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1、第十三章 流水施工原理,1 流水施工概念2 流水施工组织,制作者：莫懿懿,13.1 流水施工概念,概述 土木工程的流水施工与一般工业生产流水线作业十分相似。不同的是，在工业生产中的流水作业中，专业生产者是固定的，而各产品或中间产品在流水线上流动，由前个工序流向后一个工序；而在土木施工中的产品或中间产品是固定不动的，而专业施工队则是流动的，他们由前一施工段流向后一施工段。,制作者：莫懿懿,13.1 流水施工概念,13.1 流水施工概念 按组织方式分为,依次施工、平行施工、流水施工,1依次施工：（1）概念：依次施工又叫顺序施工，它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
2、序，前一个施工过程完成后，下一个施工过程才开始施工。这是最基本、最原始的施工。【例】：拟建三幢相同的建筑物，它们的基础工程量都相等，且都分为挖基槽、做混凝土垫层、砌筑砖基础和回填土等四个施工过程。每个施工过程的施工天数均为6天，其中，挖基槽时，工作队由10人组成；做混凝土垫层时，工作队由8人组成；砌筑砖基础时，工作队由16人组成；回填土时，工作队由6人组成。,制作者：莫懿懿,13.1 流水施工概念,（2）特点：不能充分利用工作面，工期长；如果按专业成立工作队，则各专业队不能连续作业，有时间间歇，劳动力及施工机具等资源无法均衡使用。,制作者：莫懿懿,13.1 流水施工概念,如果由一个工作队完成全
3、部施工任务，则不能实现专业化施工，不利于提高工程质量和劳动生产率；单位时间内投入的资源量比较少且较均衡，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。2平行施工：概念：将几个相同的施工过程，分别组织几个相同的工作队，在同一时间、不同空间上，完成同样的施工任务。,制作者：莫懿懿,13.1 流水施工概念,（2）特点：充分地利用工作面，缩短工期；适应于综合施工队施工，不利于提高工程质量和劳动生产率，不能实现专业化施工；采用专业工作队则不能连续作业；,单位时间内投入的资源成倍增长，现场临时设施也相应增加；施工现场组织、协调、管理复杂。,制作者：莫懿懿,13.1 流水施工概念,3流水施工：（1
4、）概念：流水施工组织方式是施工对象按一定的时间间隔依次开始施工，各工作队按一定的时间间隔依次在各个施工对象上工作，不同的工作队在不同的施工对象上同时工作的组织施工的方法。,（2）特点：科学地利用了工作面，争取了时间，工期比较合理；,制作者：莫懿懿,13.1 流水施工概念,各工作队实现了专业化施工，可使工人的操作技术熟练，更好地保证工程质量，提高劳动生产率；专业工作队能够连续作业，使相邻的专业工作队之间实现了最大限度的合理地搭接，不产生窝工；单位时间投入施工的资源量较为均衡，有利于资源供应的组织工作；有利于文明施工和科学管理。,流水施工的实质是充分利用时间和空间，从而缩短了工期，增加了劳动力和物
5、资需要量供应的均衡性，提高了劳动生产率，降低了工程成本。,制作者：莫懿懿,13.2 流水施工指示图表,13.2 流水施工指示图表用水平线表示的流水施工的计划成为水平指示图表用斜直线表示的流水施工的计划成为垂直指示图表,垂直图表能直观地反映出在一个施工段中各施工过程的先后顺序和相互配合关系，而且可由其斜线的斜率形象地反映出各施工过程的流水强度。,水平图表具有绘制简单，流水施工形象直观的优点。,制作者：莫懿懿,13.2 流水施工指示图表,（1）流水施工水平指示图表(亦称横道图)横坐标表示流水施工的持续时间，即施工进度；纵坐标表示开展流水施工的施工过程、专业工作队的名称、编号和数目；水平线表示施工段
