艱難方顯勇毅 磨礪始得玉成 黃河設(shè)計(jì)院江門中微子實(shí)驗(yàn)站主體工程建設(shè)紀(jì)實(shí)

江門中微子實(shí)驗(yàn)站地面工程形象圖

江門中微子實(shí)驗(yàn)站是繼大亞灣實(shí)驗(yàn)站后由中國(guó)主持建造的第二個(gè)大型中微子實(shí)驗(yàn)站，凝聚了眾多科學(xué)家和工程師的智慧和汗水。黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司（以下簡(jiǎn)稱“黃河設(shè)計(jì)院”）作為實(shí)驗(yàn)站基建工程主體建設(shè)單位，牽頭其他兩家企業(yè)組成聯(lián)合體，采用EPC模式進(jìn)行建設(shè)。歷時(shí)近8年，江門中微子實(shí)驗(yàn)站工程迎來(lái)嶄新面貌。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在現(xiàn)場(chǎng)

初心所指使命必達(dá)

中微子又稱“幽靈粒子”，被科學(xué)界喻為解開宇宙奧秘的一把“鑰匙”，全世界的相關(guān)科學(xué)家都在潛心研究，且為此斬獲諾貝爾獎(jiǎng)的不乏其人。

廣東省江門開平市金雞鎮(zhèn)的打石山，位于臺(tái)山核電站和陽(yáng)江核電站連線組成的等腰三角形頂點(diǎn)，山頂海拔200余米，是建設(shè)實(shí)驗(yàn)基地的絕佳位置。中國(guó)科學(xué)家決定在此處測(cè)量核電站反應(yīng)堆中微子振蕩，以確定中微子質(zhì)量順序。

該實(shí)驗(yàn)站的核心是一個(gè)直徑35米、重2萬(wàn)噸、由液體閃爍體和光電倍增管構(gòu)成的中微子探測(cè)器。按照科學(xué)家的構(gòu)想，結(jié)合工程地質(zhì)特點(diǎn)，地下實(shí)驗(yàn)大廳埋深約700米、跨度50米，大廳高度近75米，考慮交通運(yùn)輸以及實(shí)驗(yàn)環(huán)境所需的設(shè)備設(shè)施，同時(shí)布置1條豎井和斜井、8條地下交通排水洞和15個(gè)附屬洞室，從而構(gòu)成了一座迷宮般的地下實(shí)驗(yàn)站。

砥礪前行的建設(shè)者

工程建設(shè)難度極大。超大跨度、大埋深地下實(shí)驗(yàn)大廳的本質(zhì)安全，施工中的“大涌水”風(fēng)險(xiǎn)，深豎井、大坡度長(zhǎng)斜井快速安全施工，地下實(shí)驗(yàn)大廳及其附屬洞室開挖石渣運(yùn)輸強(qiáng)度，探測(cè)器水池的混凝土質(zhì)量控制，以及中微子實(shí)驗(yàn)所需的超高潔凈度環(huán)境等問題，如同六把“達(dá)摩克里斯之劍”，高懸在建設(shè)者的頭頂，容不得出現(xiàn)半點(diǎn)疏忽和閃失。

自工程開工以來(lái)，黃河設(shè)計(jì)院充分發(fā)揮EPC優(yōu)勢(shì)，統(tǒng)籌各參建單位，以強(qiáng)化管理為支撐點(diǎn)，以優(yōu)化各項(xiàng)施工環(huán)節(jié)為著力點(diǎn)，精心組織，科學(xué)安排，有效解決了多個(gè)環(huán)節(jié)難題，啃下了一塊塊“硬骨頭”。目前，工程建設(shè)已進(jìn)入收尾階段。

“如果將江門中微子實(shí)驗(yàn)站工程建設(shè)比作紅軍二萬(wàn)五千里長(zhǎng)征，那現(xiàn)在我們已經(jīng)可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)望見高聳的六盤山峰了。”黃河設(shè)計(jì)院江門中微子實(shí)驗(yàn)站EPC項(xiàng)目經(jīng)理史仁杰說(shuō)。

