综合极端条件实验装置工艺施工与管理研究

谢晓峰，孙奕韬，柯 磊

“工程科学与工程创新”专刊

综合极端条件实验装置工艺施工与管理研究

谢晓峰，孙奕韬，柯 磊

（中国科学院 物理研究所，北京 100190）

综合极端条件实验装置是国家“十二五”重大科技基础设施之一，属于大科学工程装置范畴，项目建成之后将成为国际上首个集极低温、超高压、强磁场和超快光场等极端条件为一体的综合极端条件用户实验装置。因综合极端条件实验装置须实现科研指标的“极端性”，其基建配套也须具备更高的精密性，比如设立无磁区域、多方案减振、设备独立接地电阻小于1欧姆、数千平米的超净室等。对装置建设过程中工艺施工环节的工程管理创新性方法进行了经验总结，并对相关施工技术进行了阐述和分析。

大科学装置；施工管理；无磁区域；减振；独立接地；超净室

引言

近年来，小科学走向大装置成为科学发展的新趋势，公共的大科学装置是各个科学领域突破的“国之重器”，在凝聚态物理科学领域，依托工程科学知识和方法创造极端实验条件以实现原始创新，已成为科学研究发展的一种重要范式，取得了许多具有深远影响的科学突破，其中不少成果获得了诺贝尔奖，也有大量创新性的研究成果得到重要的实际应用。许多著名的研究机构，如美国佛罗里达强磁场实验、德国马普量子光学研究所及核物理研究所、法国格勒诺布尔的尼尔研究所和欧洲强磁场中心、日本东京大学固体所极端条件实验室等都拥有先进的极端条件实验工程设施。因此，极端条件实验工程的整体水平直接影响着一个国家在相关基础研究领域，以及与国民经济、国防工业息息相关的核心领域的竞争力[1-7]。

《国家重大科技基础设施建设中长期规划（2012-2030年）》的总体部署中明确指出：“建设极低温、超快、超高压极端条件研究设施，形成与大型同步辐射光源结合的格局，满足研究和发现新物态、新现象、新规律和创造新材料的需求”。综合极端条件实验装置（以下简称“装置”）与北京高能同步辐射光源将作为北京综合性国家科学中心的核心大科学工程装置，相邻而建，实现优势互补，功效互增，为广大用户提供前所未有的联合实验手段。

目前，装置项目的土建施工已经完成，正在进行科研设备的安装调试工作。装置项目作为国家重大科技基础设施，相比于常规的科研楼宇或研究平台项目，具有更大的工艺施工难度，需要将代表世界顶尖水平的科研要求与基建相结合，在工程中需将满足科研需求的特殊工艺落地。如何保证装置施工工艺落地的质量是大装置建设单位非常关注的课题，其中科学原理、工程科学知识、工程技术和项目管理要融合贯通，始终贯彻“科学至上、技术先行、管理出质量”的理念。因此，在装置项目土建竣工验收之际，我们作为现场主要管理人员对工程实施过程进行总结和归纳，对遇到的一系列工程问题，从科学依据、设计原则、技术解决方案、管理体系四个方面进行详细分析研究，以期为其他类似的工程项目提供实践参考。

1 装置建设的科学依据

装置项目由十八个主体实验系统有机组成，每个实验系统都各自在空间尺度、时间尺度及能量尺度上对测量精度有极高的指标要求。例如扫描量子隧道电镜（STM）和透射电子电镜（TEM）都要求能达到纳米或亚纳米的空间分辨率，以期在原子的尺度上观测物质材料的物理性质。也就是说，要能分辨万分之一头发丝直径的空间尺度。为了达到这样高分辨率的技术指标，除了对测量仪器设备本身设计的极高要求外，还要求外界对测量的直接振动干扰至少要小于这一尺度的十分之一或百分之一。

