一级造价工程师

第四节流水施工组织方法

一、流水施工的特点和参数

流水施工方式是将拟建工程项目中的每一个施工对象分解为若干个施工过程，并按照施工过程成立相应的专业工作队，各专业队按照施工顺序依次完成各个施工对象的施工过程，同时保证施工在时间和空间上连续、均衡和有节奏地进行，使相邻两专业队能最大限度地搭接作业。

(一)流水施工的特点

(1)施工工期较短，可以尽早发挥投资效益。由于流水施工的节奏性、连续性，可以加快各专业队的施工进度，减少时间间隔。特别是相邻专业队在开工时间上可以最大限度地进行搭接，充分地利用工作面，做到尽可能早地开始工作，从而达到缩短工期的目的，使工程尽快交付使用或投产，尽早获得经济效益和社会效益。

(2)实现专业化生产，可以提高施工技术水平和劳动生产率。由于流水施工方式建立了合理的劳动组织，使各工作队实现了专业化生产，工人连续作业，操作熟练，便于不断改进操作方法和施工机具，可以不断地提高施工技术水平和劳动生产率。

(3)连续施工，可以充分发挥施工机械和劳动力的生产效率。由于流水施工组织合理，工人连续作业，没有窝工现象，机械闲置时间少，增加了有效劳动时间，从而使施工机械和劳动力的生产效率得以充分发挥。

(4)提高工程质量，可以增加建设工程的使用寿命，节约使用过程中的维修费用。由于流水施工实现了专业化生产，工人技术水平高;而且各专业队之间紧密地搭接作业，互相监督，可以使工程质量得到提高，因而可以延长建设工程的使用寿命，同时可以减少建设工程使用过程中的维修费用。

(5)降低工程成本，可以提高承包单位的经济效益。由于流水施工资源消耗均衡，便于组织资源供应，使得资源储存合理，利用充分，可以减少各种不必要的损失，节约材料费;由于流水施工生产效率高，可以节约人工费和机械使用费;由于流水施工降低了施工高峰人数，使材料、设备得到合理供应，可以减少临时设施工程费;由于流水施工工期较短，可以减少企业管理费。工程成本的降低，可以提高承包单位的经济效益。

(二)流水施工的表达方式

流水施工的表达方式除网络图外，主要有横道图和垂直图两种。

1.流水施工的横道图表示法

某基础工程流水施工的横道图表示法如图3.4.1所示。图中的横坐标表示流水施工的持续时间;纵坐标表示施工过程的名称或编号。n条带有编号的水平线段表示n个施工过程或专业工作队的施工进度安排，其编号①、②、…表示不同的施工段。

横道图表示法的优点是：绘图简单，施工过程及其先后顺序表达清楚，时间和空间状况形象直观，使用方便，因而被广泛用来表达施工进度计划。

2.流水施工的垂直图表示法

某基础工程流水施工的垂直图表示法如图3.4.2所示。图中的横坐标表示流水施工的持续时间;纵坐标表示流水施工所处的空间位置，即施工段的编号。n条斜向线段表示n个施工过程或专业工作队的施工进度。

垂直图表示法的优点是：施工过程及其先后顺序表达清楚，时间和空间状况形象直观，斜向进度线的斜率可以直观地表示出各施工过程的进展速度。但编制实际工程进度计划不如横道图方便。

(三)流水施工参数

流水施工参数是指组织流水施工时，用来描述工艺流程、空间布置和时间安排等方面的状态参数，包括工艺参数、空间参数和时伺参数。

1.工艺参数‘

工艺参数主要是指在组织流水施工时，用以表达流水施工在施工工艺方面进展状态的参数，通常包括施工过程和流水强度两个参数。

(1)施工过程。组织建设工程流水施工时，根据施工组织及计划安排需要而将计划任务划分成的子项称为施工过程。施工过程划分的粗细程度由实际需要而定，当编制控制性施工进度计划时，组织流水施工的施工过程可以划分得粗一些，施工过程可以是单位工程或单项工程，也可以是分部工程。当编制实施性施工进度计划时，施工过程可以划分得细一些，施工过程可以是分项工程，甚至是将分项工程按照专业工种不同分解而成的施工工序。

