2023年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土建公用工程完工，具备实验条件。这标志着世界最深、最大的极深地下实验室正式投入科学运行。

  项目由重庆市筑云科技有限责任公司（简称“筑云科技”，本会会员单位）提供数字建造一体化服务。

中国锦屏地下实验室布置示意图

  地下2400米深地实验设施项目对科学实验是优势，对工程建设却是挑战。

  工程重难点：

  1.地下防水抑氡低本底要求高

  2.洁净空间施工质量要求高

  3.聚乙烯屏蔽仓施工质量要求高

  4.狭小空间设备及管线安装难度大

  5.液氮罐部位施工及实验设备保护难度大

  6.施工期间运营中实验设备的防护和运营保障

  为了攻克地下2400米的极限建设挑战，国投集团雅砻江流域水电开发有限公司与清华大学、中建三局等施工单位开展联合技术攻关，创新防水抑氡工艺、研发低本底设备材料、打造了“世界最深智能工地”。同时，建设各方深入推进工程建设智能化，筑云科技=实现项目施工全过程BIM技术应用、BIM+“智慧工地”管理、“BIM协同设计”等，极大地提高了施工效率和项目精细化、数字化、协同化管控水平。

  看不见的暗物质，看得见的BIM数字建造之光。

BIM施工流程图

看见一：“防水抑氡”施工更直观

  为避免因辐射等因素影响科学实验的精度，在面积约10万平方米的洞壁里防水、防潮、防氡气施工成为当时建设最大难题。项目团队进行了大量的试验研究，连续6个多月，先后采用15种材料开展实施了30多种方案，开创了“以防为主、以排为辅”的“防水抑氡”工法。

  在工程施工环节，为解决施工工艺复杂、作业条件困难、施工面积大等施工难点，把工程进度和BIM模型紧密结合，根据数据可视化的自然环境，依照先后顺序，开展工程进度仿真模拟，通过模型加动画的方式对施工工艺进行模拟，使施工工艺更加直观。

看见二：助力科学试验厅屏蔽舱“无通缝”最佳方案

  在锦屏大设施内，有数个用作不同科学实验的舱体。它们的外面均设有一层“外壳”，像是一个大型的集装箱，将实验室“罩”起来，屏蔽辐射、粉尘、水汽，保障实验精度不受影响。

  这些“外壳”就是大型组合式固体屏蔽装置——聚乙烯屏蔽舱。它们由6面厚度1米、总重1800多吨的高密度聚乙烯块无粘接铺装而成，最大的建设难点就是保证屏蔽舱“无通缝”。

  为满足“无通缝”的实验要求，项目用BIM信息技术开展模型分析计算，将舱体拆解为上万块后拼装，最终形成保障聚乙烯屏蔽舱建设“无通缝”的最佳方案。并组织施工人员进行交底学习，在实际施工过程中以BIM模型指导安装，对错误施工及时纠偏指正。

  这一方案还集成了智慧工地系统、BIM协同平台等系统。搭建多级联动管控体系，将BIM模型、业务数据、物联网数据进行综合管控。实现全面精细化工程建设管控，高效远程指挥调度，风险事故处理快、准、稳。

锦屏大设施工程建设智能管理系统

  同时基于三维激光扫描数据采集，进行施工控制点数据录入和监测，以确保施工的准确性。 

现场三维激光扫描

通过一系列智能数字系统分析，使得项目团队可以随时发现实验室外洞壁可能产生的渗漏情况，从而保证聚乙烯屏蔽舱的建设进度和质量。

看见三：地下2400米智能通风

  锦屏大设施位于锦屏山隧道中部，空间容积达33万立方米，洞室众多，正常情况下需风量高达2.4万立方米每小时。在距地表2400米的地下，通风问题怎么解决？

  由于隧道内空间布局复杂，新风管道安装需避开隧道挖掘的不规则断面，管道走向还要与实验室内部各通道吻合，因此给安装工作带来不小的挑战。

  施工通风是隧道施工的重要工序之一，是隧道安全施工的关键，为保证合理的通风系统、理想的通风效果，项目BIM小组分析作业面最大通风距离，横断面大小等因素进行风量计算。

施工通风横截面计算

空气轨迹模拟

空气污染模拟

确立风机数量以及布置位置

  配合项目团队，通过BIM技术助力保障锦屏大设施在地下2400米的地下空间内的通风问题，确保合理的通风系统和理想的通风效果。

 

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