施工组织流水施工

第11章流水施工原理11.1流水施工的基本概念11.1.1流水施工方式介绍流水施工又叫流水作业，是组织产品生产的科学理想的方法。建筑工程中的流水作业与一般工业生产流水线的作业方式十分相似：将产品的生产过程合理分解，恰当地处理好时间与空间关系，科学组织，使施工（生产）连续、均衡地进行，以实现节省工期（时间）、降低生产成本、提高经济效益的控制目标。除流水施工方式之外，常见的施工组织方式还有依次施工和平行施工。下面通过例子分别进行说明。例子：现有三幢相同的建筑物的基础施工，施工过程为挖土、垫层、基础混凝土和回填土。每个施工过程在每段上的作业时间均为1天。每个施工过程所对应的施工人员分别为6、12、10、8，分别采用三种组织方式施工，并加以比较。1.依次施工依次施工也称顺序施工，是指各施工队依次开工、依次完成的一种施工组织方式（如图11.1、11.2所示）。劳动力动态变化曲线③②①③②③②①①①①③②①回填基础垫层挖土班组人数施工过程施工进度计划/天图11.1按幢（或施工段）依次施工由图11.1、11.2可以看出，依次施工是按照单一的顺序组织施工，单位时间内投入的劳动力等物资资源比较少，有利于资源供应的组织工作，现场管理也比较简单。同时看看出，采用依次施工方式组织施工要么是各专业施工队的作业不连续，要么是工作面有间歇，时空关系没有处理好，工期拉得很长。因此，依次施工方式适用于规模较小、工作面有限和工期不紧的工程。2.平行施工平行施工是指所有的三幢房屋的同一施工过程，同时开工、同时完工的一种组织方式（见图11.3）。由图11.3可以看出，平行施工的总工期大大缩短，但是各专业施工队的数目成倍增加，单位时间内投入的劳动力等资源以及机械设备也大大增加，资源供应的组织工作难度剧增，现场组织管理相当困难。因此，该方法通常只用于工期十分紧迫的施工项目，并且资源供应有保证以及工作面能满足要求。3.流水施工流水施工是将三幢房屋按照一定的时间依次搭接（如挖土②和垫层①搭接，挖土③、垫层②、基础①搭接等），各施工段上陆续开工、陆续完工的一种组织方式（如图11.4所示）。劳动力动态变化曲线③②①③②③②①①①①③②①回填基础垫层挖土班组人数施工过程施工进度计划/天图11.2按施工过程依次施工劳动力动态变化曲线回填基础垫层挖土班组人数施工过程施工进度计划/天劳动力动态变化曲线③②①③②③②①①①①③②①回填基础垫层挖土班组人数施工过程施工进度计划/天图11.3平行施工图11.4流水施工由图11.4可以看出，流水施工方式具有以下特点：（1）恰当地利用了工作面，争取了时间，节省了工期，工期比较合理；（2）各专业施工队的施工作业连续，避免或减少了间歇、等待时间；（3）不同施工过程尽可能地进行搭接，时空关系处理得比较理想；（4）各专业施工队实现了专业化施工，能够更好地保证质量和提高劳动生产率；（5）资源消耗较为均衡，有利于资源供应的组织工作。11.1.2流水施工的组织及表达方式1.流水施工的组织（1）划分施工段和工厂流水生产线生产大批量产品一样，建筑工程流水施工也需要具备批量产品，倘若是1幢建筑物，如何实现批量产品呢？这时需要将单件产品（如基础挖土）在平面上或空间上划分为若干个大致相等的部分，即划分施工段，从而实现批量生产。（2）划分施工过程工厂流水生产线上的产品需经过若干个生产过程（即多道生产工序），同样，建筑产品的生产过程也需要有若干个生产工序，即施工过程。因此，组织流水施工需要划分施工过程。（3）每个施工过程应组织独立的施工班组每个施工过程组织独立的施工班组方能保证各个施工班组能够按照施工顺序依次、连续均衡地从一个施工段转移到下一个施工段进行相同的专业化施工。（4）主导施工过程的施工作业要连续有时，由于条件限制，不能够做到所有施工过程均能进行连续施工，此时，应保证工程量大、施工作业时间长的施工过程能够进行连续施工，其他的施工过程可以从缩短工期的角度来考虑组织间断施工。