同时，装置中的大多数测量仪器设备，对能量的测量分辨率都要求达到毫电子伏甚至微电子伏的测量精度指标。对这种极度微弱的信号进行测量，外界环境必须“干净和安静”。任何环境扰动，包括温度和压力的微小变化、振动、电磁波等，都会以能量的形式干扰高精度的测量而使实验研究无法进行。再者，微观电子态的很多形态表现不但信号微弱，往往还隐藏很深，无法在常规条件下对其进行实验观测。只有在极端条件下，才有可能使其略显端倪。但创造这些极端条件，同样需要极端“干净和安静”的外界环境。因此，在本次规划建设的综合极端条件实验装置中，每一套仪器设备都综合了极端条件，这也就要求各自所处的环境必须“干净和安静”。

2 装置园区规划设计原则

本项目规划设计参照发达国家极端实验条件相关实验装置建设的成功经验，以与当前世界综合极端条件装置发展水平相适应为目标，并满足现代科学研究对科研环境的总体需求（振动、电磁干扰、温度、湿度、洁净度等）。建筑充分体现了科研工程的特点，包括楼座之间的距离、楼座与市政道路的距离等做出了合理设计，并着重考虑了装置对外界环境，尤其是精密测量对环境的特殊需求。其中电磁干扰和振动是影响精密测量的最重要的两个方面。

（1）电、磁干扰问题：大多实验系统中都涉及微弱信号检测技术，这些测量设备需要“极干净”的实验空间，如极低的电磁辐射、极低的电源噪声、极低的剩余磁场等。实验环境的振动干扰和电磁干扰主要来源于周边街道来往车辆造成的地面和空气振动及燃油车辆发动机中火花塞放电打火产生的电磁波。尤其是放电打火产生的电磁波非常强，传播距离极远。为了保证工艺需求，园区在规划时的原则是不同的主体实验系统需按区域安置在不同的实验楼内，楼与楼之间需保持必要的物理距离，所有实验楼都需尽量远离外界干扰源。

（2）振动问题：装置的实验系统大多对减振提出了极高的要求，十八个主体实验系统中有十一个甚至还需要独立的设备基础。因此，图纸设计时将主要实验系统安装在实验楼的一层，以获得最大面积的具有独立地基的实验空间。

为了实验安全性考虑，装置项目中的低温、真空、高压设备必须进行安全防爆设计，并对使用人员进行系统培训取得相关资质后方可操作设备。亚毫开实验室等对磁场要求较高的系统空间内部设置磁屏蔽墙构造。

图1 园区规划效果图

3 装置特殊工艺施工内容（工程技术方案）

装置项目需要实现的工艺指标包括：单项指标实现1 mK的极低温、300 GPa的超高压、26 T（超导磁体）的强磁场和100 as的超快光场，综合指标实现10000 T/K的B/T值（磁场/温度）、2800 T–GPa/K的B–P/T值（磁场–压力/温度）和60000GPa–K的P–T值（压力–温度）等。另外，项目还需提供多种在综合极端条件下开展材料制备、物性表征、量子调控和超快动力学研究的研究手段，实现总体设计方案和综合技术指标达到世界一流水平的综合极端条件用户实验装置。

本项目属于国家大科学工程，其工艺对土建工程标准也远高于普通科研楼和研究平台项目。其中，基本建设过程中最关键的工艺施工内容主要有以下几个方面：抗电、磁干扰、独立接地（电阻小于1Ω）、设备及建筑物的减振、工艺管线的气密性，以及其他特殊工艺等。下文将对整个工程项目工艺环节进行经验总结，并对相关施工技术进行阐述和分析。

3.1 抗电、磁干扰

3.1.1 配电站和分界室

整个园区内最大的电磁干扰源和可能的工频振动源就是配电站和分界室，因其强电系统的特性以及安全性的考虑，这两部分被安置在远离各主体实验楼，其中分界室到总配电室的外电源路由也是被精心选择过的，尽量远离几个科研楼，减少对关键楼栋的电磁干扰。

3.1.2 磁体的无磁环境

强磁场的实验条件，需要一个无磁的环境，否则将会对磁体本身或者实验室人员产生损害。以本项目需要实现的26T（超导磁体）的强磁场为例，如果在实验时一定范围内存在磁性物质，不仅可能造成磁体失超，导致实验失效，严重的还会损坏磁体，导致磁体爆炸，甚至出现安全事故。为了避免这种情况的出现，磁体本身带有泄爆装置，4个阀门专门用于释放压力，防止磁体爆炸。在实际施工中我们发现了含磁性杂质的土质，在与相关专家沟通后，采用了金属探测器和强磁铁结合的方式，配备相关人力资源，最终获得良好效果，为各子系统磁场产生设备提供了合适的实验环境，探索出无磁环境施工的技术和方法。

