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第四節 流水施工組織方法

一、流水施工的特點和參數

流水施工方式是將擬建工程項目中的每一個施工對象分解為若干個施工過程，并按照施工過程成立相應的專業工作隊，各專業隊按照施工順序依次完成各個施工對象的施工過程，同時保證施工在時間和空間上連續、均衡和有節奏地進行，使相鄰兩專業隊能最大限度地搭接作業。

(一)流水施工的特點

1.施工工期較短，可以盡早發揮投資效益

2.實現專業化生產，可以提高施工技術水平和勞動生產率

3.連續施工，可以充分發揮施工機械和勞動力的生產效率

4.提高工程質量，可以增加建設工程的使用壽命和節約使用過程中的維修費用

5.降低工程成本，可以提高承包單位的經濟效益

(二)流水施工的表達方式

流水施工的表達方式除網絡圖外，主要有橫道圖和垂直圖兩種。

1.流水施工的橫道圖表示法

某基礎工程流水施工的橫道圖表示法如圖3.4.1所示。圖中的橫坐標表示流水施工的持續時間;縱坐標表示施工過程的名稱或編號。n條帶有編號的水平線段表示n個施工過程或專業工作隊的施工進度安排，其編號①②……表示不同的施工段。

橫道圖表示法的優點是：繪圖簡單，施工過程及其先后順序表達清楚，時間和空間狀況形象直觀，使用方便，因而被廣泛用來表達施工進度計劃。

2.流水施工的垂直圖表示法

某基礎工程流水施工的垂直圖表示法如圖3.4.2所示。圖中的橫坐標表示流水施工的持續時間;縱坐標表示流水施工所處的空間位置，即施工段的編號。n條斜向線段表示n個施工過程或專業工作隊的施工進度。

垂直圖表示法的優點是：施工過程及其先后順序表達清楚，時間和空間狀況形象直觀，斜向進度線的斜率可以直觀地表示出各施工過程的進展速度。但編制實際工程進度計劃不如橫道圖方便。

(三)流水施工參數

流水施工參數是指組織流水施工時，用來描述工藝流程、空間布置和時間安排等方面的狀態參數，包括工藝參數、空間參數和時間參數。

1.工藝參數

工藝參數主要是指在組織流水施工時，用以表達流水施工在施工工藝方面進展狀態的參數，通常包括施工過程和流水強度兩個參數。

(1)施工過程。組織建設工程流水施工時，根據施工組織及計劃安排需要而將計劃任務劃分成的子項稱為施工過程。

施工過程的數目一般用n表示，它是流水施工的主要參數之一。根據其性質和特點不同，施工過程一般分為三類，即建造類施工過程、運輸類施工過程和制備類施工過程。

①建造類施工過程。是指在施工對象的空間上直接進行砌筑、安裝與加工，最終形成建筑產品的施工過程。它是建設工程施工中占有主導地位的施工過程，如建筑物或構筑物的地下工程、主體結構工程、裝飾工程等。

②運輸類施工過程。是指將建筑材料、各類構配件、成品、制品和設備等運到工地倉庫或施工現場使用地點的施工過程。

③制備類施工過程。是指為了提高建筑產品生產的工廠化、機械化程度和生產能力而形成的施工過程。如砂漿、混凝土、各類制品、門窗等的制備過程和混凝土構件的預制過程。

由于建造類施工過程占有施工對象的空間，直接影響工期的長短，因此，必須列入施工進度計劃，并在其中大多作為主導施工過程或關鍵工作。運輸類與制備類施工過程一般不占有施工對象的工作面，不影響工期，故不需要列入流水施工進度計劃之中。只有當其占有施工對象的工作面，影響工期時，才列入施工進度計劃之中。例如，對于采用裝配式鋼筋混凝土結構的建設工程，鋼筋混凝土構件的預制過程就需要列入施工進度計劃之中;同樣，結構安裝中的構件吊運施工過程也需要列入施工進度計劃之中。