施工过程的数目一般用”表示，它是流水施工的主要参数之一。根据其性质和特点不同，施工过程一般分为三类，即建造类施工过程、运输类施工过程和制备类施工过程。

1)建造类施工过程。是指在施工对象的空间上直接进行砌筑、安装与加工，最终形成建筑产品的施工过程。它是建设工程施工中占有主导地位的施工过程，如建筑物或构筑物的地下工程、主体结构工程、装饰工程等。

2)运输类施工过程。是指将建筑材料、各类构配件、成品、制品和设备等运到工地仓库或施工现场使用地点的施工过程。

3)制备类施工过程。是指为了提高建筑产品生产的工厂化、机械化程度和生产能力而形成的施工过程。如砂浆、混凝土、各类制品、门窗等的制备过程和混凝土构件的预制过程。

由于建造类施工过程占有施工对象的空间，直接影响工期的长短，因此，必须列入施工进度计划，并在其中大多作为主导施工过程或关键工作。运输类与制备类施工过程一般不占有施工对象的工作面，不影响工期，故不需要列人流水施工进度计划之中。只有当其占有施工对象的工作面，影响工期时，才列人施工进度计划之中。例如，对于采用装配式钢筋混凝土结构的建设工程，钢筋混凝土构件的预制过程就需要列人施工进度计划之中。

同样，结构安装中的构件吊运施工过程也需要列人施工进度计划之中。

(2)流水强度。流水强度是指流水施工的某施工过程(队)在单位时间内所完成的工程量，也称为流水能力或生产能力。例如，浇筑混凝土施工过程的流水强度是指每工作班浇筑的混凝土立方数。

流水强度可用式(3.4.1)计算求得：

(3.4.1)

式中:v——某施工过程(队)的流水强度;

Ri——投人该施工过程中的第i种资源量(施工机械台数或工人数);

Si——投人该施工过程中第;种资源的产量定额;

X——投入该施工过程中的资源种类数。

2.空间参数

空间参数是指在组织流水施工时，用以表达流水施工在空间布置上开展状态的参数。通常包括工作面和施工段。

(1)工作面。工作面是指供某专业工种的工人或某种施工机械进行施工的活动空间。工作面的大小，表明能安排施工人数或机械台数的多少。每个作业的工人或每台施工机械所需工作面的大小，取决于单位时间内其完成的工程量和安全施工的要求。工作面确定的合理与否，直接影响专业工作队的生产效率。因此，必须合理确定工作面。

(2)施工段。将施工对象在平面或空间上划分成若干个劳动量大致相等的施工段落，称为施工段或流水段。施工段的数目一般用20表示，它是流水施工的主要参数之一。

1)划分施工段的目的。划分施工段的目的就是为了组织流水施工。由于建设工程体形庞大，可以将其划分成若干个施工段，从而为组织流水施工提供足够的空间。在组织流水施工时，专业工作队完成一个施工段上的任务后，遵循施工组织顺序又到另一个施工段上作业，产生连续流动施工的效果。在一般情况下，一个施工段在同一时间内，只安排一个专业工作队施工，各专业工作队遵循施工工艺顺序依次投人作业，同一时间内在不同的施工段上平行施工，使流水施工均衡地进行。组织流水施工时，可以划分足够数量的施工段，充分利用工作面，避免窝工，尽可能缩短工期。

2)划分施工段的原则。由于施工段内的施工任务由专业工作队依次完成，因而在两个施工段之间容易形成一个施工缝。同时，由于施工段数量的多少，将直接影响流水施工的效果。为使施工段划分得合理，一般应遵循下列原则：

①同一专业工作队在各个施工段上的劳动量应大致相等，相差幅度不宜超过10%?15%;

②每个施工段内要有足够的工作面，以保证相应数量的工人、主导施工机械的生产效率，满足合理劳动组织的要求;

③施工段的界限应尽可能与结构界限(如沉降缝、伸缩缝等)相吻合，或设在对建筑结构整体性影响小的部位，以保证建筑结构的整体性;

④施工段的数目要满足合理组织流水施工的要求。施工段数目过多，会降低施工速度，延长工期;施工段过少，不利于充分利用工作面，可能造成窝工;

⑤对于多层建筑物、构筑物或需要分层施工的工程，应既分施工段，又分施工层，各专业工作队依次完成第一施工层中各施工段任务后，再转入第二施工层的施工段上作业，依此类推。以确保相应专业队在施工段与施工层之间组织连续、均衡、有节奏地流水施工。