无磁设备通常被安放在地面以下，每个设备的存放环境就是地表以下的基础坑，又因有无磁要求，所以简称“无磁地坑”，无磁标准以天然磁体吸不到为准。施工前，每个无磁地坑需先确定无磁范围，从地坑坑底，以设备磁体底端的中心为圆心，向外画圆（半径的长度根据磁场强度计算而来），此圆形区域向上做投影，投影高度至室内地平，整个圆柱体内不得存有铁磁性物质。具体施工和无磁检测过程如下：1）探测工具准备：TS130地下金属探测器2个，烧结钕铁硼D30Í300mm强磁铁2个；2）基坑底部及边坡进行磁性探测，将磁性物质移出坑外，需要注意的是部分鹅卵石也有很强的磁性；3）回填土：每30公分回填土探测、筛选一次，然后夯实，直至到达磁体设备基础底座标高；4）磁体设备基础施工每一道工序都要进行探测筛除，包括施工材料，如混凝土、灰砂砖和加气块等，只有探测合格后，才能进行下一道工序，实践经验表明灰砂砖和水泥砂浆结合可能会产生磁场，最好使用加气块来做基础内壁，此外在设备基础施工阶段需采用无磁性的材料，如玄武岩钢筋或竹筋等；5）设备基础完工后，外围回填及地面施工，无磁检测要求同步骤3；6）地面施工包括地面垫层浇筑、自流平或贴PVC地面时，也不能用钢筋网片，为防止开裂，采用加厚混凝土垫层的方式；7）全部施工完成后，对磁体周围进行全区域探测复核。

3.1.3 独立接地

在前沿科学研究中，科研设备的运行状况直接影响到实验的产出，而接地电阻这一因素，影响到很多科研设备（尤其是高精度科研仪器）的使用效果。在本项目中，对接地电阻要求小于1Ω的设备多达十余台套。独立接地的阻值能否满足实验要求，直接关系到项目关键指标的实现。

图2 无磁地坑平面图

图3 无磁地坑剖面图

独立地线要求接地电阻尽量低，但在本案例中，地勘报告显示，近3到5年本项目所在区域地下水位埋深为地下30m，且自然土质为级配砂石结构，常规方案很难满足1Ω以下的电阻要求。经过科研人员与工程技术人员的多次研究探讨，形成地线方案如下：将导体埋入地下，与地下水充分接触，并采用多根并联的方式减小接地电阻。施工时根据钻孔过程的研判，地表20~30厘米内为普通浮土，浮土层下至20~25米深处为大颗粒鹅卵石的级配砂石构造，25~28米为细沙，28~35米为小颗粒级配砂石构造，尺寸不详，35米以下为含水量很高的胶泥构造，此部分为接地最理想的区间。

施工过程中，由于地表以下的鹅卵石较大，且密度高，采用普通的钻头（直径为8厘米）很难前进，打碎的小石块会坍塌并沉积在钻杆和洞壁之间，最终导致钻杆与碎石阻力过大而被卡死，且对钻头和钻杆造成巨大磨损，即使更换较大口径的合金钢钻头，问题仍无法解决。为克服这个困难，项目定制了专用钻孔设备和辅助材料，钻头采用直径133毫米的弧形合金钢钻头，钻杆内部为中空状，用于存储打洞过程中产生的碎砂石，这种钻头与钻杆的组合既可持续打洞，又可以正常取出钻头和钻杆，保证了工艺实施。另一个关键是填埋工艺，为了尽可能增大导体接触面积，降低阻值，回填材料采用特制粗砂，粗砂内混有铜丝、铜屑和盐粒等。为了确保电阻达标，每个设备独立接地需用三根铜管地线并联。采用如上方案，最终实测接地电阻都小于0.9Ω。

