江镕

2023年12月7日，中國錦屏地下實驗室二期極深地下極低輻射本底前沿物理實驗設(shè)施（以下簡稱“錦屏大設(shè)施”）土建公用工程完工，具備實驗條件。這標志著世界最深、最大的極深地下實驗室正式投入科學運行。

由于地理位置特殊，所以該項目設(shè)計和建設(shè)難度都可謂非同尋常、前所未有，不僅要防抗2400米深度的地下水侵蝕，同時也要能阻擋氡氣侵蝕、抵御輻射干擾。

“我們科順有幸參與了錦屏地下實驗室工程的防水排水建設(shè)，還是感覺很自豪的。同時我們也研發(fā)出了國內(nèi)第一款用于耐根穿刺防水卷材的阻根劑，突破了國外對我們國家的‘卡脖子難題?！币粊淼娇祈樂浪萍脊煞萦邢薰荆ㄒ韵潞喎Q“科順”），該公司的副總裁葉吉便向筆者介紹說。

作為一家成立于1996年的廣東佛山順德本土企業(yè)，經(jīng)過20余年來深耕，科順已經(jīng)位列全球建筑材料上市公司百強，在持續(xù)研發(fā)和創(chuàng)新的過程中，不斷致力于服務(wù)國家大項目建設(shè)，突破技術(shù)瓶頸，喊出了“防水，我們只做一次！”的響亮口號。

一項工程? 為國爭光

錦屏地下實驗室位于四川涼山錦屏水電站錦屏山隧道中部地下2400米處，以錦屏山為天然平臺，以水電站深埋長隧洞為基礎(chǔ)，錦屏大設(shè)施屬于該實驗室的二期項目。

與國際上其他地下實驗室相比，錦屏大設(shè)施擁有多項“世界之最”——它埋深“最深”，深度相當于800層樓的高度；容積“最大”，為33萬立方米，是世界第二大地下實驗室意大利格蘭薩索國家實驗室的1.8倍；輻射本底最低、宇宙線通量最小，具備“極低環(huán)境氡析出”“極低環(huán)境輻射”“超低宇宙線通量”“超潔凈空間”等多種優(yōu)勢，是全世界空間最大、覆蓋最深、屏蔽水平最好、配套最完善的“四最”地下實驗室。

據(jù)相關(guān)專家介紹，深地實驗室是為國家提供綜合性重大基礎(chǔ)科學和應(yīng)用科學的研究平臺，建設(shè)和發(fā)展深地實驗室值，對于推動我國重大基礎(chǔ)前沿課題的科學研究意義重大。錦屏地下實驗室開展的研究將助力我國在暗物質(zhì)研究和核天體物理研究領(lǐng)域進入全球第一方陣。

錦屏大設(shè)施工程是項世界級挑戰(zhàn)，位于地下2400米深處，其規(guī)模與深度均為全球之最，而且地下空間洞壁水壓極大，涌水、滴水及其普遍，防水面臨極大難題。

在這樣極端的環(huán)境下施工，不僅要應(yīng)對地下水的侵蝕，還需防御氡氣和其他輻射的干擾。為此科順在參與地下實驗室工程的防水排水建設(shè)過程中，創(chuàng)新性地提出了一套抑氡低本底防排一體化解決方案。

“一切物質(zhì)都有不同強度的本底輻射，本底輻射主要包括宇宙射線和自然界中天然放射性核素發(fā)出的射線，將干擾暗物質(zhì)及無中粒子雙貝塔衰變等概率極低事件的物理探測。為保障未來科學實驗的精度，需充分研究材料的本底特性，所以所有建筑材料均需特殊定制，且精準控制材料用量，確保本底輻射最低。這是錦屏大設(shè)施項目的第一個重難點。”

科順相關(guān)技術(shù)人員告訴筆者，為降低輻射本底，必須減少水泥用量，采用噴錨結(jié)構(gòu)，而且結(jié)構(gòu)表面凹凸不平，又有大量錨桿，所以不能使用現(xiàn)有隧道的防水工藝。

“同時巖體自身及巖壁滲水中會持續(xù)析出一種氣體——氡氣，氡氣及其衰變子體具有強烈放射性，會對實驗探測裝置形成干擾。所以必須采取密閉、通風、凈化、防水等方式對地下實驗空間的氡及其子體進行控制，其中防水是抑氡的關(guān)鍵。因此也成為錦屏大設(shè)施投資最大的一個分項，總價超過1億元?！?/p>

