這些天,“國之重器”全超導托卡馬克裝置(EAST)正在合肥科學島上進行新一輪的實驗,這個俗稱“人造小太陽”的大科學裝置承載著人類的“終極能源夢”。

　　與此同時,在距離它3公里的合肥未來大科學城里,承載“緊湊型聚變能實驗裝置(BEST)”等一批“國之重器”的園區,也正如火如荼地建設中,創造著一項又一項工程建設的新紀錄。

　　“人生能有幾回搏”!新紀錄背后是成千上萬名建設服務人員保障“國之重器”的勁頭和使命,更是一座城全力以赴服務“國之重器”建設的決心和擔當。

　　2個月前,科學島的科學家們專門為園區建設的工友們舉辦了一場文藝演出,科學家們的手與工人們的手,緊緊地握在了一起。

　　科學家精神與工匠精神的激情碰撞,究竟發生了怎樣的故事?

　　讓我們從BEST出發,一起來揭秘!

　　激情澎湃的西北角

　　初冬的合肥,寒意漸濃。西北之處,激情澎湃。

　　在合肥廬陽區北部和長豐縣崗集鎮南部,有一片熱火朝天的建設工地,正是合肥未來大科學城的核心區。

　　隨著一棟棟巨型建筑的拔地而起,一個個大科學裝置在這片園區里悄然鍛造著“鋼鐵脊梁”。

　　大科學裝置是開展基礎研究、實現科技強國的國之重器。

　　自2017年獲批綜合性國家科學中心以來,合肥牢記“國之大者”,舉全市之力,奮力在科技強國的戰略布局中擔綱承梁。

　　2018年10月,合肥啟動聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施園區建設,由此正式拉開了大科學裝置集群建設的大幕。

　　2021年5月,在省委、省政府的高位推動之下,合肥市委、市政府正式提出合肥未來大科學城的建設方案,統籌規劃80平方公里擴展區和19.2平方公里核心區。

　　在核心區里,分布著合肥先進光源、緊湊型聚變能實驗裝置(BEST)等一批大科學裝置,合肥成為全國大科學裝置較為集中的城市之一。

　　工欲善其事,必先利其器。

　　“攀”科研高峰不易,鑄“國之重器”的園區也不易,建設和打造一流的大科學裝置項目園區,面對著數不盡的挑戰。

　　這種挑戰,許曉梁深有體會。

　　他是同濟大學建筑設計研究院結構專業負責人,從事建筑結構設計行業已近20年,曾參與諸多復雜建筑的設計,如上海世博會主題館、上海博物館東館和上海中心大廈建筑等。

　　然而,面對BEST項目,他坦言,其設計的復雜程度是他的人生第一次遇到。

　　“該項目的難點在于它不僅是給人用的,更是給機器用的。最重的一臺機器,相當于1/6航空母艦的重量。”許曉梁介紹,因為既要滿足大科學裝置的實用需求,又要在外觀上體現建筑的藝術性,打造辨識度高的地標建筑,這對土建設計來說有極大難度。

　　經過兩三年的反復打磨,同濟設計團隊最終拿出了BEST項目的設計方案,設計靈感源于可控核聚變過程本身。

　　從建筑的設計效果圖看,中間部分是氘與氚在強大磁場軌道約束下實現聚變;兩翼猶如南北淝水向中心匯聚融合,暗合“合肥”稱謂,也寓意科技英才在此匯聚、追夢。

　　外觀設計就如此艱難,內部系統的構建就更加復雜。

　　在正在施工的BEST項目建設現場,記者順著腳手架向下爬,來到了地下負16米的位置,這里是BEST項目冷卻系統的一間排灌室。在這間約600平方米的房間內,墻體、屋頂和地面分布著大大小小約三四百個預埋件。

　　“在冷卻系統的安裝和調試中,由于科研需求和數據的新變化,往往需要調整預埋件的位置,牽一發而動全身,這使得建筑工程也必須做出相應的調整。”中科院等離子體所機械工程師張濤濤介紹。

