流水施工原理

1、13 流水施工原理 13.1 流水施工概念 13.1.1 流水施工的基本特征 流水作业是组织生产的有效方法。它的基本特征在于使 生产过程具有连续性、均衡性和节奏性，即工人（或机器） 的连续操作和生产过程不间断。它以合理的专业分工，按比 例的人员(或机器)的协调配合为前提，是一种科学的、先进 的组织生产的方法。 土木工程产品施工流水作业是利用其产品体积大，把施 工对象划分为若干施工段，由各专业队（组）依次在各个施 工段完成各自的施工过程，使其具有连续性和均衡性。这样 就可以有效地提高生产率，缩短工期，做到在保证工程质量 的前提下文明施工。 13.1.2 组织流水施工的步骤 （1）把施工对象按施工

2、顺序（工艺要求）划分若干个施工 过程。划分的粗细程度要根据需要确定。 （2）对各个施工过程进行劳动组织分工。 （3）合理划分施工段（层）。施工段的划分要适当。 （4）建立生产节奏，确定每一施工过程的延续时间。 （5）组织各个施工过程之间的合理关系。 13.1.3 流水施工的效果 下面举例来说明流水施工的效果。 例1：某4栋同型楼房的基础施工，共有挖土、做垫 层、浇筑混凝土、回填土四个施工过程，由各专业队分别 完成，假如每个施工过程所需的工作时间各为4天（一栋楼 房1天），则组织该工程的施工有下述三种生产方式可供选 择。 （1）依次施工 （2）平行施工 （3）流水施工 流水施工既不是一栋楼层一栋

3、楼层依次施工，也不是几 栋楼层同时施工，而是搭接施工，按一定的时间间隔依次投 入施工，这样相邻工序之间有一定的搭接时间。各工种不同 时开工，但尽量有较大的平行作业时间，陆续开工，陆续完 工（如图13.3）。 流水施工的特点：投入劳动力少，连续施工，资源均衡， 节奏性强，工期较短。 流水施工的实质：对工程项目施工的总生产过程的分解， 以劳动者的分工和各个分解的施工过程的搭接和节奏性为基 础的连续施工和均衡施工的方法。 对一项工程组织流水作业可能有多种多样的形式，各种 形式随着投入的资源量不同，前后施工过程之间的搭接长度 不同，则工期也不尽相同，组织流水施工应力求做到：既能 在合理的短期限内完工，

4、又能连续、均衡地使用资源。这样 做的好处有三方面： 1）在资源使用上，避免了资源的集中使用，缓和高峰 期间人力、机械和材料等的突然增加造成的困难。还可以避 免资源的积压，减少临时设施工程量和辅助劳动，节约施工 成本。 2）前一个施工过程的结束能给后一个施工过程提供工 作面，避免停工、窝工现象，避免或减少某些工人来回奔波， 浪费时间，从而加快了工程进度，尽快发挥投资效益。 3）组织流水施工，以专业分工固定作业为前提，专业 队（组）技术比较单一，熟练程度高，责任心强，这就可以 提高劳动生产率和保证工程质量，减少和避免安全事故的发 生。 必须指出：流水施工方法只是一种组织措施，它可以在 施工中带来很

5、好的经济效果，而不要求增加任何补偿费用。 13.2 流水施工的参数 流水施工参数包括工艺参数、空间参数及时间参数。 工艺参数包括施工过程数（工序数）；“流水强度” 空间参数包括施工段数； 时间参数包括流水节拍，流水步距及工期。 13.2.1 施工过程数（n） 采用流水作业首先要把施工作业按施工发展的阶段或 采用的专业工种的不同分解成若干个施工过程，划分的粗 细程度根据组织流水范围的大小以及编制的流水进度计划 的作用不同而定。 13.2.1.1施工过程划分 （1）专业工程或单位工程：如土建、给排水、电气 等专业工程，设备安装等单位工程。 （2）分部工程：地基基础、主体结构、楼地面、屋 面、门窗、