勇于亮劍破解難題

將科學(xué)家的構(gòu)想變成工程藍(lán)圖，是黃河設(shè)計(jì)人對(duì)中微子實(shí)驗(yàn)站始終如一的職責(zé)所在；將工程藍(lán)圖變成工程實(shí)體，實(shí)現(xiàn)所需的功能，更是黃河設(shè)計(jì)院作為EPC聯(lián)合體牽頭方的使命擔(dān)當(dāng)。

然而，江門中微子實(shí)驗(yàn)站工程沒有先例可循，科研人員有很多“非標(biāo)”的需求。面對(duì)各種“達(dá)摩克里斯之劍”和眾多的客觀現(xiàn)實(shí)，黃河設(shè)計(jì)人明確進(jìn)攻方向，組織精兵強(qiáng)將，無(wú)數(shù)次地同科學(xué)家進(jìn)行溝通，聽取他們的構(gòu)想和需求，介紹當(dāng)前工程建設(shè)領(lǐng)域的新技術(shù)、新工藝。最終，糅合物理學(xué)、電子學(xué)以及分析化學(xué)等不同領(lǐng)域科研人員的想法，形成了實(shí)驗(yàn)站12個(gè)分系統(tǒng)共同認(rèn)可的工程“藍(lán)圖”，一舉獲得中國(guó)科學(xué)院批復(fù)。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人深入一線檢查工作

在地下洞室開挖過(guò)程中，涌水、大涌水，始終是建設(shè)者時(shí)刻面對(duì)的“強(qiáng)敵”。最大涌水量每小時(shí)達(dá)到836立方米，水壓力超過(guò)4兆帕。撕裂空氣的嘯叫聲，瞬間的霧化環(huán)境，沖倒的設(shè)備，甚至中斷的照明、通風(fēng)和通信等，無(wú)不考驗(yàn)著現(xiàn)場(chǎng)工作面上的每一個(gè)人。EPC項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)充分發(fā)揮設(shè)計(jì)“龍頭”優(yōu)勢(shì)，分析水文地質(zhì)參數(shù)，估算涌水量，并采用瞬變電磁或地質(zhì)雷達(dá)，超前預(yù)判掌子面前方的水量分布和圍巖地質(zhì)情況。根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，組織突擊隊(duì)，對(duì)掌子面進(jìn)行注漿封閉，為實(shí)驗(yàn)大廳開挖創(chuàng)造了條件。

地下水若能如此一味地被“壓制”下去，這個(gè)工程也就簡(jiǎn)單了。流動(dòng)著的水躲到了工程的低處，高達(dá)約400米水頭的水壓力時(shí)刻威脅著50米跨度的頂拱的安全。但若將地下水全部排除，鑒于華南地區(qū)地下水的豐富程度，排水費(fèi)用勢(shì)必巨大，主管部門難以接受。當(dāng)工程進(jìn)展到3年半的時(shí)候，科學(xué)家和工程師逐漸認(rèn)識(shí)到，實(shí)驗(yàn)站工程就是要在被高壓水包圍的圍巖中建設(shè)一座“宮殿”，這就要求工程措施根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化。

黃河設(shè)計(jì)院總工程師景來(lái)紅指導(dǎo)工作

任何困難也難不倒黃河設(shè)計(jì)人。黃河設(shè)計(jì)人明確指出癥結(jié)所在，并聯(lián)合科學(xué)家團(tuán)隊(duì)共同研究解決方案。借鑒礦井工程成功案例，發(fā)揮自身治水特長(zhǎng)，優(yōu)化排水洞、排水孔、排水帷幕和集水井布置，統(tǒng)籌梯級(jí)排水、排水量、排水時(shí)長(zhǎng)和集水空間容量冗余度的關(guān)系。最終設(shè)計(jì)了7座集水井、12臺(tái)排水泵及其相關(guān)排水管道組成的永久排水系統(tǒng)，同時(shí)兼顧施工期排水和永臨過(guò)渡期排水。該方案既能滿足實(shí)驗(yàn)大廳安全穩(wěn)定的需要，又能使排水費(fèi)用控制在一個(gè)合理水平，為工程順利推進(jìn)清除了障礙。