3.2 设备及建筑物的减振

高精度科研仪器在测量过程中，通常对振动非常敏感。以超快光场的研究为例，由于激光器对隔振的要求非常之高，虽然激光器本身带有减振设施，但土建施工隔振效果的好坏，将直接影响到激光器光路的准确性，进而影响到整个实验效果。

3.2.1 建筑物远离振源

项目的总体布局在规划时就已经对严苛的科学需求进行了深入的探讨和严格的论证，包括楼座之间的距离、楼座与市政道路的距离等做出了科学的设计，从而减少外界环境对建筑物的振动。本项目选址位于北京市怀柔区雁栖经济开发区东北地块，此区域地形较为平坦，现状地面多为耕地，周围少有车辆经过。根据地勘报告的勘探结果显示，拟建场地未发现影响场地整体稳定性的不良地质作用。减振需求高的楼座的地基基底位于分布连续且较稳定的卵石②3层，属于均匀地基，降低了建筑物本身出现不均匀沉降的风险。其次，楼座位置远离街道及市政道路区域，并在其周边留有一定的隔离地带，以此来隔断地表传来的机械振动。

图4 隔振要求高的楼座放在园区中间

3.2.2 建筑物四周设立隔振沟

以STM（扫描量子隧道电镜）楼为例，其隔振要求最高，需在建筑物四周建隔振沟，距离建筑物墙体12至17m，深度为1.5m，宽度0.3m，内部用粗砂填满；回填粗砂时，甲方应全程旁站，确保回填材料满足设计要求。

3.2.3 设备基础四周设立环圈缝

以STM楼为例，磁体设备基坑地表四周做环圈缝，宽度5cm、深度5cm，缝内用玻璃胶填满，从而阻断设备附近的机械振动。除此之外，科研仪器本身带有减振设备，水泥地坑之上安放的减振平台可以在2Hz隔振20dB，科研仪器将悬挂在减振平台下方、无磁地坑内部半空中，且科研设备内部设置有多级减振设施确保实验过程不被振动干扰。

图5 楼座四周敷设隔振沟

图6 建筑物四周隔振沟做法

图7 无磁地坑环圈缝隔振施工做法

3.2.4 设立防振独立地基

以超级电镜系统为例，根据水平和垂直方向的振动特殊要求，在首层大厅处设立12mÍ10mÍ 1.6m的钢筋混凝土独立地基，并在地基周围设立环圈缝。

图8 激光器防振独立地基

另外，每一个无磁地坑本身就是一个具有减振作用的独立设备基础，利用自身的高重量，降低振动频率，从而达到减振的作用。

3.2.5 利用不同回填材料减振

透射电子电镜（TEM）设备基础大小5mÍ 5mÍ1.2m,并分层回填C20混凝土、C25混凝土。

图9 TEM工艺设备基础

为满足科研要求，以减振要求最高的STM楼为例，具体减振措施概括为7项：1）建筑物远离振源；2）地基基础落在卵石②3层；3）建筑物四周设置隔振沟；4）设置独立设备基础即无磁地坑；5）设备基础周围设置环圈缝；6）设置减振平台；7）科研仪器内部多级减振。

3.3 工艺管线的气密性

工艺管线的铺设为各类科研设备的使用提供了巨大的便利，能有效降低科研成本，提高科研产出效率。极低温的实验离不开氦气的供应，氦气是国家的战略资源，目前仅能从美国、英国、俄罗斯等少数几个国家进口，且价格昂贵，工艺管线的气密性能否有所保证将直接影响氦气的回收利用率和成本支出。

