中国首个、世界最深!中国锦屏地下实验室二期开工建设

2020.12.28
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12月20日,国家重大科技基础设施——“极深地下极低辐射本底前沿物理实验设施”(简称锦屏大设施)在华东院承担勘测设计的锦屏二级水电站交通洞正式开工建设,标志着中国首个、世界最深的极深地下实验室“中国锦屏地下实验室”(二期)进入工程建设新阶段。华东院院长张春生应邀出席开工仪式并致辞。

锦屏大设施工程是“十三五”时期国家优先安排建设的重大科技基础设施,是国内第一个极深地下实验室基础设施建设项目,也是国际上第一次大规模建设具有极低辐射本底极端条件的综合实验设施。

项目面向超越当前粒子物理标准模型的新粒子和新物理的重大基础前沿研究,为我国粒子物理和核物理领域的重大基础前沿物理问题研究提供平台支撑。通过平台开放和资源共享,将推动我国粒子物理和核物理领域的重大基础前沿研究率先取得重大突破。

 

为什么落户锦屏交通洞?

由华东院承担勘测设计的锦屏二级水电站位于四川雅砻江锦屏大河弯上,装机规模480万千瓦,是我国西电东送战略性关键工程,对推进国家西部大开发、优化电源结构发挥了重要作用。

电站利用4条世界埋深最大、规模最大的引水隧洞群,穿越了雅砻江锦屏大河弯2000多米埋深的地质条件异常复杂区域,建成了中国装机规模最大、技术最复杂的引水式电站。

为了打通雅砻江大河弯东西端的交通,华东院设计建设了2条横穿锦屏山的交通洞,锦屏地下实验室就坐落于此。这2条交通洞与锦屏二级水电站4条引水隧洞和1条排水洞,共同组成了世界规模最大、埋深最大的水工隧洞群。其中,引水隧洞最大埋深2525米,埋深大于1500米的洞段占隧洞总长超过75%,是世界上埋深最大的水工隧洞群工程。

锦屏二级水电站深埋长隧洞形成的锦屏山天然屏障为实验室探测暗物质提供了绝佳的实验环境。与国际上其他的地下实验室相比,中国锦屏地下实验室岩石覆盖最深、宇宙线通量最小、可用空间最大,并且具备交通便捷、电力及水源充足、基础设施完备等优势。

2009年,清华大学与雅砻江公司合作,由华东院承担设计的极深地下实验室(一期),在锦屏二级水电站交通洞中部的地下2400米处建成,成为我国首个,也是世界最深的地下实验室。

 

探秘世界最深地下洞室群

历经数十载的攻坚克难,依托世界埋深最大的锦屏二级水电站引水隧洞群建设,华东院联合多家科研单位,紧密围绕国家能源科技“十二五”规划中对于深埋、高地应力、高外水压力长隧洞工程关键技术需求,以“产学研用”模式开展联合科技攻关,成功攻克了超深埋隧洞成洞理论与方法、强烈岩爆防控、高压大流量突涌水防治、电站科学运行调度四大核心技术难题,取得了一系列具有国际领先水平的创新成果:

● 创建了超深埋隧洞成洞理论方法

● 提出了岩爆预测与防控集成技术

● 研发了岩溶突涌水预测与治理成套技术

● 创新了特大规模引水发电系统水力调控技术

 

项目成果全面支撑了锦屏二级工程安全高效建设,实现了越岭隧洞埋深从1600米到2500米的重大技术跨越,荣获世界工程组织联合会杰出工程建设奖、詹天佑奖、FIDIC优秀项目奖、国家优质工程金质奖、国家优质投资项目奖。研究成果获国家科技进步二等奖、省部级科技进步特等奖2项、一等奖4项,大大促进了行业科技进步、水平提升。

锦屏大设施开工仪式

中国锦屏地下实验室(二期)