科順采取的方案是首先采用35厘米厚的納米仿鋼纖維混凝土進行澆灌，以增強結(jié)構(gòu)的強度和耐久性。接著鋪設(shè)20米高的HDPE凹凸排水板，并采用雙縫熱楔焊接工藝進行連接。這種材料經(jīng)過特殊定制，其性能遠超國家標準，并已通過輻射低本底安全檢測。

在排水板的固定方面，經(jīng)過多次研究與實踐，科順最終選擇了以膨脹螺栓固定的方式，確保排水板能夠長時間穩(wěn)固地附著在巖壁上。在螺栓打孔位置，還進行了多重防水處理，涂抹了聚氨酯密封膠、環(huán)氧界面膠、高粘抗滑防水涂料等材料，以確保防水效果。

最后，科順又通過鋪設(shè)HDPE土工膜復(fù)合片材、噴涂速凝液體橡膠防水涂料和摻纖維素混凝土，形成了完整的防水屏障。

“整個工程不僅確保了實驗室的安全性和耐久性，也展現(xiàn)出科順在防水技術(shù)方面的實力，能參與這么大型而又特殊的工程建設(shè)，我們還是感覺是對自身很大的肯定。，是一份難得的榮譽”該技術(shù)人員自豪地說。

一方“綠洲”? 防排兼優(yōu)

海綿城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對雨水帶來的自然災(zāi)害等方面具有良好的彈性，也可稱之為“水彈性城市”。

2016年，科順便研發(fā)出雨水管理系統(tǒng)1.0版本；2021年，科順又上線“綠洲”綠水管理系統(tǒng)2.0版本；到了2023年，為積極響應(yīng)國家海綿城市建設(shè)和“3060”雙碳目標，科順又自主研發(fā)和升級了科順綠洲3.0版本雨水管理系統(tǒng)。

筆者了解到，這一智慧系統(tǒng)結(jié)合了海綿城市“滲、滯、蓄、凈、用、排”的六字方針，將防水、排水、蓄水凈化等功能融合一體，能有效把種植層內(nèi)超飽和的雨水通過虹吸系統(tǒng)進行有組織高效排放，收集再利用，實現(xiàn)了城市雨水從下滲到回用的全周期管理。打破了傳統(tǒng)雨水收集系統(tǒng)只能收集地表水及部分滲入水的局限，能將地表水、滲入水統(tǒng)—排放并收集，并保持種植頂板（屋面）水位處于較低水平，保證土壤的透氣性及透水性，使植物根系正常生長。所以可以廣泛應(yīng)用于車庫頂板、建筑屋頂、地鐵廣場、地下廣場、人防工程和綜合管廊等。

據(jù)相關(guān)技術(shù)人員介紹，科順綠洲雨水管理系統(tǒng)主要由種植復(fù)合防水系統(tǒng)、防護虹吸排水系統(tǒng)和雨水收集利用系統(tǒng)組成。

在種植復(fù)合防水系統(tǒng)中，耐根穿刺防水層是關(guān)鍵。因為傳統(tǒng)的防水卷材以及普通的高分子防水材料和各類防水涂料都不具有抗根性能，很容易被植物根尖穿透，造成建筑體破壞和滲漏，都無法滿足建筑種植系統(tǒng)的要求。

葉吉說，一般來說，耐根穿刺防水層有物理阻根和化學阻根兩種方式。物理阻根就是以卷材的抗刺穿強度作為阻根方法；化學阻根則是在防水卷材生產(chǎn)過程中，加入化學阻根劑。

“此前，我們使用的阻根劑全部依賴進口，每公斤達到了四五百元人民幣，對于我們下游企業(yè)來說是不小的負擔。后來我們就依靠自己的團隊努力研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新產(chǎn)品，成為國內(nèi)第一家生產(chǎn)該類產(chǎn)品的企業(yè)，打破了國外的壟斷，突破他們對我們的“卡脖子”。用這種阻根劑生產(chǎn)的耐根穿刺防水卷材不含增塑劑，施工及使用中無污染，還可回收利用，屬于環(huán)境友好型產(chǎn)品。”