装置项目的工艺管线主要有5种，冷却循环水管线分别为供水管和回水管，压缩空气管线，废气排放管线，氦气回收管线。施工前，结合普通管线对工艺管线进行综合排布，做出BIM图，图中应能体现出管线位置排布（应避开门、窗）、管线的检修空间是否充足、公共区域内的工艺管线是否便于维修、管线标识是否正确（冷却循环水供、回水方向，氦气与废气标识要准确）、室外氦气管线的跨度要合理，跨距不能太大以防管道塌陷、室内工艺管线甩口位置及朝向在满足科研需求的前提下尽量保证美观、阀门的位置是否便于操作等。施工过程中，应重点把控管道内壁的清洗及保持、管道连接方式（注意伸缩缝处连接）、焊口焊接方式、管线防腐、保温及固定等。施工进入收尾阶段时，要确保所有氦气管道丝堵做好。所有工艺管线的焊口应由甲方全部验收，装置项目的焊口有3万多个，甲方对这些焊口进行了逐一查验直到全部合格为止。区别于普通气体的打压检漏，氦气非常轻，特别容易泄露，检测过程中就要明确泄露点。具体检测方法如下：冷却循环水管道内充0.8MPa的压缩空气，气体管道内充0.4MPa的压缩空气，保持压力24小时后均采用洗涤灵和水的混合液喷在焊口、阀门和丝扣部位，无气泡产生即为合格。另外，为确保冷却循环水管道不漏水，最后应对整个冷却循环水系统做打压注水试验，管道压力为0.8MPa，管道内注满自来水，以管道无滴水、漏水现象为合格。

3.4 屏蔽室和超净室

对于内部设有屏蔽室的房间，为了提高隔音效果满足降噪条件，四周墙面施工材料均采用灰砂砖，并采用隔音门和隔音窗。对于屏蔽室，为了电磁安全防护，采用焊接式结构，0.3mm（局部 0.5mm）紫铜板作射频屏蔽层，焊接采用氩弧焊或铜焊，1mm高导磁率钢板作磁屏蔽层，龙骨架支撑采用铝合金，并与墙体间作绝缘处理，手动锁紧屏蔽门。电源滤波器、信号转接板、空气供应及通风系统的屏蔽接口均需处理。对于超净室，需在恒温、恒湿和洁净度等指标上满足工艺标准，装置项目根据科研需求设有三种级别的超净室：万级洁净室、千级洁净室和百级洁净室，共有近5000平。超净室施工前对土建的技术要求并不复杂，但要确保施工时严格按图施工，保证相关工艺施工准确到位，例如与超净室连接的预留管线接口位置要准确，预留给超净室施工的空间要充足，配电箱电容、电量供应充足等。

3.5 其他特殊工艺

科研设备运输通道：各楼座外门及内门的净高度应满足设备进场要求，门扇和门框应能自由开启和关闭，以确保设备能够顺利进场。园区内的室外道路在设计时要保证能够承载设备运输时的最大重量，室外进货门前的平台应连接坡道，且坡道要平整，选择恰当坡道材质，砖缝间隙足够小以避免运输过程中对科研设备产生影响，以利重型设备运输。

吊车：吊车的预埋件在主体结构施工时位置须安放准确、轨道与其他管线无碰撞，施工期应根据BIM图进行核实。

室外液氦罐基础：此基础用于承载高压氦气储气装置，重量为25吨，属于重型科研设备。安装时设备四个底脚的螺栓孔与设备基础上方的螺栓要精确对接，而且需要2台重型吊车协同吊装，因此在对液氦罐基础进行施工时，基础上方的螺栓位置需保证与氦气储气装置的地角螺栓孔的圆心吻合。

隔音门：隔音标准最高达到40db，最低35db，且开启状态时无门槛。

通风橱：连接通风橱的材质应采用抗酸、抗碱性材料。

防辐射墙面：四周墙面采用厚粉煤灰砖墙。

炉子间排风：实验室配置了若干炉子用于样品烧制，因此每个炉子间墙面及出屋面需留有通风洞口，出屋面通风设备基础需数量足够且做好预留，保证各炉子间排风能够连成系统和未来增容需求。

4 装置特殊工艺管理体系

在装置项目中，为保证各项工艺指标的实现，土建工程也必须相应提高标准满足工艺需求。在工程的过程管理中，如何将特殊的工艺需求落实、落地，是工程建设的关键。

4.1 甲方现场工艺对接管理方法

4.1.1 事前管理——充分组织协调，架起科研与基建的对接桥梁

工艺施工前，应要求施工方充分审图并做技术交底，重点对接与工艺相关的内容。例如：通风橱和炉子间排风的工艺指标，施工方在对各专业图纸审图后提出问题，甲方现场人员组织科研人员来现场与施工方当面沟通，确认图纸的准确性。科研人员亲自查看现场，有利于确保当前施工内容无误并确认是否具备下一步的施工条件；甲方现场人员应充分利用邮件、微信等信息化工具，建立工作群，使甲方现场人员、相关科研人员、设计院、总包及监理及时了解最新工作动态，并及时更新发布相关施工动态及影像资料等；甲方现场人员应及时告知相关科研人员工程进展，每一道工序经科研人员确认后，可进行下一道工序施工，并做好与科研人员现场对接的各项工作准备，充分发挥好科研和基建的对接桥梁作用。