（5）相关施工过程之间应尽可能地进行搭接按照施工顺序要求，在工作面许可的条件下，除必要的间歇时间外，应尽可能地组织搭接施工，以利于缩短工期。2.流水施工的表达形式（1）横道图见图11.1～11.4，亦称甘特图或水平图表。它的优点是简单、直观、清晰明了。（2）斜线图见图11.5，亦称垂直图表。斜线图以斜率形象地反映各施工过程的施工节奏性（速度）。③②①垫层挖土施工段施工进度计划/天基础回填图11.5用斜线图表达的流水施工进度计划（3）网络图其形式见第12章，网络图的优点在于逻辑关系表达清晰，能够反映出计划任务的主要矛盾和关键所在，并可利用计算机进行全面地管理。11.2流水施工参数为了表达或描述流水施工在施工工艺、空间布置和时间安排上所处的状态，而引入的一些参数，称为流水施工参数，包括工艺参数、空间参数和时间参数。11.2.1工艺参数1.施工过程数（n）施工过程是指用来表达流水施工在工艺上开展层次的相关过程。其数目的多少与施工计划的性质和作用、施工方案、劳动力组织与工程量的大小等因素有关。2.流水强度（V）流水强度是指某施工过程在单位时间内所完成的工程数量。分为如下两种：（1）机械施工过程的流水强度 V=ΣNiPi 式中 N——投入施工过程的某种机械台数； P——投入施工过程的某种机械产量定额。（2）人工操作施工过程的流水强度V=ΣNiPi 式中 N——投入施工过程的专业工作队人数； P——投入施工过程的工人的产量定额。11.2.2空间参数1.工作面（a）工作面是指某专业工种进行施工作业所必须的活动空间。主要工种工作面的参考数据，见表11.1。表11.1主要工种工作面的参考数据工作项目工作面大小工作项目工作面大小砌砖墙 8.5m /人预制钢筋混凝土柱、梁 3.6m 3 /人现浇钢筋混凝土墙 5m 3 /人预制钢筋混凝土平板、空心板 1.91m 3 /人现浇钢筋混凝土柱 2.45m 3 /人卷材屋面 18.5m 2 /人现浇钢筋混凝土梁 3.2m 3 /人门窗安装 11m 2 /人现浇钢筋混凝土楼板 5.3m 3 /人内墙抹灰 18.5m 2 /人混凝土地坪及面层 40m 2 /人外墙抹灰 16m 2 /人2.施工段（m）为了实现流水施工，通常将施工项目划分为若干个相等的部分，即施工段。施工段数目的多少将直接影响流水施工的效果，合理地划分施工段应遵守以下原则：（1）施工段的数目及分界要合理；（2）各施工段上的劳动量应大致相等；（3）满足各专业工种对工作面的要求；（4）建筑（构筑）物为若干层时，施工段的划分要同时考虑平面方向和竖直方向。应特别指出，当存在层间关系时 m需满足：m≥ n。见图11.6～11.8。④④④④④④支模①②③①②③①②③ i+1 扎筋浇砼浇砼扎筋 i 施工层③②①③②①③②①支模施工过程施工进度计划/天注：图中阴影表示工作面有停歇支模①②③①②③①②③ i+1 扎筋浇砼浇砼扎筋 i 施工层③②①③②①③②①支模施工过程施工进度计划/天注：各专业班组施工连续，工作面不间歇图11.6 mn时的施工进度计划图11.7 m=n时的施工进度计划支模①②①②①② i+1 扎筋浇砼浇砼扎筋 i 施工层②①②①②①支模施工过程施工进度计划/天注：图中网状阴影表示专业班组施工不连续图11.8 mn时的施工进度计划11.2.3时间参数1.流水节拍（t）各专业施工班组在某一施工段上的作业时间称为流水节拍，用 ti 表示。流水节拍的大小可以反映施工速度的快慢、节奏感的强弱和资源消耗的多少。流水节拍的确定，通常可以采用以下方法：（1）定额计算法 ti = Qi /SiRiNi = Pi /RiNi 式中 Qi——施工过程 i 在某施工段上的工程量； S i——施工过程 i 的人工或机械产量定额； R i——施工过程 i的专业施工队人数或机械台班； Ni——施工过程 i 的专业施工队每天工作班次； Pi——施工过程 i 在某施工段上的劳动量。（2）经验估算法 ti =(a+4c+b)/6式中 a——最长估算时间； b——最短估算时间； c——正常估算时间。