6、数。,制作者：莫懿懿,13.2 流水施工指示图表,制作者：莫懿懿,13.2 流水施工指示图表,（2）流水施工垂直指示图表（斜线图）横坐标表示流水施工持续时间(施工进度)；纵坐标表示施工段数及编号;斜线表示一个施工过程或专业工作队分别投入各施工段的时间和先后顺序,制作者：莫懿懿,13.3 流水施工参数,13.3 流水施工参数从图表可知，流水施工工期为：T=(m+n-1)K 一个专业工作队完成各施工段工作的持续时间 T1=mti=mK式中：n施工过程数 m施工段数K-流水步距 ti-流水节拍,制作者：莫懿懿,13.3 流水施工参数,制作者：莫懿懿,13.3 流水施工参数,1 施工过程数（n）任何工
7、程的施工都是由若干施工过程（如挖土、支模、扎筋、浇筑混凝土等）所组成，而施工过程所包含的施工范围可大可小，既可以是分项工程，也可以是分部工程或是单位工程。施工过程的划分应考虑工程的特点、进度要求、施工方法和施工工艺。只有那些对工程项目施工的空间、工期具有直接影响的施工内容才能作为施工过程列入流水作业中（如挖土、垫层、支模板、扎钢筋等分项工程，或基础工程、主体工程、屋面工程等分部工程），而那些不占施工项目的空间，也不影响工期的施工过程（如砂浆、混凝土的制备、运输等过程）则在流水施工组织中不予考虑。,制作者：莫懿懿,13.3 流水施工参数,2 施工段（m）定义：为了有效地组织流水施工，通常把拟建工
8、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。划分施工段的目的：组织流水施工。在保证工程质量的前提下，为专业工作队确定合理的空间活动范围，使其按流水施工的原理，集中人力和物力，迅速将其完成，尽快地、依次地、连续地转入下一个施工段，为其相邻的专业工作队尽早地提供工作面。施工段划分的原则：专业工作队在各个施工段上的劳动量要大致相等，其相差幅度不宜超过10%15%；对多层或高层建筑物，施工段的数目要满足合理流水施工组织的要求，即mn；,制作者：莫懿懿,13.3 流水施工参数,每个施工段要有足够的工作面，使其所容纳的劳动力人数或机械台数，能满足合
9、理劳动组织的要求；为了保证拟建工程项目的结构整体完整性，施工段的分界线应尽可能与结构的自然界线（如沉降缝、伸缩缝）相一致；多层施工项目既要平面上划分施工段，又要竖向上划分施工层。施工段数是各层段数之和，各层应有相同的段数，以保证相应的专业工作队在施工段与施工层之间，组织有节奏、连续、均衡地流水施工。施工段数（m）与施工过程数（n）的关系：例：某二层现浇钢筋砼结构，施工过程均为支模板、绑扎钢筋和浇筑砼（即n3），各施工工程在施工段上的持续时间均为3天（即ti3）,施工段m分别按4、3、2组织流水施工：,制作者：莫懿懿,13.3 流水施工参数,制作者：莫懿懿,13.3 流水施工参数,制作者：莫懿懿
10、,13.3 流水施工参数,制作者：莫懿懿,13.3 流水施工参数,3 流水节拍（ti）是指某个专业工作队在一个施工段上的持续时间，它是流水施工中的时间参数。流水节拍的大小反映流水施工的速度的快慢、节奏感的强弱和资源消耗量的多少。因此，流水节拍的确定具有很重要的意义。通常有两种确定方法，一种是根据工期的要求来确定，t=T/m式中：T某施工过程的工作持续时间m某施工工程划分的施工段数,制作者：莫懿懿,13.3 流水施工参数,另一种是根据现有能够投入的资源（劳动力、机械台数和材料量）来确定。ti=Q/RS=P/R式中：Q某施工段的工程量；S单位时间（工日或台班）完成的工程量；R施工人数（或机械台数）
