12月7日，中国锦屏地下实验室二期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”）土建公用工程完工，具备实验条件，实验室正式投入科学运行。

  据了解，该项目由中国能源建设集团有限公司旗下中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司（以下简称华北院）主体设计。这也是该院继参与打造“中国天眼”和白鹤滩水电站工程之后，设计的又一个重大科技基础设施项目。

  锦屏地下实验室位于四川凉山锦屏水电站锦屏山隧道中部地下2400米处。实验室面积约4万平方米，空间容积33万立方米，建设有极深地下极低辐射本底屏蔽平台、极深地下极低本底分析测试平台、地下实验室综合运维支持平台等。具备“极低环境氡析出”“极低环境辐射”“超低宇宙线通量”“超洁净空间”等多种优势。

  面对该项目深地环境的防水抑氡、本底控制、超规消防、空间洁净等一系列工程难题，华北院作为主体设计单位积极开展重难点专项研究和调研工作，深入研究实验室地理位置极深、地下环境复杂、地下空间错杂的特殊性，提出的创新设计方案有效解决了工程难题，满足了前沿物理实验超低宇宙线通量、空气氡浓度低、超洁净空间、极低环境辐射本底等要求。在设计过程中，采用三维激光扫描技术，获取地下隧洞现状点云模型，全过程采用BIM技术解决项目设计难点，提升设计质量、消除施工风险，助力项目高标准投入科学运行。

  创造性设计防水抑氡方案

  该项目山体覆盖高度超过两千米，山体内部地下水丰富，地下空间内壁渗水的渗透性强、水压力大、渗水量大、渗漏点多且分布无规律。同时，溶于渗水的氡气对暗物质探测的高精度装置影响尤为严重。针对这一难点，在没有国内外类似工程案例和同类型设计方案的情况下，设计团队查阅了大量工程文献和资料，在充分研讨和调研基础上，最终确定了“以排为主、以防为辅、多道设防”的设计原则，创造性地采用十层复合构造防护体系，在满足地下实验室低本底辐射值、氡气抑制、表面洁净的基础上综合考虑防水措施，达到洞室岩壁防排结合、刚柔相济、耐久适用的防护方案和效果。

  合理规划打造洁净除湿降氡环境

  该项目地下空间环境条件差、通风不畅、岩体氡浓度高、新风供应有限，而实验装置对环境辐射本底要求非常高，且需要空间环境满足千级、万级的洁净度，部分特殊实验室还需要百级的洁净度，空间洁净控制、环境调节和降低氡浓度的难度非常大。在环境调节方案中，通常采用外部新风循环置换的方式。但对于极深地下实验室，外部新风很难长距离足量引入，少量的新风不足以置换地下空间大量的空气，很难保证环境的洁净度和极低氡含量。对此，设计团队通过对实验空间进行合理规划，优化配置净化空调系统和新风组织，对整个实验空间设置定制化洁净空调系统。利用天然的岩体渗析冷却水源，采用转轮除湿系统控制环境湿度不超过65%。同时，采用净化除湿空调和低温吸附除氡耦合系统，达到多种环境条件联合调节的功能，满足了实验室苛刻的超洁净空间、恒温恒湿、超低空气氡浓度的要求。

  特殊消防设计满足实验室独特安全需要

  极深地下实验室的安全性也是设计团队高度重视的一个方面。项目位于极深地下，不同于一般的地下空间和隧道，目前尚无标准和规范可依，也无法对其进行确切的建筑定性。针对项目的特殊条件，设计团队开展了消防安全性能化设计和火灾防控关键技术的研究。采用先进的计算分析工具和方法，进行了火灾危险性分析、仿真模拟分析。首次提出了防火控制区、分阶段疏散、设置避难空间等独特的安全方案和策略，并对设计方案进行了定性和定量分析评估。在建筑构造上采取有效的防火分隔措施，设置火灾后排风系统。完善的消防设计方案，满足了实验室使用功能的需要，并形成了应用型创新研究成果。