(2)流水強度。流水強度是指流水施工的某施工過程(隊)在單位時間內所完成的工程量，也稱為流水能力或生產能力。例如，澆筑混凝土施工過程的流水強度是指每工作班澆筑的混凝土立方數。

2.空間參數

空間參數是指在組織流水施工時，用以表達流水施工在空間布置上開展狀態的參數。通常包括工作面和施工段。

(1)工作面。工作面是指供某專業工種的工人或某種施工機械進行施工的活動空間。工作面的大小，表明能安排施工人數或機械臺數的多少。每個作業的工人或每臺施工機械所需工作面的大小，取決于單位時間內其完成的工程量和安全施工的要求。

(2)施工段。將施工對象在平面或空間上劃分成若干個勞動量大致相等的施工段落，稱為施工段或流水段。施工段的數目一般用m表示，它是流水施工的主要參數之一。

1)劃分施工段的目的。劃分施工段的目的就是為了組織流水施工。

2)劃分施工段的原則：

①同一專業工作隊在各個施工段上的勞動量應大致相等，相差幅度不宜超過10%～15%;

②每個施工段內要有足夠的工作面，以保證相應數量的工人、主導施工機械的生產效率，滿足合理勞動組織的要求;

③施工段的界限應盡可能與結構界限(如沉降縫、伸縮縫等)相吻合，或設在對建筑結構整體性影響小的部位，以保證建筑結構的整體性;

④施工段的數目要滿足合理組織流水施工的要求。施工段數目過多，會降低施工速度，延長工期;施工段過少，不利于充分利用工作面，可能造成窩工;

⑤對于多層建筑物、構筑物或需要分層施工的工程，應既分施工段，又分施工層，各專業工作隊依次完成第一施工層中各施工段任務后，再轉入第二施工層的施工段上作業，依此類推。以確保相應專業隊在施工段與施工層之間，組織連續、均衡、有節奏地流水施工。

3.時間參數

時間參數是指在組織流水施工時，用以表達流水施工在時間安排上所處狀態的參數，主要包括流水節拍、流水步距和流水施工工期等。

(1)流水節拍。流水節拍是指在組織流水施工時，某個專業工作隊在一個施工段上的施工時間。第j個專業工作隊在第i個施工段的流水節拍一般用來表示(j=1，2，……，n;i=1，2，……，m)。

流水節拍是流水施工的主要參數之一，它表明流水施工的速度和節奏性。流水節拍小，其流水速度快，節奏感強;反之則相反。流水節拍決定著單位時間的資源供應量，同時，流水節拍也是區別流水施工組織方式的特征參數。

流水節拍可分別按下列方法確定：

1)定額計算法。

2)經驗估算法。

(2)流水步距。流水步距是指組織流水施工時，相鄰兩個施工過程(或專業工作隊)相繼開始施工的最小間隔時間。流水步距一般用來表示，其中j(j=1，2，……，n-1)為專業工作隊或施工過程的編號。它是流水施工的主要參數之一。

流水步距的數目取決于參加流水的施工過程數。如果施工過程數為n個，則流水步距的總數為n-1個。

流水步距的大小取決于相鄰兩個施工過程(或專業工作隊)在各個施工段上的流水節拍及流水施工的組織方式。確定流水步距時，一般應滿足以下基本要求：

①各施工過程按各自流水速度施工，始終保持工藝先后順序;

②各施工過程的專業工作隊投入施工后盡可能保持連續作業;

③相鄰兩個施工過程(或專業工作隊)在滿足連續施工的條件下，能最大限度地實現合理搭接。

根據以上基本要求，在不同的流水施工組織形式中，可以采用不同的方法確定流水步距。

(3)流水施工工期。流水施工工期是指從第一個專業工作隊投入流水施工開始，到最后一個專業工作隊完成流水施工為止的整個持續時間。由于一項建設工程往往包含有許多流水組，故流水施工工期一般均不是整個工程的總工期。

