壁已经变了样——呈米黄色,仿佛覆上了一层光滑的乳胶,但仍保留着原始凹凸不平的质感。

  “现在整个效果出来了,心里踏实了一些。”长期坚守在建设现场的锦屏地下实验室管理局常务副局长李名川向记者感慨道。防水抑氡低本底洁净洞室(以下简称防水抑氡)工程,是这个世界最深地下实验室土建工程的最大难点之一。现在,这艰难的第一步,已经走成。

  给洞壁穿上三层衣服

  国家“十四五”重大科技基础设施中国锦屏地下实验室(以下简称锦屏实验室)由清华大学和国投集团雅砻江水电共同建设。建成后,原有的4000立方米实验空间将得到极大拓展,可用于暗物质、中微子、核天体物理、深地岩石力学、深地医学等前沿基础科学研究。

  高埋深,是锦屏实验室得天独厚的优势。这里岩石覆盖厚度约2400米,屏蔽了绝大部分宇宙射线,是进行前沿物理探索的绝佳场所。

  但是,水成为棘手的问题。

  岩体内地下水量大,渗透性强,地下洞室渗漏点较多且分布无规律。而且,岩体自身及岩壁渗水中会持续析出一种气体——氡气。氡气具有强烈放射性,会对实验探测装置形成干扰。

  所以,必须要在这里进行排水引流,并给每一面都罩上完整屏障。

  为了尽量降低施工材料自身辐射带来的影响,就得减少水泥使用量。锦屏实验室放弃了地下洞室施工时常用到的混凝土衬砌,选择直接在凹凸不平的表面上采用薄层喷锚结构,将施工层“挂”“贴”上去。

  1月16日,锦屏地下实验室管理局工程技术部主任工程师李宏璧来到1号辅助隧道尾端,这里正在进行防水抑氡工程的收尾工作。“你看,这一处洞壁是米黄色的,很细腻,近看还反着光。”他用手摸了一下洞壁说,“还很光滑。这就是用防水抑氡装饰面层处理的。”

  李宏璧对记者介绍道,防水抑氡层的设计构造主要分为排水防水层、结构层与面层。“在完成支护的洞壁上,用锚杆、膨胀螺栓固定的方式铺设排水板,然后喷涂一层3毫米厚的速凝液体橡胶防水涂料,形成致密连续具有弹性和防水能力的涂膜层;排水防水层为柔性,需要在其后部挂设钢筋网,喷涂掺纤维素的混凝土进行稳固和保护,这就是结构层;结构层之上是装饰面层,喷涂特制的聚合物水泥砂浆,进行表面打磨,再喷射聚氨酯胶泥、面漆、清漆,使洞壁光滑、耐磨、易清洁。”

  其实,国内外均没有这样的施工先例,设计团队和相关专家在充分研究、多次研讨和试验后,才最终确定下这样的施工方案——创新性地“穿”上三层“衣服”。

  堵上25万个可能的渗漏点

  三层大结构,内含十层小结构,背后,是反复试错、调整和优化。中建三局大设施项目Ⅱ标总工程师谭雷告诉记者:“整个十层结构,我们已开展了近60次试验。”

  采访过程中,谭雷和李宏璧都提到了一个工程中的难点——堵点。

  锦屏地下实验室的排水防水层使用约20万个膨胀螺栓和5万根锚杆固定在洞壁。这就意味着,有约25万个穿透排水防水层的孔洞。

  “25万个点,即使只有一个点封堵做得不到位,都可能成为隐藏的渗漏点。”走在实验室内,李宏璧仍能回忆起当时的状态——神经时刻紧绷。“因为就算只有几个点出现渗漏也不可接受,采用多严格的标准来要求也不为过。”

  先是研究封堵方法。科研团队花了几个月时间,寻找合适的封堵材料和工艺,做了21项试验,先后试了17种材料。锚杆节点、螺栓节点和排水板焊缝,都要用不同材料和工艺封堵好。密封胶、网格布、涂料……对小小孔隙,也绝不能马虎。

  李宏璧和他的同事,在每次验收前要对每个锚杆节点、螺栓节点、每条焊缝逐一进行检查。这项工作没有可行的自动化、智能化方案,只能采用最原始的办法——靠人力,一个点一个点去查看。“如果有哪个孔洞封堵得不到位,我们会用随身带着的记号笔直接做上标记,写上处理意见。要把这些点一个个全部看完,也考验和锤炼我们的责任心、执行力。”李宏璧说。

  通常情况下,只要不影响车辆正常通行,地下交通隧道里个别地方有水渍也无妨。但在锦屏实验室,则完全不能有。有水,就意味着有氡气,有氡气,就会影响实验。“我们要求的是100%,差一点点也不行。”谭雷说,“一开始,现场工人并不适应这样严苛的要求。我和工人反复沟通、交底。跟他们说,这里未来是国家前沿科技基础设施,是以后你们可以出去吹牛的一个项目。”