　　這種“不確定性”給項目建設帶來極大的挑戰。

　　合肥市濱湖科學城管理委員會工程建設處處長張超介紹,有別于一般的房建項目,BEST項目擁有23個科研工藝系統,僅預埋件就有2.6萬多個,工藝系統極為復雜且充滿變化,對建筑工程要求標準極高。

　　超深基坑、超大直徑、超大跨度、超大平面大體積砼,超高預應力剪力墻……張超將BEST概括為“5超施工”。

　　“工藝設備與建筑要嚴絲合縫且須一次成功,無試錯的可能和容錯的空間。”張超感慨,放眼全國,BEST項目建設無先例可循。

　　尚無先例的建設突破

　　“國之重器”承載著科學家們的夢想,而保障服務“國之重器”的建設,注定就是一場敢于創新、勇于挑戰的“硬仗”。

　　走進BEST項目工地,張超口中提及的“5超施工”有了具象感。

　　隨處可見一根根聳立的鋼筋和一面面大體積混凝土,鋼管縱橫交錯,搭建成一個個腳手架,穿梭其中,宛若一個巨大的“鋼鐵森林”。

　　與普通建筑相比,這里的基建設施都屬于“大個子”,往往一根鋼筋就重約200斤,需4人合力搬運操作。

　　BEST項目建筑體量大,占地面積約244.64畝,建筑面積約15.37萬平方米,有望率先建成世界首個緊湊型聚變能實驗裝置,對加快實現聚變發電具有重要意義。

　　“建設過程中,需要大量用到大體積混凝土。”合肥未來大科學城建設投資有限公司工程管理部副部長、BEST園區項目辦副主任王兵說。

　　以承載BEST主機的底板為例,根據BEST主機的體積和重量,底板最厚處段達10.1米,墻體厚度須在1.5至2米之間。這種超大體積的混凝土澆筑在國內尚無先例。

　　沒有先例借鑒,那就自己摸索。

　　今年年初,科學城管委會工程處與BEST項目辦赴上海邀請院士專家進行技術指導,成立院士科研攻關團隊,經過兩三個月的實驗,研發出低溫升、高抗裂混凝土配比方案,確保混凝土成型質量。

　　4月25日,BEST項目底板迎來第一次混凝土澆筑。一輛輛滿載60噸混凝土的車,不間斷地在施工現場往來了170多次,順利完成了第一次混凝土的澆筑任務。

　　一邊是超大體積的混凝土澆筑,另一邊是安裝誤差須達到“毫米級”。“巨大”與“精細”這兩個矛盾體,集成在BEST項目的建成過程,考驗著建設服務保障團隊。

　　在BEST項目的核心區,有一個巨大的基坑,底部區域豎立著16根粗大的無磁鋼柱,每根鋼柱長約7m、重約20噸。按照科學家們提出來的建筑規范,鋼柱在吊裝時定位誤差在負2毫米至正5毫米之間,且表面要求絕對平整。

　　“我們曾先后嘗試吊裝了多次,都以失敗告終,始終不能保證誤差在允許范圍。”王兵說,在建筑行業內,鋼結構誤差是以厘米計算,但現在一下子縮到毫米級。

　　近乎“苛刻”的精度要求,讓工程建設一度陷入困境。

　　“是不是測量工具有問題,超出了建筑測量儀器的精度范圍。”這一大膽猜測讓建設保障團隊重燃信心。他們向科學島借來了用于實驗的精密測量儀器,一種國內領先的全站型激光跟蹤儀,并在吊裝后通過“一次初校、二次細校、三次精校”,終于確保了安裝的精準度,保障后期工藝能夠做到嚴絲合縫。