3.时间参数

时间参数是指在组织流水施工时，用以表达流水施工在时间安排上所处状态的参数，主要包括流水节拍、流水步距和流水施工工期等。

(1)流水节拍。流水节拍是指在组织流水施工时，某个专业工作队在一个施工段上的施工时间。第j个专业工作队在第i个施工段的流水节拍一般用来表示(j=1,2,…,n;i=1,2,…,m)

流水节拍是流水施工的主要参数之一，它表明流水施工的速度和节奏性。流水节拍小，其流水速度快，节奏感强;反之则相反。流水节拍决定着单位时间的资源供应量，同时，流水节拍也是区别流水施工组织方式的特征参数。

同一施工过程的流水节拍，主要由所采用的施工方法、施工机械以及在工作面允许的前提下投人施工的工人数、机械台数和采用的工作班次等因素确定。有时，为了均衡施工和减少转移施工段时消耗的工时，可以适当调整流水节拍，其数值最好为半个班的整数倍。

流水节拍可分别按下列方法确定：

1)定额计算法。如果已有定额标准时，可按式(3.4.2)或式(3.4.3)确定流水节拍。

式中：tj·i——第i个专业工作队在第i个施工段的流水节拍;

Qj·i——第j个专业工作队在第i个施工段要完成的工程量或工作量;

Sj——第j个专业工作队的计划产量定额;

Rj——第j个专业工作队所投入的人工数或机械台数;

Nj——第j个专业工作队的工作班次;

Pj·i——第j个专业工作队在第i个施工段需要的劳动量或机械台班数量;

Hj——第i个专业工作队的计划时间定额。

如果根据工期要求采用倒排进度的方法确定流水节拍时，可用上式反算出所需要的工人数或机械台班数。但在此时，必须检查劳动力、材料和施工机械供应的可能性，以及工作面是否足够等。

2)经验估算法。对于采用新结构、新工艺、新方法和新材料等没有定额可循的工程项目，可以根据以往的施工经验估算流水节拍。

(2)流水步距。流水步距是指组织流水施工时，相邻两个施工过程(或专业工作队)相继开始施工的最小间隔时间'。流水步距一般用Kj，j+1来表示，其中j(j=1,2，…，n—1)为专业工作队或施工过程的编号。它是流水施工的主要参数之一。

流水步距的数目取决于参加流水的施工过程数。如果施工过程数为《个，则流水步距的总数为1个。

流水步距的大小取决于相邻两个施工过程(或专业工作队)在各个施工段上讲流水节拍及流水施工的组织方式。确定流水步距时，一般应满足以下基本要求：

1)各施工过程按各自流水速度'施工，始终保持工艺先后顺序;

2)各施工过程的专业工作队投入施工后尽可能保持连续作业;

3)相邻两个施工过程(或专业工作队)在满足连续施工的条件下，能最大限度地实现合理搭接。

根据以上基本要求，在不同的流水施工组织形式中，可以采用不同的方法确定流水步距。

(3)流水施工工期。流水施工工期是指从第一个专业工作队投人流水施工开始，到最后一个专业工作队完成流水施工为止的整个持续时间。由于一项建设工程往往包含有许多流水组，故流水施工工期一般均不是整个工程的总工期。

二、流水施工的基本组织方式

在流水施工中，由于流水节拍的规律不同，决定了流水步距、流水施工工期的计算方法等也不同，甚至影响到各个施工过程的专业工作队数目。按照流水节拍的特征，可将流水施工分为两大类，即：有节奏流水施工和非节奏流水施工。

(一)有节奏流水施工

有节奏流水施工是指在组织流水施工时，每一个施工过程在各个施工段上的流水节拍都各自相等的流水施工，它分为等节奏流水施工和异节奏流水施工。

1.等节奏流水施工

等节奏流水施工是指在有节奏流水施工中，各施工过程的流水节拍都相等的流水施工，也称为固定节拍流水施工或全等节拍流水施工。

(1)固定节拍流水施工的特点。固定节拍流水施工是一种最理想的流水施工方式，其特点如下：

1)所有施工过程在各个施工段上的流水节拍均相等;

2)相邻施工过程的流水步距相等，且等于流水节拍;

3)专业工作队数等于施工过程数，即每一个施工过程成立一个专业工作队，由该队完成相应施工过程所有施工段上的任务;