4.1.2 事中管理——建立健全反馈机制，保证各方沟通渠道顺畅

甲方现场设置专职人员进行工艺对接，发现问题及时与科研人员、设计院、总包管理人员沟通，对现场无法解决的问题，及时上报基建办，若问题仍无法解决，由基建办上报基建领导小组，最终由基建领导小组做出判定。此流程中要保证沟通时效性，确保纸质版设计变更、变更洽商及签证等及时出具，下发到各参建方，并保存发放及接受记录。甲方应设置专人进行对接，关注文件审批进度及领导签字等环节，建立收发文本，各级领导及签收人员签字时日期要填写完整、清晰、准确。施工过程中“样板先行”制度应落在实处，甲方人员应严格监管，在样板合格后方可进行下一步施工。质量验收做好“三检制”，总包自检、监理复检、甲方终检；在检查过程中应留存清单记录，以便后续查验。

图10 工艺施工现场反馈机制图

4.1.3 事后管理——明确责任归属，以案例完善工艺施工方案

对于专业工艺施工环节，要求施工单位选择专业分包进行施工，比如工艺管线施工，没有经验的施工单位施工，会走很多弯路并增加施工成本。

各阶段工艺施工完成后，甲方现场人员应请相关科研人员现场最终复验，确保工艺施工万无一失。对于施工过程中出现的管理问题，要明确责任归属，实行有效的奖惩制度。甲方现场人员应勤做记录，不断总结并完善工艺施工管理方案，为有效推进装置建设积累工程管理经验。

4.2 甲方现场科研工艺全过程管理建议

4.2.1 图纸设计环节需科研人员全过程参与

甲方应设专人组织图纸对接工作，在设计阶段起到与设计院和科研人员的桥梁作用。设计单位应设专人负责工艺审图并组织各专业对图纸进行综合会审，保证科研需求在施工图中充分体现。最终由负责实验系统设计的科研人员进行确认、签字。

4.2.2 工艺现场需及时对接，形成有效“纠错”管理机制

在现场管理过程中，有效的“纠错”机制能够减少产生问题以及形成大问题，包括：1）组织并对接施工单位在施工前进行图纸交底，鼓励其提出问题；2）施工前组织科研人员对如何施工进行现场指导；3）结合图纸及科研人员的要求，施工单位需先做施工样板，经科研人员确认后再大面积施工；4）形成良好的沟通机制，以利于科研人员及时发现和解决问题，对于关键施工工艺，为确保施工质量，科研人员进行旁站监督；5）对于科研人员现场发现的问题，甲方现场人员应做到“三及时”：及时与设计院和科研人员沟通，及时找到解决方案，重大问题及时向基建领导小组汇报；6）甲方对施工方传达指令时，应以文字形式传达（微信、邮件、工作联系单、会议纪要等）；7）工艺部分的隐蔽验收，邀请科研人员参与，并做好对接服务。

4.2.3 所有工艺施工内容应纳入总包合同范围

为了保证施工的安全、进度和质量，所有工艺施工内容，包括吊车、地线和设备基础施工等，都应纳入到总分包管理体系，并委托监理单位对这些厂家的施工进场材料、实验室检测及过程施工等进行监管。甲方现场人员要做好现场的组织和协调工作，以利于各方顺利协作。

5 结语

在大科学工程装置建设过程中，安全、质量、进度、投资控制四个方面都是紧密联系、互相制约的，基建的成功实施是最终装置科研指标实现的基础，所以在过程管理中，每一个问题的科学理念、工程技术解决和管理落地都是需要反复斟酌的。如何在有限的资金范围内保证工程施工目标的实现，也是项目重点考虑的内容。