　　一個個難題的頑強攻克,一項項工程的有力推進。看著每天都在不斷向上“生長”的園區,合肥市濱投公司總工程師王鋒不由感慨:這不僅是一片建設項目,更像是一個“生命體”。

　　“設計建造的過程就是其產生成長的過程,就像人生,都是一次性的,特別是重大的投資項目,不可能說建壞了推倒重來。”王鋒說,團隊始終堅持樹立“工程建設項目”為核心的建設管理理念,把這一項目當作生命體,摸準它的脈搏,隨著它的跳動與需要,以問題為導向,找準原因,及時調整,以保障和服務“國之重器”建設的責任感和擔當感,全力以赴確保建筑與工藝的高度融合。

　　一場體制機制的創新與變革

　　“高度融合”,既是對建筑工藝的要求,也是對各方協作的極致考驗。

　　在BEST項目現場,每天都有1000多名建筑工人精密施工、有序推進。他們是建筑行業的佼佼者,有曾經承建國家體育場(鳥巢)的班組,也有參與上海西站建設的班組等,均有豐富的大型項目建設的經驗。

　　2.5個標準足球場大小的作業面被分成17個區域,鋼筋工、木工、瓦工、腳手架工等工種分配到各個區域內流水作業,一道工序接一道工序,既互相競賽又優勢互補,BEST項目的施工進度比原計劃提前2個月左右。

　　工期提前是一種“結果”,一套科學的工作方法和機制體制是高效施工的“內因”。

　　“一線解決不了的問題,管委會立馬接手,再不能解決,市里立馬接手。”濱湖科學城管委會相關負責人介紹,為進一步加強合肥未來大科學城建設和管理領導小組的力量,合肥建立了三級調度機制——

　　市委市政府主要領導重點調度,多名副市長分別負責日常工作調度、資金調度、規劃建設工作調度,做到分工負責、高效運轉、協同發力。

　　而在建設最前線,濱湖科學城管委會創新了7項工作機制——

　　一線工作法、建筑與工藝聯動設計及BIM互查、日調度周調度月總結、第三方質量安全巡查、高水平專家團隊咨詢、全過程聯合驗收、廉潔工程。

　　這些工作機制有力保障了BEST項目高質高效建設。

　　其中最為高效的是,BEST項目打破了以往設計單位、建設單位和使用單位分頭作戰的工作模式,實施“三師一線工作法”,把辦公室搬到了工地,讓科研單位的總工藝師、建設單位的總工程師和設計單位的總建筑師駐扎一線,施工過程中遇到問題,隨時碰頭、就地解決。

　　鄭磊是中科院等離子體所工藝系統協調負責人,BEST項目啟動后,他的辦公室就搬到了工地附近的簡易房。

　　在他的電腦上,顯示著BEST項目的建筑模型,這正是合肥大科學裝置集中區建設中引入的BIM循環工作法。

　　通俗概括,BIM技術讓工程現場可視化,將建筑二維圖紙轉化為三維模型。

　　“依托中科院等離子體所約400人團隊,建立工藝系統設備總體BIM模型,與基建工程BIM進行結合,相互檢查。”鄭磊介紹,整個過程中,設計BIM、施工BIM、工藝BIM三方會校核百余次,檢查校正干涉碰撞近千處。

　　以安裝工藝門為例,安裝之前,項目團隊利用BIM技術模擬,發現工藝門會碰到許多預留的管線,并且墻體的承重不足。結合反饋的數據,項目團隊相應調整管線預留位置,加固連接工藝門的墻體,將可能發生的問題解決在“未然”。

　　將辦公室“搬到”工地的還有建設保障團隊。

　　離BEST項目工地不到百米之處,有一處閑置的樓房,隨著工地的開工,這里已成為辦公樓。濱湖科學城成立的規劃設計、工程建設等6個工作組,近70名建設保障精銳力量,每日都在現場調度項目建設的各項工作。