由科順自主研發(fā)出的阻根劑，每公斤售價只有一百多元人民幣，不但使本企業(yè)的生產(chǎn)成本大大降低，也能幫助國內(nèi)其他同類型企業(yè)，減少他們的支出，可以說是做了一件一舉多得的好事。

在防護虹吸排水系統(tǒng)中，科順采用了自主研發(fā)的高密度聚乙烯防排水保護板（以下簡稱“高密度保護板”），這種板材的優(yōu)勢在于每平米自重只有1100—1900克，可以極大降低種植頂板荷載；還可以提供快速高效的排水保證和可靠的柔性保護；材料本身具備良好的不透水性可以增添一道防水效果，同時自帶土工布，省去過濾層的施工。

“有了高密度保護板，我們的防護虹吸排水系統(tǒng)只需要6層結(jié)構(gòu)就可以達到傳統(tǒng)種植屋面排水系統(tǒng)十幾層結(jié)構(gòu)的效果，降低了系統(tǒng)性風險，更減少了工程造價。”葉吉告訴筆者。

為了更好地滿足不同應(yīng)用場景的需求，在雨水收集利用系統(tǒng)方面，科順設(shè)計了主要應(yīng)用于城市小區(qū)花園、綠化帶等的普通型雨水收集模塊；應(yīng)用于廣場、人行通道、停車場等的加強型雨水收集模塊，其他特殊地段還可以根據(jù)實際抗壓強度選配定制。

雨水收集利用系統(tǒng)在地下安裝一個由若干雨水模塊組裝而成雨水蓄水池，通過匯總管對雨水進行收集，之后雨水凈化裝置對雨水進行凈化處理，達到符合設(shè)計使用標準，再將水通過水泵出水管連接到地面。

由于屋頂雨水雜質(zhì)、泥沙及其他污染物較少，相對干凈，所以通過棄流和簡單過濾后就可以直接排入蓄水系統(tǒng)。經(jīng)過處理后，可用來沖洗廁所、澆灑路面、澆灌草坪、水景補水以及用于循環(huán)冷卻水和消防水。

葉吉說，科順綠洲3.0通過將傳統(tǒng)建筑產(chǎn)業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)+數(shù)字經(jīng)濟相結(jié)合，使得海綿城市建設(shè)在應(yīng)對各種復(fù)雜環(huán)境變化和自然災(zāi)害等方面更具智慧和“彈性”，非常契合新形勢背景下國家數(shù)字化建設(shè)、高質(zhì)量發(fā)展的理念，將為促進國家全域推進海綿城市建設(shè)快速發(fā)展貢獻力量。

一次防水? 惠及萬家

針對很多工程因防水層不過關(guān)，需要反復(fù)修繕的情況，科順提出了“一次防水”技術(shù)系統(tǒng)，從建筑整體性和全局結(jié)構(gòu)出發(fā)，致力于防水與建筑同壽命，為業(yè)主提供長達30年的防水保障。同時投入大量的人力物力用于新工藝新材料新產(chǎn)品的研究開發(fā)。

據(jù)科順相關(guān)技術(shù)人員介紹，APF-C預(yù)鋪式高分子自粘膠膜防水卷材是科順的拳頭產(chǎn)品，這是一種專門針對地下工程采用預(yù)鋪反粘法施工時研發(fā)的一種性能優(yōu)越的多層復(fù)合防水材料。

“預(yù)鋪反粘是相對于傳統(tǒng)鋪貼而言，簡單來說傳統(tǒng)鋪貼是卷材粘結(jié)面朝下粘貼在基層上，而預(yù)鋪反粘是卷材粘結(jié)面朝上粘貼在主體上。

傳統(tǒng)鋪貼將防水卷材粘貼在基層上，防水層與結(jié)構(gòu)本體的縫隙造成防水層與結(jié)構(gòu)的分離，防水層一旦破壞，水到處竄流，不易找到滲漏點，維修困難。而且，防水層依附在墊層上，墊層作為胎膜容易受破壞，進而造成防水層大面積失效。而預(yù)鋪反粘將防水卷材粘貼在主體上，就像建筑主體的‘皮膚，防水層與結(jié)構(gòu)層粘結(jié)牢固，無竄水隱患，且容易明確滲漏點，容易維修。只有防水層破壞處正好與結(jié)構(gòu)缺陷部位吻合時才出現(xiàn)漏水，出現(xiàn)漏水點也不會導致防水層大面積失效?！?/p>

