一、 冬季施工特点及核心挑战

1. 钢材冷脆性：低温下钢材的韧性降低，脆性增加，受到冲击荷载时易发生脆性断裂。
2. 焊接质量难保证：焊缝冷却速度过快，易产生淬硬组织、冷裂纹（延迟裂纹），严重影响结构安全。
3. 高空作业风险增大：平台、钢梁、脚手架上易结冰打滑，风雪天气增加作业风险。
4. 测量精度偏差：温度变化会导致钢构件热胀冷缩，影响安装精度。
5. 人员效率与安全：低温环境下施工人员动作不灵活，易发生冻伤、失温等安全事故。

二、 施工前准备措施

1. 技术准备

   • 编制专项方案：必须编制详细的《钢结构井道冬季施工专项方案》，并进行技术交底，让所有管理人员和作业人员熟知冬季施工的技术要点和安全规定。
   • 焊工专项培训：对焊工进行冬季焊接工艺培训，考试合格后方可上岗。
   • 温度监测：在施工现场设置多个温度计，并指定专人负责记录昼夜气温变化。

2. 材料及设备准备

   • 材料防护：钢构件堆放场地应平整、坚实，无积水。构件下垫方木，防止与冰冻地面粘连。高强螺栓、焊条、焊剂等辅材应储存在干燥、温暖的库房内。
   • 焊条烘烤与保温：严格按照产品说明书对焊条进行烘烤，使用时放入保温桶（80℃-110℃）内随用随取，严禁露天存放。
   • 加热设备：准备充足的焊接预热、后热及保温设备，如陶瓷加热片、火焰喷枪、红外线加热仪、保温棉（石棉布、岩棉被）等。
   • 防风防雪设施：搭设防风棚、保温棚（可用脚手架和防火篷布搭设），为焊接作业提供相对稳定的“小环境”。
   • 安全防护设备：备足防滑鞋、防滑手套、安全带、防冻劳保用品、照明设备等。

三、 关键工序冬季施工技术措施

1 钢构件安装

• 清雪除冰：吊装前，彻底清除构件表面的积雪、积霜和冰层，特别是连接板、踏步板和高强螺栓接触面。
• 吊装安全：检查吊装设备，确保钢丝绳、吊具无脆断风险。大风（通常风力>6级）、大雪、大雾天气应停止吊装作业。
• 校正测量：测量校正应在日出后或日落后的一段时间内进行，以减少温差变形的影响。并应根据当日温差和构件长度，对测量结果进行温度修正。

2 焊接作业（核心控制环节）

• 焊前加热（预热）：
  • 环境要求：当环境温度低于0℃时，对低碳钢进行焊接；低于5℃时，对低合金高强钢进行焊接，均应采取预热措施。
  • 预热温度：根据钢材牌号、厚度和接头约束度确定，一般控制在80℃~150℃。预热范围应为焊缝两侧不小于钢板厚度的2倍，且不小于100mm。
  • 温度测量：使用接触式测温仪或红外测温枪在离坡口边缘75mm处测量，确保预热温度均匀达标。
• 过程控制：
  • 防风防雪：必须在防风棚内进行焊接，防止风雪直接吹向焊缝，导致焊缝冷却过快。
  • 连续施焊：每条焊缝应一次连续焊完，如中途中断，应采取保温缓冷措施。再次焊接前需重新预热。
• 焊后保温（后热）：
  • 目的：使焊缝缓慢冷却，扩散氢逸出，防止冷裂纹产生。
  • 方法：焊接完成后立即用保温棉将焊缝包裹严密，进行缓冷。保温时间根据构件厚度确定，一般至少保温至焊缝温度冷却至环境温度。
  • 消氢处理：对于厚板或高强钢的重要焊缝，应立即进行后热处理（加热至250℃~350℃，保温1-2小时），然后缓冷。

3 高强螺栓连接

• 摩擦面处理：安装前清除连接摩擦面上的积雪、水分和污物，保持干燥、洁净。
• 螺栓保温：高强螺栓安装时，其温度不应低于-10℃。不得在雪天安装高强螺栓。
• 拧紧工艺：扭矩系数会随温度变化，应严格按照冬季施工工艺要求进行初拧和终拧。

四、 安全与环保措施

1. 防高空坠落：
   • 及时清除作业通道、楼梯、平台上的冰雪。
   • 作业人员必须穿防滑鞋，系挂安全带。
   • 遇有冰霜、积雪，应先铲除后再作业。
2. 防火措施：
   • 冬季用火用电增多，需加强消防安全管理。保温材料必须为阻燃材料。
   • 施工现场严禁明火取暖，电加热设备需专人看管，并配备足量灭火器。
3. 防触电措施：
   • 定期检查电缆、电线，防止因冻裂、老化而漏电。
   • 电动工具应有漏电保护装置。
4. 防中毒措施：
   • 严禁在封闭的井道或保温棚内使用燃油发电机或燃烧取暖，防止一氧化碳中毒。
5. 环境保护：
   • 产生的焊渣、保温材料等废弃物应及时清理，集中处理。

五、 质量检验与控制

1. 加强过程监控：质检员需对预热温度、层间温度、焊后保温等关键工序进行旁站监督和记录。
2. 无损检测（NDT）：
   • 焊缝外观检查应在焊缝冷却至环境温度后进行。
   • 超声波探伤（UT）等无损检测应在焊接完成24小时后进行（针对有延迟裂纹倾向的焊缝），以确保裂纹有充分时间显现。
3. 建立质量追溯：对每条重要焊缝的焊接时间、环境温度、预热温度、焊工信息、检测结果等进行详细记录，实现质量可追溯。

总结

钢结构井道冬季施工的核心在于 “防风、防雪、控温、缓冷”。通过搭设防护棚、严格执行焊前预热和焊后保温工艺，并辅以周密的安全管理，可以有效克服低温带来的不利影响，确保工程质量和施工安全。所有措施的执行都必须以专项施工方案为依据，并进行严格的技术交底和过程监控。