　　隨著大科學裝置建設的推進,一場因保障大科學裝置建設而掀起的體制機制改革也正如火如荼開展。

　　合肥濱湖科學城正以體制機制改革為牽引,推動“小管委+大公司”的運營機制改革。

　　未來,他們將進一步放開手腳,讓科技打頭陣,把創新作為最大政策,建成科研要素更集聚、技術創新更活躍的一流科學城。

　　人生能有幾回搏

　　今年10月,在聚變堆園區的大報告廳,舉辦了一場京腔徽韻專場演出。臺上站著致辭的科研人員,臺下坐著200多名建設工人。

　　這是一場由合肥“科學島”科研人員籌辦的晚會,以“戲”的方式,感謝和慰問參與大科學裝置建設的工友們。

　　回憶起這場晚會,李天波仍然心情激動。來自四川的李天波是BEST項目建設班組的小組長。今年初,當他得知BEST項目時,便主動向公司請纓。

　　“因為這個項目,我們和科學家們的手,緊緊握在一起。他們的夢想,也是我們的使命,能參與國之重器的建設,這是建筑人的榮譽。”李天波感慨道。

　　通道口設有刷鞋池,不能帶土塵入基坑;施工現場人員的鞋底須清洗,避免防水層受到污染;每根無磁鋼筋的端頭“戴”保護帽,保護磁導率……對項目建設的難度,李天波早有心理準備,令他意外的是施工細節處處“較真”。但他和工友們都深知,“較真”是以精細化的措施,提高項目施工質量。

　　這種“較真”,也體現在科研人員身上。

　　在工地上,大家經常可以見到院士、教授等科研人員的身影,他們背著測量儀器,跳進深坑、趴在工地上測量預埋件的安裝精度。“每次看他們測量,我們就像是經歷一場考試,從他們的表情和頻頻點頭,我們知道考試是通過了。”

　　一次次的過關,一次次的滿意,便有了文章開頭那一幕——科研人員專門舉辦晚會,感謝和慰問工友們。

　　創新求實的科學家精神感染著團隊,周到貼心的后勤保障服務也溫暖著大家:酷暑時的清涼風扇、綠豆湯、冰西瓜;寒冷時的暖氣空調、食堂火鍋,還有24小時開放的工友服務中心等,這些讓工地上1000多名“李天波”有了家的感覺。

　　油然而生的使命感和自豪感,形成強烈的內生力,激勵著建設團隊全力以赴。如今,這片合肥郊外的西北之地,正在蛻變出一座最美科學城:

　　從空中俯瞰,合肥先進光源園區宛如一只觀察微觀世界的“眼睛”;聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施園區像是一朵綻放的三瓣花朵;緊湊型聚變能實驗裝置項目外形,酷似聚變過程中原子核的運動軌跡……未來,它們是一件件助力科研人員攀登科研高峰的“國之重器”,也是一座座以工匠精神打造的城市地標——在這片熱火朝天的工地上,科學家精神和工匠精神實現了“雙向奔赴”。

　　截至目前,BEST項目已完成工程建安總投資的20%;合肥先進光源園區主體建筑3200多根樁基施工已完成,大體積混凝土底板澆筑已完成90%……在19.2平方公里核心區的合肥未來大科學城,已全面實施9個大科學裝置(已建成3個、在建3個、預研3個)、深空科學城、科學家小鎮、中科大天都校區等標志性項目和29條路網項目。

　　一座科研“圣地”、田園耕地、旅游勝地相得益彰的世界一流科學城正在逐漸展現。

　　在有形的建筑正熱火朝天推進之時,另外一項無形的設計也在有序開展——為高效推動大科學裝置“沿途下蛋”,推動成果轉化的相關頂層設計同步進行,蓄力新質生產力,結出更多“科研碩果”。

　　牢記“國之大者”,保障“國之重器”,服務“國之棟梁”。

　　如果說夢想是科學的翅膀,那么這里是夢想起飛的地方。在合肥未來大科學城,無數科研人員和建設保障人員正以“人生能有幾回搏”的勁頭和擔當,放開手腳創新創造!