在我国高寒地区，如东北、新疆等区域规划建设抽水蓄能电站，其极端严寒气候（低温可达-50℃）对混凝土面板堆石坝的抗裂、抗冻性能提出了前所未有的严苛要求，冰推、冰拔、冻融循环等威胁，时刻考验着大坝的长期安全与耐久性。

面对这一重大挑战，北京院凭借在抽水蓄能领域深厚的技术积淀和引领地位，依托辽宁清原抽水蓄能电站等，开展系统性、开创性的严寒地区混凝土面板堆石坝抗冰冻关键技术攻关，解决了材料低温硬化、脆断和离缝问题，构建了适应严寒地区的混凝土面板防渗设计体系。

超高性能抗冻抗裂面板混凝土。严寒地区的巨大温差和反复冻融，是面板开裂的元凶。北京院利用“大型水工极端气候模拟器”，精准复现-40℃、低湿、大风的极端环境，历经大量试验，终获突破，首创适用于严寒地区的面板混凝土最佳配方。混凝土抗冻等级达到F400标准，极限拉伸值、劈拉强度、抗裂性能显著提升。清原抽水蓄能电站下水库大坝面板混凝土采用北京院研究推荐的混凝土配合比，面板外观的平整度实现混凝土“镜面”效果，历经数冬，面板裂缝极少，抗冻融性能创行业标杆。

可压缩型表层止水结构与超低温密封材料。针对传统锚固型及涂覆型表层止水结构型式运行中揭露的问题，北京院首创的可压缩型表层止水结构，巧妙融合上部手刮聚脲、中部可压缩棒与下部塑性密封填料。这一独特设计，成功通过严苛的冰层挤压试验及三维大变形（张开、错动）试验验证，展现出卓越的变形适应能力和抗冰挤压性能，完美解决严寒结冰环境下面板接缝的密封难题，并已在清原抽水蓄能电站成功应用。

北京院采用全新基体树脂，制备了一种在极低温度条件下具有良好塑性变形能力和粘结性能的有机硅塑性嵌缝密封材料，研究了-50℃条件对其拉伸粘结性能、针入度、流淌值的影响规律，试验表明：-50℃针入度仍大于110（1/10mm），断裂伸长率超300%，300次- 50℃冻融循环后仍具有≥300%的断裂伸长率。由此可见，有机硅塑性嵌缝密封材料可以满足严寒环境（-50℃）的使用要求。

北京院创新提出有机硅保护盖片，其采用与塑性填料相同的超支化有机硅树脂作为基体材料，通过交联剂交联，增强其力学性能并降低吸水率。它与可压缩结构、超低温塑性填料强强联合，共同铸就一道适应变形、持久密封、无惧冰封的终极防线，为高寒地区抽水蓄能电站大坝安全运行保驾护航。

面板表层抗冰冻材料。库区厚冰随水位涨落产生的巨大冰推力、冰拔力，是水位变动区面板的噩梦。北京院成功研制氟改性聚氨酯防冰涂料，赋予面板神奇“不粘”特性。该材料冰粘附强度小于0.1MPa，涂层冰粘附强度变化率小于±3.34%，与混凝土粘结强度大于2MPa，涂层低温（-50℃）断裂伸长率为150%，表明具有良好的防冰效果。其对施工环境和设备要求较低，施工窗口宽。

在清原抽水蓄能电站应用结果显示，其表现出良好的防冰雪性能，可为严寒区面板堆石坝的防冰冻设计提供了新参考。目前，该材料也已在易县抽水蓄能电站应用。