6、智能化工程、装修工程等。 （3）分项工程：挖土、垫层、支模、扎筋、浇混凝 土工程等。 不同的流水施工对象，施工过程有不同的划分方法， 一般可以按下表划分： 13.2.1.2施工过程确定时的名词概念 （1）主要施工过程（也称主导工程）：对总工期 起控制作用的过程就是主要施工过程，如砖混结 构工程施工，前期是砌墙、安楼板，后期是内外 装饰工程。 （2）搭接施工过程：指同一施工段上，前边的施 工过程尚未完成，而后面穿插进来的施工过程。 例如某挖土过程需5天，其后续工作垫层在挖土3 天后就插进来，与挖土工程搭接时间为2天，做垫 层就是搭接过程。 （3）穿插过程：也称平行作业过程。如安门窗框， 可在砌筑

7、过程中同时完成，不单独占工期 4）间歇过程：间歇过程包括技术间歇和允许间 歇。技术间歇是指由于施工工艺过程的要求前一 施工过程结束后，必须间断一定时间，后续施工 过程才能开始施工的时间。如混凝土养护、油漆 干燥等。允许间歇也称组织间歇，是为了资源的 综合平衡或其他原因 ，从施工组织的要求，而在 前后两个施工过程中间断的时间。 13.2.2 施工段数 (m) 流水施工的施工段也称空间参数。划分施工段是流水施 工的基础与前提条件，施工段的划分是否恰当，直接影响到 施工效果和工程质量，确定施工段时应考虑以下几个方面的 因素： （1）施工段的界限要适当 1）对单个建筑物 流水段的分界应与工程对象、结构

8、分界取得一致。此时 可分成横向和竖向两种情况。 横向划分：流水段时应与工程结构的沉降缝、伸缩缝、 抗震缝等单元结合处或结构特征变异处、高低交界处相吻合。 竖向划分：多层或高层建筑一般以楼层为界。 （2）各个施工段的工程量应大致相等，相差宜在15%以内。 这样在每个施工段上的作业时间、劳动力分配大致相等，保 证同一施工过程在各个段上的作业人数、作业时间大致相等。 从而使流水作业达到理想的效果，即均衡性、连续性、节奏 性。 （3）各个施工过程力求采用相同的施工区域分界和取用相 同的段数。 （4）划分的段数不宜过多，保证有足够的施工工作面。因 为段数过多，要大大减少作业人数，这样反而影响进度，延 长

9、工期，因此要有足够的工作面。工作面太小，工人操作不 便，既影响工效，又容易导致安全事故。 （5）当有层高关系，即分层又分段时，应力求施工各队 （组）能够连续施工，即各施工过程中的作业班组，施工完 第一段后，能立即转入第二段施工；施工完第一层的最后一 段后，能立即转入第二层的第一段施工。为此，最少的施工 段数目应满足：mn,保证各施工队组能连续施工， 或（ 为工作队组总数）。 （6）当有技术间隙时，还应考虑技术间隙时间的影响。 i bm i b 分析： 当m=n时，图表特征：各施工过程连续施工，施工段无停 歇，施工组织紧凑，工期24天，这是比较理想的情况，要 求在实际施工时必须安排很严密才行。

10、当mn时，图表特征：各施工过程连续施工，施工段有 间歇。 当mn时，图表特征：各施工过程不能连续施工。 因此，当m=n时是理想情况；当mn时，施工空间利用 不紧凑，但比较实际； 当 mn时，施工队（组）不能连 续施工，不符合流水施工的要求。 13.2.3 流水节拍 (ti) 13.2.3.1概念 流水节拍是指某施工过程在某一施工段上的作业时间 即持续时间。用ti表示。流水节拍的大小体现了投入劳动量、 机械数量、材料数量的多少。 直接决定了施工速度和施工的节奏性。所以流水节拍 值的确定有很重要的意义。 13.2.3.2确定流水节拍的方法 流水节拍的确定一种是根据工期要求确定。另一种方 法是根据现

11、有的资源即能投入的人、材、机的数量来确定。 其计算公式： （13.1） 其中 流水节拍 某一过程在某一施工段上的工程量 S 产量定额，即单位时间（工日或台班） 完成的工作量 R 专业队（班、组）的人数或机械台数 P 某施工段所需的劳动量 R P SR Q i t i t Q 13.2.3.3确定流水节拍的注意事项 （1）流水节拍的取值应取适当的整数，一般以一天为单位， 有时也可以取0.5d的倍数。 （2）流水节拍的取值应考虑专业队组组织方面的限制和要 求，尽可能不改变原有的劳动组织形式，而且又能使专业 工作队组有足够的工作面，确保施工操作安全和充分发挥 劳动生产效率。 （3）首先应确定主导施工

