科技日报记者 何 亮
10月的深秋，小兴安岭层林叠翠。列车从哈尔滨站驶出，沿着刚刚开通运营的哈伊高铁一路向北。窗外景色从平原渐变为起伏的山林，直到一座白色站房从林海尽头浮现出来，这就是我国纬度最高、最北端的高铁站——伊春西站。
这座地处北纬47°43′的车站，是我国首个在高寒地区多年冻土层施工建设的高铁站房，站房造型为国内罕见的超大悬挑空间曲线弧形柱结构——76度超大坡度流线型屋面可快速导排积雪，13米大跨度挑檐呈水波造型，能高效分散暴雪重压与强风冲击。建设团队通过材料革新、工艺升级、智能防护等多重技术攻坚，逐一攻克冻土、低温、强风三大建设难题，以全套定制化建造技术，让这座高铁站稳稳屹立北疆冻土之上。
新型胶凝材料根治冻害
冻土施工，是高寒地区基建的世界性难题，也是伊春西站建设最大的技术卡点之一。
哈伊高铁站场区域广泛分布不稳定岛状多年冻土，最大冻结深度可达3米，冻土斑块零散分布、厚薄不一。独特的地质条件造就了“冬冻隆起、春暖融沉”的循环病害，极易造成地基不均匀沉降，直接威胁站房整体结构安全和长期稳定运营。
“国内传统冻土治理大多采用保温、换填等被动防控手段。这种手段短期可勉强稳住工况，时间一长依旧会出现冻胀、沉降问题，无法满足高纬度极寒高铁站房的建设和运营标准。”中铁建设项目总工程师胡成坤介绍，老旧技术的局限性，让项目团队必须突破固有技术路径。
为根除冻土冻害顽疾，中铁建设联动哈尔滨工业大学教授凌贤长团队和冰冻圈科学与冻土工程全国重点实验室，组建专项科研攻关小组，立项开展防冻害新材料专项试验研究，目标直指研发新型矿物基胶凝材料。
团队成员从水化胶结反应入手，一遍遍调试材料配比，在实验室模拟伊春当地冷暖交替的冻土环境，历经数百组土体配比试验、冻融模拟测试，成功研发出国内首个防冻害矿物基类胶凝材料及制造技术。
该新型胶凝材料掺入地基软土后，可精准填充土壤内部微米级孔隙，将零散的土体颗粒牢牢粘结、压实。同时它能彻底封堵地下水渗透、运移的所有通道，直接切断“冻胀—融沉”的恶性循环。
“这项技术最大的突破，是让寒区冻土防控从被动防御转向主动根治，补齐了国内寒区冻土专用胶凝材料的理论短板和应用空白。”胡成坤说。
装配式工艺破解施工短板
伊春，全年有5个月平均气温低于-10℃，有效施工工期仅约180天，极寒低温、超长冬期、短促窗口期是施工最大的环境制约。
常规高铁站房的雨棚搭建，普遍采用露天现浇混凝土工艺。但极寒环境下，低温会直接导致混凝土冻裂、强度衰减、养护不达标，施工周期长、容错率低，工程质量难以保障。
雪上加霜的是，北疆冬季降雪量大、积雪留存久，常规现浇屋面易积雪结冰，反复冻融循环会持续侵蚀结构，引发屋面破损、渗漏等病害。“传统工艺完全适配不了北疆极寒工况，我们将破题之法押注到装配式工艺。”中铁建设项目负责人施钦伟说。
在我国南极秦岭站，装配式建造技术已经接受两个冬季的风雪考验，成熟的技术探索为施钦伟吃下定心丸。项目团队在国内高寒高铁站房中，首次大规模应用自主研发的装配式雨棚施工工艺，将传统露天现浇作业，升级为“工厂恒温预制、现场机械吊装”的分体施工模式。
“所有雨棚构件全部在标准化恒温厂房内完成浇筑、养护、定型，全程避开户外低温冻害影响，从源头杜绝混凝土冻裂、强度不足等质量问题。”施钦伟告诉记者，这套新工艺解决了极寒地区现浇施工养护难、质量不稳定、工期不可控的痛点。
此外，受西伯利亚冷空气持续输送与小兴安岭地形狭管效应叠加影响，伊春常年大风频发。强风会加速建筑热量流失、放大冻害影响，站房围护结构缝隙多、密封性差，普遍存在漏风严重、散热快、墙体结霜、采暖能耗高等问题，常规保温防风措施根本无法适配北疆极端环境，严重影响站房候车体验与长期服役寿命。
“极寒和强风是双重考验，单一保温或者单一防风都治标不治本，必须搭建一套立体闭环的防护体系。”中铁建设装饰装修负责人段永岗说。
如何应对极端复合工况？项目团队创新搭建全闭环立体化保温防风体系，通过特种材质升级、精细化密封施工、智能温控联动三重技术优化，打造适配极寒强风环境的立体防护屏障。
“材质升级是第一道防护屏障。”段永岗介绍，站房南北立面共计一万平方米幕墙，全部采用高性能三玻两腔双中空隔热特种玻璃，搭配加厚外墙保温层与强化抗冻铝板漆膜，多层复合结构大幅提升站房隔热阻寒、抗风耐冻性能，可有效阻隔-40℃极端低温气流侵入，最大限度锁住室内热源。
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