  目前,实验室大厅内防水抑氡工程已完工。记者看到,钢结构已经立起,机电设备及管线将在这些结构上“生长”。在实验厅施工现场,折线式桥机的大梁上挂着醒目的蓝底白字条幅:“建设国之重器,助力前沿科技”。这也正是建设者们的初心和使命。

  今年夏天,锦屏实验室二期的土建工作将全部完成。未来,人类将在此拥抱科学的星辰大海。(张盖伦 康 凯)

[ 责编:蔡琳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 寻童心 备高考

  • 山东曹县:发展芦笋产业 赋能乡村振兴

独家策划

推荐阅读
“九章四号”被应用于高效求解高斯玻色采样任务,其计算速度相比当前全球最快的超级计算机快1054倍(即量子优势比为1054),成功建立了国际上最强的量子计算优越性。
2026-05-15 03:15
夏粮收购是全年粮食收购的首战,对于保护种粮农民利益、维护粮食市场平稳运行、保障粮食稳定安全供给具有重要意义。
2026-05-15 03:25
5月14日,我国首座海上移动式多功能措施平台“海洋石油283”(又称“增产一号”)从青岛西海岸新区启运
2026-05-15 03:25
5月14日11时,朱雀二号改进型遥五运载火箭在东风商业航天创新试验区发射升空,运载火箭全程飞行正常,二子级进入预定轨道,飞行试验任务取得圆满成功。
2026-05-15 03:15
自然资源部13日发布的最新找矿成果显示,西藏罗布莎矿区新增铬铁矿资源量73.83万吨,实现矿山深边部找矿突破。找矿团队还在西藏东巧地区首次评价沉积型铬铁矿,新增伴生铬铁矿矿石量114.63万吨,拓展了我国铬铁矿找矿空间。
2026-05-15 02:55
中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳、张强、刘乃乐等组成的研究团队联合国内多家科研单位,成功研制出1024个量子压缩态输入、8176模式的可编程量子计算原型机“九章四号”。
2026-05-14 09:49
当前,全球科技创新格局深度调整,科技成果转化已成为衡量国家创新体系效能的关键标尺。
2026-05-14 03:05
中国人对天宇的想象,自古便深沉而浪漫。在东华大学,科研人员将来自38万公里外的月球土壤化为一缕缕兼具柔性与强度的星际之丝。
2026-05-14 02:40
近日,中国科学院化学研究所研究员乔燕、王树团队联合国内外科学家,首次实现人工细胞的形态与功能不对称分裂,为理解类生命功能涌现和原始细胞形成提供了新路径。
2026-05-14 02:40
近日,国家网信办、国家发展改革委、工业和信息化部联合印发《智能体规范应用与创新发展实施意见》(以下简称《实施意见》),明确支持探索智能体在城市规划、建设与治理环节的规范应用,同时将智能体安全、可靠、可信作为产业发展的底线要求。
2026-05-14 02:25
“请帮我检索南京附近适合亲子旅游的路线”“我想买个电热水器,请帮我推荐几款实用的”……如今,越来越多的消费者开始将AI(人工智能)当作“随身消费参谋”。从规划旅游路线到挑选酒店民宿,再到日常购物选择,很多消费者习惯先问一问AI工具,再做消费决策。
2026-05-13 09:30
在这一过程中,颠覆性技术正由潜在变量转变为关键变量,成为重塑产业结构、重构竞争格局的重要力量。颠覆性技术具有“路径替代”特征,能够深刻改变产业格局。综上所述,未来产业发展呈现出“技术跃迁—场景转化—工程化扩张”的基本路径。
2026-05-13 09:22
搭载单核180个计算比特自主超导量子芯片的“本源悟空-180”量子计算机已上线运行,开始接收全球量子计算任务。
2026-05-13 02:30
2018年,厦大教师吴彩胜带着一群厦大青年来到这里。他们发现,当地的农副产品虽然产量不小,却因缺乏检测条件,面临“好产品难认证”的困境。
2026-05-13 02:20
浦江潮涌,惠风和畅。5月12日,第十二届亚太经合组织(APEC)食品安全合作论坛(FSCF)会议在上海举行。
2026-05-13 02:25
今年5月12日是第18个全国防灾减灾日,主题是“人人讲安全、个个会应急——提高防灾减灾救灾能力”。
2026-05-12 02:40
习近平总书记在加强基础研究座谈会上强调,基础研究是整个科学体系的源头,是所有技术问题的总机关。
2026-05-12 02:40
当前,我国正处于加快建设教育强国的关键时期。教育作为强国建设、民族复兴之基,战略地位更加凸显,迎来了前所未有的发展机遇
2026-05-12 02:40
十年来,北京大学考古文博学院坚守初心、守正创新,聚焦学科、学术、话语、育人四大体系一体化建设,并以实践创新贯穿始终,让四者协同赋能
2026-05-12 02:40
回顾人类社会发展史可以发现,任何一个国家的崛起都伴随着思想文化的兴盛和知识体系的自主建构。
2026-05-12 02:40
加载更多