4)各个专业工作队在各施工段上能够连续作业，施工段之间没有空闲时间。

(2)固定节拍流水施工工期。

1)有间歇时间的固定节拍流水施工。所谓间歇时间，是指相邻两个施工过程之间由于工艺或组织安排需要而增加的额外等待时间。包括工艺间歇时间(Gj，j+1)和组织间歇时间(Zj，j+1)。对于有间歇时间的固定节拍流水施工，其流水施工工期T可按公式(3.4.4)计算：

式中符号含义同前。

【例3.4.1】某分部工程流水施工计划如图3.4.3所示。

在该计划中，施工过程数目n=4;施工段数目m=4;流水节拍t=2;流水步距KⅠ，Ⅱ=KⅡ，Ⅲ=KⅢ，Ⅳ=t=2;组织间歇ZⅠ,Ⅱ=ZⅡ,Ⅲ=ZⅢ,Ⅳ=0;工艺间歇GⅠ，Ⅱ=GⅢ，Ⅳ=0;GⅡ，Ⅲ=1。因此，其流水施工工期为：

2)有提前插人时间的固定节拍流水施工。所谓提前插入时间，是指相邻两个专业工作队在同一施工段上共同作业的时间。在工作面允许和资源有保证的前提下，专业工作队提前插入施工，可以缩短流水施工工期。对于有提前插人时间(Cj，j+1)的固定节拍流水施工，其流水施工工期：T可按式(3.4.5)计算：

式中符号含义同前。

【例3.4.2】某分部工程流水施工计划如图3.4.4所示。

在该计划中，施工过程数目n=4;施工段数目m=3;流水节拍t=3;流水步距KⅠ，Ⅱ=KⅡ，Ⅲ=KⅢ，Ⅳ=t=3;组织间歇ZⅠ,Ⅱ=ZⅡ,Ⅲ=ZⅢ,Ⅳ=0;工艺间歇GⅠ，Ⅱ=GⅡ,Ⅲ=GⅢ,Ⅳ=0;提前插入时间CⅠ,Ⅱ=CⅡ,Ⅲ=1，CⅢ,Ⅳ=2。因此，其流水施工工期为：

2.异节奏流水施工

异节奏流水施工是指在有节奏流水施工中，各施工过程的流水节拍各自相等而不同施工过程之间的流水节拍不尽相等的流水施工。在组织异节奏流水施工时，又可以采用异步距和等步距两种方式。

(1)异步距异节奏流水施工。异步距异节奏流水施工是指在组织异节奏流水施工时，每个施工过程成立一个专业工作队，由其完成各施工段任务的流水施工。异步距异节奏流水施工的特点如下：

1)同一施工过程在各个施工段上的流水节拍均相等，不同施工过程之间的流水节拍不尽相等;

2)相邻施工过程之间的流水步距不尽相等;

3)专业工作队数等于施工过程数;

4)各个专业工作队在施工段上能够连续作业，施工段之间可能存在空闲时间。

【例3.4.3】某工程项目由四幢大板结构楼房组成，每幢楼房为一个施工段，施工过程划分为基础工程、结构安装、室内装修和室外工程准项，其流水施工进度计划如图3.4.5所示。

由图3.4.5可知，如果按4个施工过程成立4个专业工作队组织流水施工，其总工期为：

T=(5+10+25)+4×5==60(周)

(2)等步距异节奏流水施工。等步距异节奏流水施工是指在组织异节奏流水施工时，按每个施工过程流水节拍之间的比例关系，成立相应数量的专业工作队而进行的流水施工，也称为成倍节拍流水施工。成倍节拍流水施工的特点如下：

1)同一施工过程在其各个施工段上的流水节拍均相等;不同施工过程的流水节拍不等，但其值为倍数关系;

2)相邻施工过程的流水步距相等，且等于流水节拍的最大公约数(K);

3)专业工作队数大于施工过程数，即有的施工过程只成立一个专业工作队，而对于流水节拍大的施工过程，可按其倍数增加相应专业工作队数目;

4)各个专业工作队在施工段上能够连续作业，施工段之间没有空闲时间。

加快的成倍节拍流水施工工期T可按式(3.4.6)计算：

式中：bj——专业工作队数目。

其余符号含义同前。

【例3.4.4】仍以【例3.4.3】四幢大板结构楼房为例，为加快施工进度，增加专业工作队，组织成倍节拍流水施工。

(1)计笄流水步距。流水步距等于流水节拍的最大公约数，即：

K=min[5,10,10,5]=5

(2)确定专业工作队数目。每个施工过程成立的专业工作队数可按式(3.4.7)计算：

bj=tj/k(3.4.7)

式中：bj——第j个施工过程的专业工作队数;

tj——第j个施工过程的流水节拍;

K——流水步距。

在本例中，各施工过程的专业工作队数目分别为：

Ⅰ——基拙工程：bⅠ=tⅠ/K=5/5=1

Ⅱ——结构安装：bⅡ=tⅡ/K=10/5=2

Ⅲ——室内装修：bⅢ=tⅢ/K=10/5=2

Ⅳ——室外工程：bⅣ=tⅣ/K=5/5=1

于是，参与该工程流水施工的专业工作队总数n'为：

n'=∑bi=(1+2+2+1)=6

(3)绘制成倍节拍流水施工进度计划图。在加快的成倍节拍流水施工进度计划图中，除表明施工过程的编号或名称外，还应表明专业工作队的编号。在表明各施工段的编号时，一定要注意有多个专业工作队的施工过程。各专业工作队连续作业的施工段编号不应该是连续的，否则，无法组织合理的流水施工。

根据图3.4.5所示进度计划编制的成倍节拍流水施工进度计划如图3.4.6所示。

(4)确定流水施工工期。由图3.4.6可知，本计划中没有组织间歇、工艺间歇及提前插入，故根据式(3.4.6)算得流水施工工期为：

T'=(m+n'—1)K=(4+6—1)×5=45(周)

与异步距异节奏流水施工进度计划比较，该工程组织成倍节拍流水施工，可使总工期缩短15周。

(二)非节奏流水施工

非节奏流水施工是指在组织流水施工时，全部或部分施工过程在各个施工段上的流水节拍不相等的流水施工。这种施工是流水施工中最常见的一种。

1.非节奏流水施工的特点

(1)各施工过程在各施工段的流水节拍不全相等;

(2)相邻施工过程的流水步距不尽相等;

(3)专业工作队数等于施工过程数;

(4)各专业工作队能够在施工段上连续作业，但有的施工段之间可能有空闲时间。

2.流水步距的确定

在非节奏流水施工中，通常采用累加数列错位相减取大差法计算流水步距。由于这种方法是由潘特考夫斯基(译音)首先提出的，故又称为潘特考夫斯基法。这种方法简捷、准确，便于掌握。

累加数列错位相减取大差法的基本步骤如下：

(1)对每一个施工过程在各施工段上的流水节拍依次累加，求得各施工过程流水节拍的累加数列;

(2)将相邻施工过程流水节拍累加数列中的后者错后一位，相减后求得一个差数列;

(3)在差数列中取最大值，即为这两个相邻施工过程的流水步距。

【例3.4.5】某工程由3个施工过程组成，分为4个施工段进行流水施工，其流水节拍(天)见表3.4.1，试确定流水步距。

解：(1)求各施工过程流水节拍的累加数列：施工过程Ⅰ:2，5，7，8

施工过程Ⅱ:3,5,9，11

施工过程Ⅲ:3,7,9，11

(2)错位相减求得差数列：Ⅰ与Ⅱ：2,5,7,8

Ⅱ与Ⅲ:3，5，9，11

(3)在差数列中取最大值求得流水步距：

施工过程Ⅰ与Ⅱ之间的流水步距：K1,2=max[2,2,2，—1，一11]=2(天).

施工过程Ⅱ与Ⅲ之间的流水步距：K2,3=max[3,2,2，2，一11]=3(天)

3.流水施工工期的确定

流水施工工期可按式(3.4.8)计算：

T=∑K+∑tn+∑Z+∑G—∑C(3.4.8)

式中：T——流水施工工期;

∑K——各施工过程(或专业工作队)之间流水步距之和;

∑tn——最后一个施工过程(或专业工作队)在各施工段流水节拍之和;

∑tnZ——组织间歇时间之和;.

∑G——工艺间歇时间之和;

∑C——提前插人时间之和。

在【例3.4.5】中，由于没有组织间歇、工艺间歇及提前插入，则其流水施工工期为：

T=(2+3)+(3+4+2+2)=16(天)

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