12、过程的流水节拍，据此再确定其 他施工过程的流水节拍，并应尽可能是有节奏的，以便组 织有节奏的流水。 （4）应综合考虑劳动力、材料、机具设备的供应情况和施 工进度以及施工技术、施工工艺的限制和特殊要求。 （5）若根据工期确定，要增加劳动力和机械台数，此时要 考虑劳动力、机械提供的可能性，工作面是否满足要求； 若不满足要求，而工期又要求紧张，只能增加工作班次， 每个工作面可以增加为两个工作班次甚至三个工作班次。 13.2.4 流水步距（K） 13.2.4.1概念 流水步距是指相邻的两个施工过程，在同一施工段上 开始工作的时间间隔，或者相邻两个工作队（组）开始投 入工作的时间间隔。不包括技术间隙时间

13、，也不扣除搭接 时间，即后一道工序必须在前道工序开始工作以后，再开 始施工。 流水步距数目取决于流水施工过程数， （或 ）。K值的大小，对工期影响很大，一般K 小，则说明平行搭接较多，工期短；反之,工期长。 1 nK 1i bK 13.2.4.2确定流水步距的基本要求 （1）要始终保持两个施工过程先后的工艺顺序，尽可能是 前后两施工过程的时间相互搭接，而这种搭接必须在技术 上可行；又不影响前一工作队的正常工作，也不会打乱流 水节奏，影响均衡施工。 （2）保持各施工过程的连续施工，妥善处理技术间歇时间， 避免发生停工、窝工情况。 13.2.5 其它时间参数 13.2.5.1 间歇时间 间歇时间用

14、Z表示，是指在同一施工段上前一工序结束 后，后一工序不能马上进入工作，必须停歇一段时间，方 能开始，这段时间就称为间歇时间，不包括流水步距在内。 间歇时间又分为两种，即技术间歇与组织间歇时间。技术 间歇与组织间歇时间的长短主要取决于技术间断与组织间 断的长短。 13.2.5.2搭接时间 搭接时间用C表示，是指在同一施工段上，某一施工过 程有时可能提前插入，与前一施工过程在同一施工段上施 工的平行搭接时间。 13.2.5.3流水施工总工期 流水施工总工期用T表示，对于一个能组织流水的施工 项目，其施工总工期计算如下： （13.2） 其中 T 总工期 tn 最后一道工序或最后一个班组的作业时间 Z

15、 间歇时间 C 搭接时间 由上式可知，流水施工总工期定义即从第一道工序开 始施工到最后一道工序退出施工之间的整段时间。 CZtKT n 13.3 流水施工分类 13.3.1 按流水施工对象的范围分类 分项工程流水施工 分部工程流水施工 单位工程流水施工 群体工程流水施工 13.3.2 按流水节奏的特征分类 有节奏流水 有节奏流水分为等节奏流水和异节奏流水。 （1）等节奏流水：指流水组中每一个施工过程在各个施 工段上的流水节拍相同，为一常数，且各个施工过程相互之 间的流水节拍也相等。 （2）异节奏流水: 指流水组中每一个施工过程在各个施 工段上的流水节拍相同，但各个施工过程相互之间的流水节 拍不

16、一定相等。 无节奏流水 指流水组中各施工过程在各施工段上的流水节拍不完全 相等，相互之间也无规律可循。 13.4 流水施工的组织方法 根据工程特点和流水参数的不同，一般专业流水施工 组织分为固定节拍流水、成倍节拍流水和分别流水三种。 其中固定节拍流水、成倍节拍流水为有节奏流水，分别流 水为无节奏流水。 13.4.1 固定节拍流水 13.4.1.1特征 （1）各工序（或各施工过程）的流水节拍自始自终相 等。即ti=常数。包含两层意思：一是同一施工过程流水节 拍自始自终相等；二是所有施工过程流水节拍都相等。 （2）各工序之间的流水步距都相等，且等于流水节拍。 即Ki=ti=常数 13.4.1.2流

