随着气温持续降低,建筑工程面临材料性能劣化、作业面结冰、人员操作效率下降等多重挑战。如何在低温环境中保障工程质量与施工安全,成为行业亟待解决的技术难题。本文将从材料科学、施工工艺、安全管理等维度,系统解析冬季施工的核心技术措施与风险防控要点,为工程实践提供理论支撑与方法论指导。
一、混凝土工程专项防护
低温环境下水泥水化反应速率降低50%-70%,当温度低于0℃时游离水结冰膨胀率达9%,易导致混凝土结构疏松。采用综合蓄热法养护时,需确保入模温度不低于5℃,普通硅酸盐水泥用量≥300kg/m³,并掺加早强型复合防冻剂。表1对比了不同养护方法的技术参数:
养护方法 | 适用温度 | 升温措施 | 覆盖要求 |
---|---|---|---|
蓄热法 | -15℃以上 | 热水拌合(≤80℃) | 塑料膜+草帘双层 |
暖棚法 | -20℃以下 | 蒸汽加热 | 持续温度≥10℃ |
电热法 | 极端低温 | 电极加热 | 湿度监控系统 |
骨料预处理需建立加热梯度体系:砂石料仓温度维持在5-15℃,拌合水温控制在60-80℃。运输过程采用包裹式保温罐车,温度损失每小时不超过5℃,确保到达现场时混凝土温度≥10℃。拆模作业需满足临界强度要求,板跨≤8m时强度达75%,悬挑结构需100%设计强度,拆模后立即采用岩棉被进行过渡保温。
二、现场防冻防滑管理
冬季施工事故统计显示,45%的坠落事故源于作业面结冰。建立三级除冰体系:初雪阶段撒布环保型融雪剂(氯盐含量<5%),持续降雪时启用热风枪融化,极端天气采用电热毯预埋系统。脚手架安全管控执行"三检制度":
- 作业前检查连墙件紧固度与竹笆完整性
- 过程中监控荷载分布与基础沉降
- 停工后实施锚固加固与防滑网覆盖
垂直运输设备需增加抗风系数,塔吊标准节连接螺栓预紧力提高20%,风速仪报警阈值调整为13m/s。人员通道设置45°防滑条,临边防护网目数加密至2000目,高空作业区配备自限温电伴热平台。
三、消防安全体系建设
干燥气候使材料燃烧速率提升3倍,需构建"三级防控"机制:
- 一级管控区(动火点)配备35kg推车式灭火器,监护半径≤15m
- 二级管控区(仓库)执行"五距标准",垛间距≥1m,墙距≥0.5m
- 三级管控区(宿舍)安装独立式烟感报警器,严禁使用>1200W取暖设备
乙炔气瓶存储推行"五隔离"原则:与明火间隔≥10m,与氧气瓶间距≥5m,设置防倾倒架,安装回火防止器。焊接作业实行"一点一证"管理,监护人员配备热成像仪实时监测火花飘散路径。
四、电气安全动态监控
潮湿环境使漏电风险增加60%,临时用电系统执行"三专两锁"管理:专业电工巡检、专用防冻电缆、专项接地装置,配电箱实行双锁管理制度。设备防护等级提升要求见表2:
设备类型 | 常规IP等级 | 冬季IP等级 | 附加措施 |
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搅拌机 | IP54 | IP65 | 加热型轴承 |
电焊机 | IP23 | IP44 | 自动除霜模块 |
照明系统 | IP65 | IP67 | 防爆护套 |
建立漏电保护三级响应机制:一级保护(总箱)动作时间≤0.1s,二级保护(分箱)额定电流≤30mA,三级保护(开关箱)实施每周绝缘测试。电缆敷设采用立体支架法,离地高度≥50cm,转角处设置应力消除装置。
五、人员防寒健康保障
体温过低会使劳动效率下降40%,需建立分级防护体系:-5℃以上采用抓绒内胆工作服,-10℃以下启用电加热背心系统,极端低温配备自发热呼吸面罩。营养补给按热量消耗梯度配置:
- 轻度作业(>-5℃):每日热量摄入≥3000kcal
- 中度作业(-10~-5℃):增加15%蛋白质补给
- 重度作业(<-10℃):补充ω-3脂肪酸抗寒制剂
居住区实行"四恒标准":温度18±2℃、湿度40%-60%、CO浓度<10ppm、新风量≥30m³/h·人。洗浴设施安装即热式热水器,水流速≥2.5L/min,采用气密性达ASTM E283标准的保温帐篷。
冬季施工本质是热力学平衡与风险防控的系统工程,需要材料改性、工艺创新、管理升级的协同作用。未来研究可聚焦于相变储能混凝土、智能温控预警系统、仿生防冻涂层等方向。建议建立区域性冬季施工数据库,通过机器学习优化热工计算模型,推动行业从经验型施工向精准化控制转型。只有将传统工法与现代科技深度融合,才能实现工程质量、施工安全与经济效益的多维共赢。