披荆斩棘
挑战地下700米
国际实验站
“利用反应堆中微子振荡确定中微子质量顺序,它对人类了解物质微观的基本结构和宏观宇宙的起源与演化具有重要意义。”
江门中微子国际实验站于2014年开始建设,该实验站建在地下700米深处,计划投入运行后开始物理取数,运行至少20年。实验建造的中微子探测器将是世界上能量精度最高、规模最大的液体闪烁体探测器。这一实验的启动标志着我国中微子实验研究从起步到跨越的转变。
据介绍,在大亚湾中微子实验发现中微子的第三种振荡模式后,国际中微子研究的下一个热点目标是测量中微子质量顺序。中微子有质量,是目前发现的唯一有坚实实验证据的超出粒子物理标准模型的现象,相关研究有可能发现新物理现象。物理灵敏度分析表明,进行这一研究的实验最佳站址位于距反应堆50~55公里处,且与所有反应堆距离相等的区域内。
大亚湾实验负责人、中国科学院高能物理研究所所长王贻芳院士表示,江门中微子实验预期2022年完成建设,它利用阳江和台山两个核电站群产生的中微子,在不远的将来,将揭开中微子质量顺序的谜底,并在中微子振荡参数的精确测量、天体中微子、地球中微子、新物理寻找、研究超新星等方面取得国际领先的科学成果。2030年左右,江门中微子实验可以升级改造为世界最大的无中微子双β衰变实验,测量中微子绝对质量,判断其反粒子是否是其自身。
这项实验的首要科学目标是利用反应堆中微子振荡确定中微子质量顺序,它对人类了解物质微观的基本结构和宏观宇宙的起源与演化具有重要意义。
位于广东省江门市的中科院物理所江门中微子实验站地面外观
特灵人员在第一时间了解该项目的难度以及业主的顾虑后,带着过往大量成功的工程案例与之进行交流;同时,特灵的销售及技术部门反复研究该项目的图纸及使用需求特点,多次前往现场下井勘察工地,反复研究方案,不断和客户保持高效的沟通,最终给到客户高效节能的整体方案。
在正式开展工程安装工作后,特灵人员发现现场确实如研究方案时预判的情况一样,甚至更加困难。
1. 受运输条件约束
由于该项目主要末端(空气处理机组)及配套材料(风管、水管极其支架)安装在地下700米深的空间内,主要运输通道是斜井,通过绞车配套自制板车进行运输,同时该通道也承担了所有上下井人员的运输任务,平均往返一个来回需要90分钟,所以在时间上制约运输效率。为了解决这个问题,特灵人员与总包方、建设单位进行了多次沟通,最后决定我司运输设备时间为夜间19点至次日6点,运至井下的设备需要在次日6点至10点间通过井下挖机等施工机械将设备运至指定堆放处,为后续其他专业正常施工创造条件。运输通道空间影响主要是空气处理机组本身设备尺寸较大,而斜井运输的板车尺寸已经无法在扩大改造,同时斜井井筒运输最高点为4米,板车自身高度1.1米,所以空气处理机组自身高度不能大于2.8米,否则无法正常通过。针对此类问题,现场项目部及销售、技术团队经过多次与厂家在不增加成本的前提下进行设备选型沟通与优化。最后解决了此类问题,顺利将设备平安运至指定堆放场地。
2. 受安装环境约束
由于该项目主要安装工程在地下700米一个密闭空间内,通过几台隧道风机向井下送风,地下环境极其恶劣,常年高温(温度接近40℃)湿度达到95%以上,地下水流成河,临时道路泥泞不堪,这种环境对工人的耐力是极大的考验。为了稳定工人情绪,提高工作积极性。我们针对工人的身、心进行了一系列的改善。当然,工作面环境主要一部分是由于环境差造成到处是泥、水,另外一部分是施工场地狭小,管道安装高度比较高,施工难度比较大,如2号空调机房送回风风管试验大厅侧高度在7.5m位置,周边场地狭窄,无法借用施工机械来完成安装任务。为了解决此类问题,项目部与总包进行多次沟通,由总包单位搭设钢管脚手架,脚手架经过有关部门验收后交由我方进行风管的安装任务。
3. 受安装工艺约束
由于井下所有的管线(风管、水管)支架均是在坚硬的岩石上进行安装,同时为了保证安装支架的稳定性、安全性,设计单位对支架的固定方式做了明确的规定(胀锚螺栓入岩深度300mm),极大的增加施工难度。为了解决此类问题,现场项目部特意通过各种渠道去吸取经验,并通过现场对于承载力实际测试(单点承载力1t),最后选定正确的施工方案报监理及业主单位认可后实施。
斜井板换处于斜井井筒810米处,斜井运输轨道与板换安装位置水平夹角有28度的一个坡度,水平高低差1.5米,板换自重1.7吨,必须通过斜井运输板车将板换运至板换安装区域进行安装,在这种地方无法借用任何施工机械,为了解决板换如何从运输板车安全平移至板换设备基础上进行安装,项目部与分包项目经理及总包技术总工进行了多次沟通,采用改造运输板车,制作运输平台、手拉葫芦水平牵引等方式进行运输,模拟整个运输过程,编制专项吊装方案,经监理及业主单位审批后实施。
经过特灵近一年工程实施,目前该工程基本完成,空调系统已经单机调试完毕,设备运转正常、功能满足要求,已于2022年上半年顺利通过验收。该项目能够得到中国科学院高能物理研究所及相关单位的一致认可及表扬,无一不体现出特灵专业的技术团队以及其强大的空调实施技术实力。
来自中国科学院高能物理研究所的表扬信: