第三讲 建筑工程流水施工原理

第三讲建筑工程流水施工原理流水施工的基本概念流水施工的基本参数流水施工组织方式第一节流水施工的基本概念横道图简介流水施工的基本概念流水施工的技术经济效果一、横道图简介横道图的形式横道图的特点横道图的应用范围510205102051020153060515353020图3－1施工方式比较图施工组织方式依次施工平行施工流水施工编号施工过程人数施工天数进度计划（天）进度计划(天)进度计划（天）3691215182124273693691215Ⅰ准备工作53钻孔103浇混凝土203Ⅱ准备工作53钻孔103浇混凝土203Ⅲ准备工作53钻孔103浇混凝土203资源需求计划示意图工期（天）T＝3×(3×3)＝27T＝3×3＝27T＝(3－1)×3+3×3＝15优点形象直观，能够清楚表达活动时间、结束时间和持续时间使用方便，制作简单不仅能够安排工期，而且可以与劳动力计划、资源计划、资金计划相结合㈡横道图的特点缺点很难表达工程活动之间的逻辑关系，即工程活动之间的前后顺序及搭接关系不能确定它不能表示活动的重要性，如哪些活动是关键的，哪些活动有推迟或拖延的余地，及余地的大小横道图上所能表达的信息量较少，无法方便地表达出活动的最迟开始和结束时间不便用计算机处理，即对一个复杂的工程不能进行工期计算，更不能进行工期方案的优化㈡横道图的特点㈢横道图的应用范围它可直接用于一些简单的小的项目;一般人们都用横道图作总体计划;上层管理者一般仅需了解总体计划，他们都用横道图表示;作为网络分析的输出结果。现在几乎所有的网络分析程序都有横道图的输出功能，而且它被广泛使用。横道图的优缺点，决定了它既有广泛的应用范围和很强的生命力，同时又有一定的局限性：二、流水施工的基本概念依次施工组织方式平行施工组织方式流水施工组织方式考虑工程项目的施工特点、工艺流程、资源利用、平面或空间布置等要求，其施工可以采用组织方式可以分为以下三种：㈠、依次施工组织方式概念依次施工是将拟建工程项目的整个建造过程分解成若干个施工过程，按照一定的施工顺序，前一道施工过程完成后，后一个施工过程才开始施工；或前一个工程完成后，后一个工程才开始施工。它是一种最基本、最原始的施工组织方式。这种方式的施工进度安排、总工期及劳动力需求曲线如图3－1中依次施工栏所示。依次施工组织方式的特点：没有充分地利用工作面进行施工，工期长;若由一个工作队完成全部施工任务，不能实现专业化生产，不利于提高劳动生产率和工程质量;若按工艺专业化原则成立工作队，则各专业队不能连续作业，有时间间歇；劳动力和材料的使用不均衡;每天投入施工的劳动力、材料和机具的种类比较少，有利于资源供应的组织工作;施工现场的组织、管理比较简单。㈡、平行施工组织方式的概念平行施工是指在有若干个相同的施工任务时，组织几个相同的工作队，在同一时间、不同的空间上依照施工工艺要求完成各自的施工任务。这种方式的施工进度安排、总工期及劳动力需求曲线如图3－1中平行施工栏所示。平行施工组织方式的特点：充分地利用了工作面组织施工，争取了时间，工期短;若由一个工作队完成全部施工任务，则不能实现专业化生产，不利于提高劳动生产率和工程质量;若按工艺专业化原则成立工作队，则各专业队不能连续作业；劳动力和材料的使用不均衡;每天投入施工的劳动力、材料和机具的数量成倍增加，不利于资源供应的组织工作;施工现场的组织、管理比较复杂。㈢、流水施工组织方式的概念流水施工方式是将拟建工程项目中的整个建造过程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，保证各施工全过程在时间上和空间上连续、均衡和有节奏地进行，直到完成全部施工任务，同时使相邻两专业队能最大限度地搭接作业。这种方式的施工进度安排、总工期及劳动力需求曲线如图3－1流水施工栏所示。流水施工组织方式的特点：尽可能地利用工作面进行施工，工期比较短;按施工工艺专业化原则成立工作队，实现了专业化施工，有利于提高技术水平和劳动生产率，也有利于提高工程质量;专业工作队能够连续施工，相邻专业队的开工时间能够最大限度地搭接;单位时间内投入的劳动力、施工机具、材料等资源量较为均衡，有利于资源供应的组织;为施工现场的文明施工和科学管理创造了有利条件。三、流水施工的技术经济效果前后施工过程衔接紧凑，消灭了不必要的时间间歇，使施工得以连续进行，后续施工过程尽可能提前在不同的工作面上开展，从而加快施工进度，缩短工程工期；提高工人的熟练程度和操作技能，从而提高工人的劳动生产率，同时，工程质量也易于保证和提高;避免出现劳动力和资源使用大起大落的现象，减轻施工组织者的压力，为资源的调配、供应和运输带来方便;由上述工期缩短、工作效率提高，资源消耗等因素共同作用，可以减少临时设施及其它一些不必要的费用，从而降低工程造价。第二节流水施工的基本参数工艺参数施工过程流水强度空间参数工作面施工段施工层时间参数流水节拍流水步距平行搭接时间技术间歇时间流水施工工期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将计划任务划分成的子项称为施工过程。施工过程的数目一般用n表示，它是流水施工的主要参数之一。根据工艺性质和特点不同，施工过程分为建造类施工过程运输类施工过程制备类施工过程2、流水强度

流水强度是指某施工过程（专业工作队）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。流水强度一般以V表示，它可由公式（3－1）计算求得：（3－1）式中Vi——某施工过程（队）的流水强度；

Ri——投入该施工过程中的第i种资源量（施工机械台数或工人数）；

Si——投入该施工过程中第i种资源的产量定额；

X——投入该施工过程中的资源种类数。

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2、施工段为了有效地组织流水施工，通常把拟建工程项目在平面上划分成若干个劳动量大致相等的施工段落，这些施工段落称为施工段，施工段的数目（通常以ｍ表示）是流水施工的基本参数之一。⑴、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。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。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。⑵、划分施工段的原则①施工段的分界线应尽可能与结构界线（如沉降缝、伸缩缝等）相一致，或设在对建筑结构整体性影响小的部位；②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％；③每个施工段内要有足够的工作面，使其所容纳的劳动力人数或机械台数，能满足合理劳动组织的要求；⑵、划分施工段的原则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。对于多层或高层建筑物，施工段数（ｍ）应大于或等于施工过程数（ｎ）；⑤对于多层建筑物、构筑物或需要分层施工的工程，既要划分施工段，又要划分施工层，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、施工层

在组织流水施工时，为了满足专业工种对操作高度和施工工艺的要求，将拟建工程项目在竖向上划分为若干个操作层，这些操作层称为施工层。施工层一般以j表示。施工层的划分，要按施工项目的具体情况，根据建筑物的高度、楼层来确定。1、流水节拍流水节拍是指在组织流水施工时，每个专业工作队在各个施工段上完成相应的施工任务所需要的工作延续时间。影响流水节拍数值大小的因素主要有：该施工段工程量的多少、所采取的施工方法、施工机械以及在工作面允许的前提下投入施工的工人数、机械台数和采用的工作班次等。流水节拍可分别按下列方法确定定额计算法经验估算法

⑴定额计算法

这是根据各施工段的工程量、能够投入的资源量（工人数、机械台数和材料量等），按公式（3－2）或公式（3－3）进行计算：（3－2）或（3－3）

⑵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，可根据以往的施工经验进行估算。为了提高准确程度，往往先估算出该流水节拍的最长、最短和正常（即最可能）三种时间，然后据此求出期望时间，作为某专业工作队在某施工段上的流水节拍。因此，本法也称为三种时间估算法。一般按公式（3－4）进行计算：

（3－4）

2、流水步距

流水步距是指在组织流水施工时，相邻两个专业工作队在保证施工顺序、满足连续施工、最大限度搭接和保证工程质量要求的条件下，相继投入施工的最小时间间隔。确定流水步距的原则确定流水步距的方法

⑴确定流水步距的原则

①相邻两个专业工作队按各自的流水速度施工，要始终保持施工工艺的先后顺序；②各专业工作队投入施工后尽可能保持连续作业；③相邻两个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；④要保证工程质量，满足安全生产。⑵确定流水步距的方法

图上分析法分析计算法潘特考夫斯基法①根据各专业工作队在各施工段上的流水节拍，求累加数列；②根据施工顺序，对所求相邻的两累加数列，错位相减；③根据错位相减的结果，确定相邻专业工作队之间的流水步距，即相减结果中数值最大者。【例3－1】