而且預(yù)鋪反粘對基層要求低，不受天氣及基層潮濕影響，卷材也可以直接粘結(jié)在結(jié)構(gòu)層上，節(jié)省材料，同時安全環(huán)保、無毒無污染。

位于云南昆明的中鐵總部大廈是中鐵集團的地標性區(qū)域總部。這座建筑總面積23.8萬平方米，地下3層、地上40層，建筑高度226米。在施工過程中，科順的一個關(guān)注點就是該大廈防水層與其他構(gòu)造層次的合理設(shè)置。他們認為提供高性能、高品質(zhì)防水材料，能夠更好保證工程質(zhì)量，加快工期。同時合理優(yōu)化構(gòu)造層次，也能幫助業(yè)主方減少投資、易于質(zhì)量管理，在其后長期的使用過程中，良好的防水保障更能延長建筑壽命，助力項目價值提升。

“屋面防水原設(shè)計是先做找坡及保溫層，然后再做涂膜與卷材防水。后來我們的施工團隊與設(shè)計團隊經(jīng)過多重考慮與分析，認為設(shè)計可以再優(yōu)化，改成先在結(jié)構(gòu)面上施工一道涂膜防水，接著施工找坡層和保溫層，保護后再做3.0+3.0毫米自粘卷材?！笨祈樝嚓P(guān)技術(shù)人員告訴筆者。

最終，這種“夾芯式”的防水設(shè)計，兼具了倒置式屋面的防水安全和正置式屋面的保溫效果，合理的優(yōu)化方案得到了項目各方的高度評價。

從核電站到航天基地，從摩天大樓到地鐵工程，從奧體中心、水立方、大興機場到港珠澳大橋、白云機場、廣州白云站……科順一站式防水解決方案已應(yīng)用于中國乃至世界諸多重要工程。

常規(guī)傳統(tǒng)防水卷材在對抗基層形變時，存在較高斷裂風險，在與傳統(tǒng)防水涂料復(fù)合應(yīng)用時又較為單一，無法與聚氨酯、丙烯酸等材料形成可靠復(fù)合。

針對市場需求與痛點，科順致力于研發(fā)新工藝、新材料，開發(fā)出有別于傳統(tǒng)卷涂復(fù)合應(yīng)用的新工藝，除傳統(tǒng)復(fù)合應(yīng)用的涂料外，還可與聚氨酯、丙烯酸等多種柔性防水涂料實現(xiàn)高強度的復(fù)合應(yīng)用。

同時打造出了可以有效抵抗基層變形、具有防滑性能，又能與多種柔性防水涂料復(fù)合的纖維增強型高分子濕鋪防水卷材。這種卷材通過特質(zhì)纖維增強網(wǎng)，可以有效提升卷材防滑效果，讓人能夠在濕滑表面輕松行走，在坡屋面、傾斜基面等場景下作用更加顯著

2024年4月，由科順研發(fā)的全新非瀝青基強力交叉膜預(yù)鋪高分子防水卷材正式登場。這種材料具有抗拉能力強、延伸率高、耐撕裂、施工方便等特點，特別是相較于傳統(tǒng)瀝青基產(chǎn)品，成分更純凈也更環(huán)保、產(chǎn)品持久耐水，可自愈修復(fù)2毫米以下破損。

據(jù)葉吉介紹，為了更好改變目前家裝行業(yè)良莠不齊的現(xiàn)象，去年以來，科順也開始從事家裝建材產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。產(chǎn)品涵蓋了防水涂料、瓷磚膠、美縫劑、加固劑、維修堵漏等產(chǎn)品品類，專業(yè)解決家庭內(nèi)包括廚房、衛(wèi)生間、外墻、陽臺、屋面和水池在內(nèi)的六個區(qū)域的防水鋪貼問題。

葉吉說：“我們也希望能把科順在其他領(lǐng)域的好經(jīng)驗、好工藝、好產(chǎn)品應(yīng)用于家裝行業(yè)，為消費者帶來更多專業(yè)優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)，創(chuàng)造更舒適便捷、環(huán)保安全的日常體驗?！?/p>