（3）工期计算法1）根据工期倒排进度，确定某施工过程的工作持续时间Di ；2）确定某施工过程在某施工段上流水节拍 ti 。 ti =Di /m 需要说明一下，在确定流水节拍时应考虑以下几点： a.满足最小劳动组合和最小工作面的要求。 b.工作班制要适当。 c.机械的台班效率或台班产量的大小。 d.先确定主导工程的流水节拍。 e.计算结果取整数。2.流水步距（K）流水步距是指相邻两个施工过程开始施工的时间间隔，用 Ki,i+1 表示。流水步距可反映出相邻专业施工过程之间的时间衔接关系。通常，当有 n个施工过程，则有（n－1）个流水步距值。流水步距在确定时，需注意以下几点：（1）要满足相邻施工过程之间的相互制约关系；（2）保证各专业施工班组能够连续施工；（3）以保证质量和安全为前提，对相邻施工过程在时间上进行最大限度地、合理地搭接。3.间歇时间（Z）根据工艺、技术要求或组织安排，而留出的等待时间。按其性质，分为技术间歇 tj 和组织间歇 tz 。技术间歇时间按其部位，又可分为施工层内技术间歇时间 tj1、施工层间技术间歇时间 tj2 和施工层内技术组织时间 tz1、施工层间组织间歇时间 tz2。4.搭接时间（td）。前一个工作队未撤离，后一施工队即进入该施工段。两者在同一施工段上同时施工的时间称为平行搭接时间。以 td 表示。5.流水工期（TL）自参与流水的第一个队组投入工作开始，至最后一个队组撤出工作面为止的整个持续时间。 TL =∑K + Tn式中 K——流水步距； Tn——最后一个施工过程的作业时间。11.3流水施工的基本方式根据流水节拍的特征，可将流水施工方式划分如下。11.3.1全等节拍流水顾名思义，所有施工过程在任意施工段上的流水节拍均相等，也称固定节拍流水。根据其有无间歇时间，而将全等节拍流水分为无间歇全等节拍流水和有间歇全等节拍流水。1.无间歇全等节拍流水（1）无间歇全等节拍流水施工方式的特点1）ti = t（常数）。 2）Ki,i+1 = ti = t （常数）。 3）专业工作队数目等于施工过程数，即 N = n。 4）各专业工作队均能连续施工，工作面没有停歇。（2）无间歇全等节拍流水的工期计算 1）不分层施工 TL = ∑K + Tn = (n－1) t + m t = (m +n－1)t 式中 TL——流水施工工期； m——施工段数； n——施工过程数 t——流水节拍。 2）分层施工 TL =(m r + n－1) t 式中 r——施工层数；其他含义同前（见图 11.9）。施工进度计划/天施工过程 A B C Ⅰ-1Ⅱ-2Ⅰ-2Ⅰ-1Ⅰ-3Ⅰ-2Ⅰ-1Ⅰ-2Ⅰ-3Ⅰ-3Ⅱ-1Ⅱ-1Ⅱ-1Ⅱ-2Ⅱ-2Ⅱ-3Ⅱ-3Ⅱ-3(n -1)t mrt T (mr+n-1)t 注：表中Ⅰ、Ⅱ分别表示两相邻施工层编号 a.水平排列施工进度计划/天施工过程 A B C Ⅰ-1Ⅰ-2Ⅰ-1Ⅰ-3Ⅰ-2Ⅰ-1Ⅰ-2Ⅰ-3Ⅰ-3(nr-1)t mt T (nr+m-1)t Ⅱ-3Ⅱ-3Ⅱ-3Ⅱ-2Ⅱ-2Ⅱ-1Ⅱ-1Ⅱ-1Ⅱ-2 C B A 施工层ⅠⅡ b.竖直排列图11.9施工进度计划（分层）2.有间歇全等节拍流水（1）特点 1）ti = t（常数）。2）Ki,i+1 与 ti 未必相等。 3）专业工作队数目等于施工过程数，即 N = n。 4）有间歇或同时有搭接时间。（2）有间歇全等节拍流水的工期计算1）不分层施工 TL = ∑K +Tn = (n -1) t + Z1 -∑td + m t = (m +n -1) t+ Z1 -∑td 式中 Z1——层内间歇时间之和（ Z 1=∑tj1 +∑tz1 ）；∑td——搭接时间之和；其他意义同前。说明：∑tj1、∑tz1 分别为层内技术间歇时间和层内组织间歇时间。详见图11.10。⑤⑥⑤⑥⑤⑥⑤⑥ tz1 ④③②①④④④ D td ③③③②②②①① tj1 T (m+n-1) t +∑tj1+∑tz