探測(cè)器水池的混凝土質(zhì)量控制，是事關(guān)實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵土建項(xiàng)目。科學(xué)家明確指出，該水池內(nèi)需儲(chǔ)存純度高到只含氫氧離子的純水，不允許有地下水對(duì)其進(jìn)行絲毫“污染”，否則實(shí)驗(yàn)將功虧一簣。探測(cè)器水池混凝土施工的“安全”與“防滲”是控制的關(guān)鍵！EPC項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)帶領(lǐng)各參建單位以“螞蟻啃骨頭”的干勁，實(shí)現(xiàn)了拌和強(qiáng)度、運(yùn)輸強(qiáng)度、防滲膜安裝、排水管敷設(shè)和鋼筋模板安裝的最優(yōu)組合，無(wú)縫銜接了各主要工序之間的工作，提前完成核心部位的1萬(wàn)立方米混凝土施工，取得了令業(yè)主放心、自己欣慰的成果，充分詮釋了“大國(guó)工匠”精神，彰顯了國(guó)企的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。

不畏艱難接續(xù)奮斗

江門中微子實(shí)驗(yàn)站工程，是鍛煉人的意志、考驗(yàn)人品質(zhì)的熔爐。實(shí)驗(yàn)站建設(shè)的8年，黃河設(shè)計(jì)人經(jīng)受了黨組織的考驗(yàn)，也經(jīng)受了大自然的考驗(yàn)。

紙上得來(lái)終覺淺，絕知此事要躬行。在工程建設(shè)過(guò)程中，黃河設(shè)計(jì)院EPC項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)常年駐守現(xiàn)場(chǎng)，院領(lǐng)導(dǎo)班子成員更是不懼危難，多次深入一線，坐礦車、下礦井，查水量、看圍巖，驗(yàn)數(shù)據(jù)、核標(biāo)準(zhǔn)，排工期、定措施，積極協(xié)調(diào)參建各方，為項(xiàng)目建設(shè)指方向、定原則、出主意、想辦法，竭力推進(jìn)工程建設(shè)步伐。

實(shí)驗(yàn)站深埋于地下，工程施工期作業(yè)面溫度高達(dá)30多攝氏度，濕度95％以上，同時(shí)遍布出水點(diǎn)，人待在井下幾分鐘便會(huì)汗流浹背。現(xiàn)場(chǎng)的工程師卻全然不顧，常常站在齊膝深的水中進(jìn)行地質(zhì)測(cè)繪編錄，爬上幾十米的高空進(jìn)行儀器設(shè)備安裝和隱患排查，鉆進(jìn)密密麻麻的鋼筋網(wǎng)查看排水管安裝效果……

目前，江門中微子實(shí)驗(yàn)站主體工程已基本完工，EPC項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)正在和施工安裝人員一道逐步而又穩(wěn)妥地將施工期集水井和排水泵以及相關(guān)泵管組成的排水系統(tǒng)變換成永久期的排水系統(tǒng)，確保實(shí)驗(yàn)大廳內(nèi)珍貴而又唯一的實(shí)驗(yàn)設(shè)施絕對(duì)安全。同時(shí)，配合設(shè)備廠家，有序地安裝實(shí)驗(yàn)站的核心探測(cè)設(shè)備。一座全人類獨(dú)一無(wú)二的中微子實(shí)驗(yàn)站即將閃亮登場(chǎng)。

歷經(jīng)磨礪成此景，任重道遠(yuǎn)更艱辛。黃河設(shè)計(jì)院EPC項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將以“致廣大而盡精微”的實(shí)干擔(dān)當(dāng)精神，持續(xù)保障江門中微子實(shí)驗(yàn)站項(xiàng)目建設(shè)，爭(zhēng)取最后的勝利，完成時(shí)代賦予的使命。

地下實(shí)驗(yàn)大廳探測(cè)器安裝仰拍圖