11、；P某施工段所需的劳动量（或机械台班量）。,制作者：莫懿懿,13.3 流水施工参数,4 流水步距（K）两个相邻的施工过程先后进入同一施段开始工作的时间间隔。流水步距属于时间参数，用符号K来表示。【如】木工工作队第1天进入第一施工段工作，工作2d做完（流水节拍t=2d），第3天开始钢筋工作队进入第一施工段工作。木工工作队与钢筋工作队先后进入第一施工段的时间间隔为2d，那么流水步距K=2d。）流水步距的数目取决于参加流水的施工过程数或专业队数，如施工过程数为n个，则流水步距的总数为n1个。,制作者：莫懿懿,13.3 流水施工参数,确定流水步距的基本要求如下：始终保持合理的先后两个施工过程工艺顺序；
12、尽可能保持各施工过程的连续作业；做到前后两个施工过程施工时间的最大搭接（即前一施工过程完成后，后一施工过程尽可能早地进入施工）。,制作者：莫懿懿,13.3 流水施工参数,5 流水施工工期（T）指从第一个专业工作队投入流水作业开始，到最后一个专业工作队完成最后一段施工过程的工作为止的整个持续时间流水施工工期，并不是整个工程的总工期。流水施工的工期要受总工期的制约，应确保工程总工期目标的实现。流水施工的工期在流水指示图表进度中已标注，但仍应根据流水作业的类型计算流水施工的工期，以此来检验图表绘制的正确性,制作者：莫懿懿,13.3 流水施工参数,6 间歇时间（Z）流水施工往往由于工艺要求或组织因素要
13、求，两个相邻的施工过程增加一定的流水间隙时间，这种间隙时间式必要的，它们分别称为工艺间隙时间和组织间隙时间。1.工艺间隙时间Z1 根据施工过程的工艺性质，在流水施工中除了考虑两个相邻施工过程之间的流水步距外，还需考虑增加一定的工艺间隙时间。（如楼板混凝土浇筑后，需要一定的养护时间才能进行后道工序的施工等。）这些由于工艺原因引起的等待时间，称为工艺间隙时间。2.组织间隙时间Z2 由于组织因素要求两个相邻的施工过程在规定的流水步距以外增加必要的间隙时间，如质量验收、安全检查等。这种间歇时间称为组织间歇时间。,制作者：莫懿懿,13.4 流水施工分类,13.4 流水施工分类流水施工的类型一般可按流水施
14、工对象的范围和流水节奏的特征予以划分。（1）按流水施工对象的范围分类1 分项工程流水施工(细部流水施工)指一个专业工作队使用相同的施工机具,依次连续不断地在各施工段中完成同一施工过程的工作。如基础工程中，土方工作队依次在各施工段上连续完成土方的开挖等。2 分部工程流水施工(专业流水或工艺组合流水施工)是将一个分部工程所含的各分项工程流水组合应用。例如，现浇钢筋混凝土主体结构流水施工，是由支模、扎筋、浇混凝土三个分项工程流水所组成。,制作者：莫懿懿,13.4 流水施工分类,3 单位工程流水施工(综合流水施工)是将一个单位工程所含的各分部工程流水，按施工工艺顺序有机的组合，共同完成该单位工程的施工
15、任务。4 群体工程流水施工(大流水施工)是在若干单位工程之间组织的全场性的流水施工。,制作者：莫懿懿,13.4 流水施工分类,（2）按流水节奏的特征分类1 有节奏流水(节奏性流水)又分为等节奏流水和异节奏流水。等节奏流水，指流水组中每一个施工过程在各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。异节奏流水，指流水组中每一个施工过程在各施工段上的流水节拍相同；但各施工过程相互之间的流水节拍不一定相等。2 无节奏流水(非节奏流水)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，相互之间亦无规律可循。,制作者：莫懿懿,13.5 流水施工的组织方法,13.5 流水施工的