某项目由三个施工过程组成，分别由A、B、C三个专业工作队完成，在平面上划分成四个施工段，每个专业工作队在各施工段上的流水节拍如表3－1所示，试确定相邻专业工作队之间的流水步距。①②③④A4232B3434C3223施工段施工段流水节拍（d）工作队[解]1.求各专业工作队的累加数列：

A：4，6，9，11B：3，7，10，14C：3，5，7，102.错位相减：A与B:4，6，9，11

－)3，7，10，14────────────4，3，2，1－14B与C:3，7，10，14

－)3,5，7，10────────────3,4,5,7,－103.求流水步距：因流水步距等于错位相减所得结果中数值最大者，故有ＫA,B＝max{4，3，2，1，－14}＝4天ＫB,C＝max{3，4，5，7，－10}＝7天3、平行搭接时间

在组织流水施工时，有时为了缩短工期，在工作面允许的条件下，如果前一个专业工作队完成部分施工任务后，能够提前为后一个专业工作队提供工作面，使后者提前进入前一个施工段，这样两个相邻的工作队在同一施工段上平行搭接施工，这个搭接的时间称为平行搭接时间4、技术间歇时间

在组织流水施工时，除要考虑相邻专业工作队之间的流水步距外，有时根据建筑材料或现浇构件等的工艺性质或者施工组织方面的要求，还需要考虑合理的等待间歇时间，称为技术间歇时间。5、流水施工工期流水施工工期是指从第一个专业工作队投入流水施工开始，到最后一个专业工作队完成最后一个施工段的任务后退出流水施工为止的整个持续时间第三节流水施工组织方式流水施工主要是采用不同的专业工作队相继投入施工，且同时在不同的施工段上进行工作，以达到加快工程进度、均衡消耗资源、尽量减少工人窝工的目的。根据各施工过程时间参数的不同，可将流水施工分为等节拍流水成倍节拍流水无节奏流水一、等节拍流水

等节拍流水施工的特点等节拍流水施工的组织步骤应用举例1、等节拍流水施工的特点流水节拍彼此相等；流水步距彼此相等，且等于流水节拍；专业工作队数（n1）等于施工过程数（n），即每一个施工过程组织一个专业工作队，由该队完成相应施工过程在所有施工段上的施工任务；各个专业工作队都能够连续施工，施工段没有空闲2、等节拍流水施工的组织步骤

⑴确定施工流水线、分解施工过程、确定施工顺序⑵划分施工段⑶按公式（3－2）、（3－3）或（3－4）计算流水节拍数值⑷确定流水步距，K=t⑸计算流水施工的工期⑹绘制流水施工进度计划图划分施工段时其数目m的确定如下

无层间关系或无施工层时，可按划分施工段的原则确定施工段数有层间关系或有施工层时，施工段数目m分下面两种情况确定：无搭接时间、技术及组织间歇时间时，取m＝n；有技术间歇时间时，为了保证各专业工作队能连续施工，应取m＞n

（3－5）

计算流水施工的工期不分施工层时，可按公式（3－6）进行计算：（3－6）分施工层时，可按公式（3－7）进行计算：（3－7）

3、应用举例【例3－2】某项目由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等四个施工过程组成，划分两个施工层组织流水施工，施工过程Ⅱ完成后需养护一天下一个施工过程才能施工，且层间技术间歇为一天，流水节拍均为一天。为了保证工作队连续作业，试确定施工段数，计算工期，绘制流水施工进度表。[解]⑴确定流水步距∵ti＝t＝1天∴Ｋ＝t＝1天⑵确定施工段数因项目施工时分两个施工层，其施工段数可按公式（3－5）确定。⑶计算工期由公式（3－7）得

=（6×2＋4－1）×1＋1－0=16天⑷绘制流水施工进度计划图施工进度表如图3－2所示施工层施工过程施工进度（d）12345678910111213141516一ⅠⅡⅢⅣ二ⅠⅡⅢⅣ①③②④⑤⑥(n-1)·k+Z

m·tm·tm·r·t①③②④⑤⑥①③②④⑤⑥①③②④⑤⑥①③②④⑤⑥①③②④⑤⑥①③②④⑤⑥①③②④⑤⑥z1z2z二、成倍节拍流水

成倍节拍流水施工的特点成倍流水施工的组织步骤应用举例1、成倍节拍流水施工的特点

同一施工过程在各施工段上的流水节拍彼此相等，不同的施工过程在同一施工段上的流水节拍不尽相同，但其值为倍数关系；相邻专业工作队的流水步距相等，且等于流水节拍的最大公约数；专业工作队数大于施工过程数，即n1＞n；各专业工作队都能够保证连续施工，施工段之间没有空闲时间。2、成倍节拍流水施工的组织步骤

⑴确定施工流水线、分解施工过程、确定施工顺序；⑵划分施工段；⑶确定流水节拍；⑷按公式（3－9）确定流水步距；⑸按公式（3－10）和公式（3－11）确定专业工作队数；⑹确定计划总工期。可按公式（3－12）或公式（3－13）进行计算；⑺绘制成倍节拍流水施工进度计划图。划分施工段a.不分施工层时。可按划分施工段的原则确定施工段数。b.分施工层时。每层的段数可按公式（3－8）确定：

（3－8）

式中n1――专业工作队总数；Ｋb――成倍节拍流水的流水步距

(3-9)

(3-10)

(3-11)

(3-12)

(3-13)Ｋb=最大公约数{t1，t2……tn}应用举例【例3－3】某两层现浇钢筋混凝土工程，施工过程分为安装模板、绑扎钢筋和浇注混凝土。已知每段每层各施工过程的流水节拍分别为：t模=2天，t扎=2天，t混=1天。当安装模板工作队转移到第二结构层的第一段施工时，需待第一层第一段的混凝土养护一天后才能进行。在保证各工作队连续施工的条件下，求该工程每层最少的施工段数，并绘出流水施工进度表。[解]按要求，本工程宜采用成倍节拍流水。⑴确定流水步距由公式（3－9）得：

Kb=最大公约数{2，2，1}=1天⑵确定专业工作队数。由公式（3－10）得：

同理：b扎=2个；b混=1个代入公式（3－11）得：

⑶确定每层的施工段数。为保证专业工作队连续施工，其施工段数可按公式（3－8）确定：

⑷计算工期。由公式（3－12）得：

＝（2×5－1）＋6×1＋1＝16天⑸绘制成倍节拍流水施工进度计划图，见图3－3。施工层施工过程工作队12345678910111213141516第一层支模ⅠaⅠb扎筋ⅡaⅡb浇砼Ⅲ第二层支模ⅠaⅠb扎筋ⅡaⅡb浇砼Ⅲ(r*ni-1)kb+zmzh*tzh①②③④⑤⑥②③⑤①④⑥②④⑥②④⑥②④⑥③⑤①③⑤①①②③④⑤⑥③⑤①z三、无节奏流水施工无节奏流水施工的特点无节奏流水施工的组织步骤应用举例各施工过程在各个施工段上的流水节拍不尽相等；相邻专业工作队的流水步距不尽相等；专业工作队数等于施工过程数，即nl＝n；各专业工作队在施工段上能够连续施工，但有的施工段可能存在空闲时间。1、无节奏流水施工的特点2、无节奏流水施工的组织步骤

⑴确定施工流水线、分解施工过程、确定施工顺序。⑵划分施工段；⑶按相应的公式计算各施工过程在各个施工段上的流水节拍；⑷按一定的方法确定相邻两个专业工作队之间的流水步距；⑸按公式（3－14）计算流水施工的计划工期；（3-14）⑹绘制流水施工进度表。3、应用举例【例3－4】某项目经理部拟承建一项工程，该工程有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等五个施工过程。施工时在平面上划分成四个施工段，每个施工过程在各个施工段上的工程量、定额与队组人数见表3－2所示。规定施工过程Ⅱ完成后，其相应施工段至少要养护２天，施工过程Ⅳ完成后，其相应施工段要留有１天的准备时间。为了早日完工，允许施工过程Ⅰ与Ⅱ之间搭接施工１天，试编制流水施工方案。表3-2某工程资料表施工过程劳动定额各施工段的工作量专业队人数单位第1段第2段第3段第4段Ⅰ8m2/工日m223816016431510Ⅱ1.5m3/工日m323681186615Ⅲ0.4t/工日t6.53.39.516.18Ⅳ1.3m3/工日m35127403810Ⅴ5m3/工日m3148203975310【解】1.根据上述资料，计算流水节拍。利用公式3－2