装置项目土建中工艺部分的实施和管理是一个系统工程，由于工艺要求指标非常高，属于非常规基建内容，这些重难点领域的技术解决方案，包括独立接地、减振、抗电磁干扰、工艺管线等方面，很多都是原创性的，其中集合了各个子系统科学家、工程师、设计单位和现场管理人员的经验和智慧，中间也有反复提炼的过程。

本文主要针对该大科学工程装置建设过程中遇到的工艺难题进行了系统性的梳理，展现了装置项目的工艺实施过程，对重难点领域提供了土建实施的解决方案和管理措施，以期为类似工艺需求的施工项目提供实践参考。

致谢

感谢装置项目总工程师潘庶亨老师、总工艺师景秀年老师、物性表征系统王瀑老师、梁学锦老师、关童老师等对工程技术部分内容的帮助，感谢物理所所有参建科研人员对装置工程建设的支持和帮助。

[1] Colvin J, Larsen J. Extreme physics: properties and behavior of matter at extreme conditions[M]. Cambridge University Press, 2014.

[2] Brewer D F. Progress in Low Temperature Physics [J]. Journal of the American Chemical Society, 2011, 80(4): 1014-1014.

[3] Loveday J. High-pressure physics[M]. High-pressure physics.

[4] Lai D. Matter in Strong Magnetic Fields[J]. Review of Modern Physics, 2000, 73(3): 629-661.

[5] Stockman M I. Solids in Ultrafast and Strong Optical Fields: New Phenomena[C]. Fifth International Workshop on Theoretical & Computational Nano-photonics: Tacona- photonics. American Institute of Physics, 2012.

[6] 李志刚, 金铎, 阎永廉, 等. 我国大科学装置发展战略研究和政策建议[J]. 中国科学基金, 2004(3): 40-45.

[7] 丁洪, 吴奇. 极端条件下的重大科学问题与极端条件设施发展现状及展望[J]. 中国科学, 2014, 10: 1108-1115.

[8] 刘楠, 王炜, 王静, 等. 基于过程方法的大科学装置质量管理流程化[J]. 项目管理技术, 2019, 17(8): 39-44.

[9] 孙礼军, 廖熊, 潘智伟. 国家大科学装置建筑总体布局及建筑设计探析——以中国散列中资源项目为例[J]. 新建筑, 2015, (3): 68-71.

[10] 陈众励, 程大章. 上海光源工程接地技术研究[J]. 防雷接地, 2011, 5(6): 11-19.

[11] 上海建筑设计研究院有限公司. 上海光源工程设计和关键技术介绍[J]. 2006, (6): 1-5.

[12] 郭斌. 上海光源工程-综合管线设计[J]. 建筑节能通风空调, 2011: 220-223.

Construction and Management of the Synergetic Extreme Condition User Facility

Xie Xiaofeng, Sun Yitao, Ke Lei

(Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)

The Synergetic Extreme Condition User Facility (SECUF) is one of the major scientific projects of China’s 12th National Five-Year Plan, and SECUF belongs to the category of large scientific infrastructure. After completion, the project will be the first comprehensive extreme condition user experimental facility in the world to integrate extreme conditions, including ultralow temperatures, ultrahigh pressure, strong magnetic field, and ultrafast time resolution. The infrastructure construction of SECUF should provide a solid foundation with precision higher than that of normal buildings to achieve the “extreme” experimental environments. Such environments include setting up nonmagnetic areas, multischeme vibration attenuations, grounding resistance of less than 1Ω for some devices, and thousands of square meters of an ultraclean chamber. This paper summarizes the effective management methods applied during the SECUF construction period and analyzes the relevant construction techniques.

large scientific infrastructure; construction management; nonmagnetic area; vibration attenuation; independent grounding; ultraclean chamber

2020–04–09;

2020–05–15

谢晓峰（1988–），男，硕士，职员，研究方向为大科学装置管理。E-mail：xfxie@iphy.ac.cn

孙奕韬（1990–），男，博士，职员，研究方向为大科学装置管理。E-mail：sunyitao@iphy.ac.cn

TU712+.2

A

1674-4969(2020)05-0499-10

10.3724/SP.J.1224.2020.00499