16、组织方法 一般专业流水施工组织分固定节拍流水、成倍节拍流水和分别流水三种。其中前两种属有节奏流水，后一种属无节奏流水。（1）固定节拍（等节拍）流水是一种最有规律的施工组织形式，即所有施工过程在各施工段的流水节拍彼此相等，且等于流水步距，即tK常数。固定节拍（等节拍）流水又可分为无间隙和有间隙的专业流水,制作者：莫懿懿,无间隙时间的专业流水特征：流水节拍彼此相等；流水步距彼此相等，而且等于流水节拍，即Kt；各个专业工作队都能够连续施工，施工段没有空闲；专业工作队数（b）等于施工过程数（n）。即：b=n,工期计算：T=(m+n-1)K如图所示：m=3;n=4；t1=t2=t3=K=5；流水工期:T
17、=(m+n-1)K=(3+4-1)X530d,固定节拍（无间隙）横道图,制作者：莫懿懿,13.5 流水施工的组织方法,制作者：莫懿懿,13.5 流水施工的组织方法,有间隙时间的专业流水在某些施工过程之间，往往还存在着施工技术规范规定的必要的工艺间隙及组织间隙，所以其持续时间为T=(m+n-1)K+Z Z=Z1Z2 式中 Z 技术间隙时间的总和 Z1工艺间隙时间总和；Z2组织间隙时间总和。,制作者：莫懿懿,13.5 流水施工的组织方法,【示例】如图所示：m=4;n=3；t1t2t3K=5；Z15 Z25流水工期:T=(m+n-1)K+Z1Z2=(4+3-1)X55540d,制作者：莫懿懿,13.
18、5 流水施工的组织方法,制作者：莫懿懿,13.5 流水施工的组织方法,（2）成倍节拍流水 在实际施工中，由于劳动量的不等以及技术或组织上的原因，各施工过程的流水节拍（持续时间）完全相等是很少见的。这时应使同一施工过程的流水节拍相等，不同施工过程的流水节拍互成倍数，来组织流水施工，这这种流水组织称为成倍节拍流水。特征：同一施工过程在各施工段上的流水节拍彼此相等 不同施工过程在同一施工段上的流水节拍彼此不等，但互为 倍数关系；,制作者：莫懿懿,13.5 流水施工的组织方法,流水步距彼此相等，且等于各流水节拍的最大公约数，即：K=最大公约数t1，t2，tn;各专业工作队都能保证连续施工，施工段没有空
19、闲；专业工作队数大于施工过程数，即：bn。【例】某住宅小区共有6幢同类型的住宅楼基础工程施工，其基础施工划分为挖基槽、做垫层、砌筑砖基础、回填土等四个施工过程，它们的作业时间分别为：t1=4天，t2=2天，t3=4天，t4=2天。试按成倍节拍流水组织施工。（挖基槽、砌筑砖基础的流水节拍分别是做垫层、回填土的2倍）,制作者：莫懿懿,【解】:假定挖基槽、做垫层、砌筑砖基础、回填土四个分项工程，依次由专业工作队I、III、IV完成。(1)确定流水步距 K=最大公约数4、2、4、22d(2)确定分项工程专业工作队数目 b1=4/22个；b2=2/2=1个 b3=4/22个；b4=2/21个(3)专业工
20、作队总数目 n=2+1+2+1=6个(4)求施工段数 m=n6(5)计算工期 T=(6+6-1)X2=22d(6)绘制流水指示图表，如图所示。,制作者：莫懿懿,绘制流水施工进度图表：,制作者：莫懿懿,13.5 流水施工的组织方法,成倍节拍流水方案的建立步骤：（1）确定施工起点流向，划分施工段；（2）分解施工工程，确定施工顺序；（3）按最大公约数确定每个施工工程的流水节拍ti;（4）确定流水步距，K=最大公约数ti（5）确定专业工作队数目：某施工过程的专业工作队数目b=ti/k；专业工作队总数n=b（6）确定计划总工期T：T=(m+n-1)K+Z1Z2（7）绘制流水施工指示图,制作者：莫懿懿,1