二、流水施工的基本組織方式

按照流水節拍的特征，可將流水施工分為兩大類，即：有節奏流水施工和非節奏流水施工。

(一)有節奏流水施工

有節奏流水施工是指在組織流水施工時，每一個施工過程在各個施工段上的流水節拍都各自相等的流水施工，它分為等節奏流水施工和異節奏流水施工。

1.等節奏流水施工

等節奏流水施工是指在有節奏流水施工中，各施工過程的流水節拍都相等的流水施工，也稱為固定節拍流水施工或全等節拍流水施工。

(1)固定節拍流水施工的特點。固定節拍流水施工是一種最理想的流水施工方式，其特點如下：

①所有施工過程在各個施工段上的流水節拍均相等;

②相鄰施工過程的流水步距相等，且等于流水節拍;

③專業工作隊數等于施工過程數，即每一個施工過程成立一個專業工作隊，由該隊完成相應施工過程所有施工段上的任務;

④各個專業工作隊在各施工段上能夠連續作業，施工段之間沒有空閑時間。

(2)固定節拍流水施工工期。

1)有間歇時間的固定節拍流水施工。

2)有提前插入時間的固定節拍流水施工。所謂提前插入時間，是指相鄰兩個專業工作隊在同一施工段上共同作業的時間。

2.異節奏流水施工

異節奏流水施工是指在有節奏流水施工中，各施工過程的流水節拍各自相等而不同施工過程之間的流水節拍不盡相等的流水施工。在組織異節奏流水施工時，又可以采用異步距和等步距兩種方式。

(1)異步距異節奏流水施工。異步距異節奏流水施工是指在組織異節奏流水施工時，每個施工過程成立一個專業工作隊，由其完成各施工段任務的流水施工。異步距異節奏流水施工的特點如下：

①同一施工過程在各個施工段上的流水節拍均相等;不同施工過程之間的流水節拍不盡相等;

②相鄰施工過程之間的流水步距不盡相等;

③專業工作隊數等于施工過程數;

④各個專業工作隊在施工段上能夠連續作業，施工段之間沒有空閑時間。

(2)等步距異節奏流水施工。等步距異節奏流水施工是指在組織異節奏流水施工時，按每個施工過程流水節拍之間的比例關系，成立相應數量的專業工作隊而進行的流水施工，也稱為成倍節拍流水施工。成倍節拍流水施工的特點如下：

①同一施工過程在其各個施工段上的流水節拍均相等;不同施工過程的流水節拍不等，但其值為倍數關系;

②相鄰施工過程的流水步距相等，且等于流水節拍的最大公約數(K);

③專業工作隊數大于施工過程數，即有的施工過程只成立一個專業工作隊，而對于流水節拍大的施工過程，可按其倍數增加相應專業工作隊數目;

④各個專業工作隊在施工段上能夠連續作業，施工段之間沒有空閑時間。

(二)非節奏流水施工

非節奏流水施工是指在組織流水施工時，全部或部分施工過程在各個施工段上的流水節拍不相等的流水施工。這種施工是流水施工中最常見的一種。

1.非節奏流水施工的特點

(1)各施工過程在各施工段的流水節拍不全相等;

(2)相鄰施工過程的流水步距不盡相等;

(3)專業工作隊數等于施工過程數;

(4)各專業工作隊能夠在施工段上連續作業，但有的施工段之間可能有空閑時間。

2.流水步距的確定

在非節奏流水施工中，通常采用累加數列錯位相減取大差法計算流水步距。由于這種方法是由潘特考夫斯基(譯音)首先提出的，故又稱為潘特考夫斯基法。這種方法簡捷、準確，便于掌握。

累加數列錯位相減取大差法的基本步驟如下：

(1)對每一個施工過程在各施工段上的流水節拍依次累加，求得各施工過程流水節拍的累加數列;

(2)將相鄰施工過程流水節拍累加數列中的后者錯后一位，相減后求得一個差數列;

(3)在差數列中取最大值，即為這兩個相鄰施工過程的流水步距。

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