17、水施工进度图表 流水施工进度表的表示有两种形式： 一是水平图表，也称横道图，横轴表示时间、纵轴表 示施工进程，用水平线条表示各施工过程的进度日程和相 互间的搭接关系。 二是垂直图表，也称流速图 ，横轴表示时间，纵轴表 示空间，把工作内容放在时间-空间坐标中而形成的图形。 时间和空间的对应关系构成了速度，所以也称流速图。 （3）对流速图的分析： 流速图是一种施工进度计划表示的方式，通过流速图 中流线形状，可以反映流水组织的基本情况。 1) 流线越陡，即斜率越大，说明流水节拍越小，流速 越快。 2) 各流线的斜率均相等，说明所有的施工过程的流水 节拍也都相等。 3) 若各流线的间距都相等，说明无间

18、歇时间，流水步 距都相等;若各流线的间距不等，说明有间歇时间，或搭接 时间。 13.4.2 层间间歇与技术间歇 当组织层间流水需考虑层间间歇，或对某些施工过程 需考虑技术间歇时，则每层的最少施工段数应按下式计算 (13.3) 其中 每层需划分的最少施工段数 施工过程数或专业工作队数 间歇时间总和 K 流水步距流水总工期 13.4.3流水施工总工期用下式计算： K Z nm min min m n Z CZKnm CZmKKn CZtKT n )1( )1( 13.4.4 全等节拍（固定节拍）流水的适用条件 13.4.4.1同型建筑群或同型多单元组合的建筑物 这类建筑物可以以一栋或多栋、一个单元

19、或多个单元划 分施工段，各施工段上的工程量大致相等，劳动量也基本相 等,使其流水节拍均相等。 13.4.4.2线性工程 道路、管道、围墙等工程都是沿长度方向延伸的工程， 往往没有明显的结构分界，施工段划分比较自由，容易使各 施工段劳动量、作业时间（流水节拍）相等。对于线性工程， 施工段是一个假想的概念，实际上并不存在明显的界限；这 时施工段通常理解为负责完成施工过程的工作队进展的速度 即生产效率，单位一般用公里/班、米/班。 若用L表示线性工程的总长度（km,m），用 表示 工作队移动速度（km/班，m/班） 其持续时间 （13.5） 通常 K 取一个工作班，所以 （13.6） ：表示第一施工

20、过程到最后一个施工过程进 入流水施工的时间间隔，即流水步距的总和。 V V L KnT)1( V L B V L nT1) 1( B 例5：某管道工程长500m，由开挖沟槽、铺设管道、焊接 钢管和回填土四个施工过程组成。经分析，开挖沟槽是主 导施工过程，每天可挖50m。故其他施工过程都应以每天 50m的施工速度向前推进，即每隔1d（50m的间距）投入一 个专业工作队。试计算施工工期。 解： 1050/500/, 4, 1VLNK 13101) 14(T 13.4.5 成倍节拍流水 13.4.5.1成倍节拍流水特征与适用条件 （1） 成倍节拍流水特征 1）同一施工过程在各施工段上的流水节拍相等。

21、 2）各施工过程的流水节拍均为某一数的整数倍。 此时各施工过程的流水节拍可能不相等。 （2）成倍节拍流水适用条件 成倍节拍流水适用条件基本上与全等节拍流水的适用条 件相同，但其中某些施工过程，可能因所需的劳动力很大， 工作面又受到限制，无法投入更多的劳动力，或者工作面满 足要求，而资源供应又受到限制。这样某个施工过程的流速 就比其他施工过程的流速慢，无法直接组织成等节奏流水。 组织这种流水作业时，根据工期的不同要求，可以按一般成 倍节拍专业流水和加快成倍节拍专业流水组织施工。 13.4.5.2一般成倍节拍专业流水 13.4.5.3加快成倍节拍专业流水 对出现各个施工过程的节拍不能相等的情况，可

22、以采 取一些组织和技术措施，使各施工过程的流水节拍相互成 整数倍，用增加工作队（组）或增加工作班的方法来平衡 各施工过程的流速。如此做法的效果是既可以缩短工期， 又可以使各工作队仍能均衡地依次在各工作段上施工。 加快成倍节拍流水的组织，首先应求出各施工过程流 水节拍t的最大公约数k，即为流水步距，在数值上应小于 最大的流水节拍t，并要大于1；只有最大公约数k等于1时， 该流水步距才能等于1，这样就可得出每个施工过程的流水 节拍的倍数；然后分别组织相同倍数的专业工作队共同完 成同一施工过程。 同一施工过程专业工作队数目可按下式计算： （13.9） 式中 b某施工过程工作队数 ti 流水节拍 k