21、3.5 流水施工的组织方法,3 分别流水(无节奏流水)实际施工中，大多数的施工过程在各施工段上的工程量并不相等。各专业施工队的生产效率也相差悬殊，导致多数流水节拍彼此不相等，难以组织成等节拍或异节拍施工。分别流水施工就是利用流水施工的基本概念，在保证施工工艺、满足施工顺序要求的前提下，按照一定的计算方法，使相邻两专业工作队的开工时间最大限度地、合理地搭接起来，形成每个专业工作队都能连续作业的流水施工方式。它是流水施工的普遍形式。确定流水步距的计算方法较多，简捷实用的方法有:图上分析法、分析计算法、潘特考夫斯基法、矩阵计算法。,制作者：莫懿懿,13.5 流水施工的组织方法,潘特考夫斯基法也称为“
22、最大差法”，简称累加数列法。计算步骤如下：根据专业工作队在各施工段上的流水节拍，求累加数列；根据施工顺序，对所求相邻的两个专业工作队在各施工段上的流水节拍累加数列错位相减；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：相减结果中取数值最大者。,制作者：莫懿懿,13.5 流水施工的组织方法,【例】某工程项目由A、B、C三个施工过程组成，分别由三个专业工作队完成，在平面上划分为4个施工段，每个专业工作队在各施工段上的流水节拍如表所示。试绘出流水施工进度表。,制作者：莫懿懿,13.5 流水施工的组织方法,KA,B=4天,KB,C=4天,【解】（1）KA,B:,(2)KB,C:,制作者：莫
23、懿懿,13.5 流水施工的组织方法,绘制流水施工进度图表：,制作者：莫懿懿,13.5 流水施工的组织方法,分别流水施工的组织步骤：确定施工起点流向，分解施工过程；确定施工顺序，划分施工段；计算各施工过程在各个施工段上的流水节拍ti；确定相邻两个专业工作队之间的流水步距ki；计算流水施工的计划工期T；T=K+Tn+Z-ZD式中：K流水步距之和；Tn最后一个专业工作队在各施工段的流水节拍之和；绘制流水施工进度图表。,制作者：莫懿懿,13.5 流水施工的组织方法,（4）流水线法 工程中常会遇到延伸很长的构筑物，如道路，沟渠、管道等，这类工程称为线性工程对线性工程所组织的流水施工称流水线法。其组织方法
24、的具体步骤如下:(1)将线性工程对象划分成若干个施工过程；(2)通过分析，找出对工期起主导作用的施工过程(3)根据完成主导施工过程的工作队或机械的每班生产率确定专业工作队的移动速度；(4)再根据这一速度设计其他施工过程的流水作业，使之与主导施工过程相配合即工艺上密切联系的专业工作队，按一定的工艺顺序相继投入施工，各专业队以一定的速度沿着线性工程的长度方向不断向前移动，每天完成同样长度的工程任务,制作者：莫懿懿,13.5 流水施工的组织方法,【例】某管道工程长500m(L)，由开挖沟槽、铺设管道、焊接钢管和回填土四个施工过程所组成。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(V)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。这样，便可对500m长的管道工程按图所示，组织流水线法施工。流水线法施工工期的计算式为：T=（m+N-1）K+Z-ZD；m=L/V式中:L-线性工程总长度；K-流水步距；N工作队数；V每天移动速度；Z技术间歇时间之和；ZD专业工作队相互搭接时间之和。,制作者：莫懿懿,13.5 流水施工的组织方法,解：K=1d，N=4，m=500/50=10，故T=（10+4-1）1=13d,制作者：莫懿懿,本章小结,制作者：莫懿懿,13.5 流水施工的组织方法,1天,
