任務3.2 流水施工

3.2.1 工程施工類型

一個水利水電工程的建設包含很多的施工過程，而各個施工過程又有很多的施工方法和組織形式，一般來講，施工組織方式有三種：依次施工、平行施工、流水施工，如圖3.1所示。

（1）依次施工。是將擬建工程按照項目劃分原則拆分成若干個施工過程，考慮施工過程之間的邏輯關系和組織關系，依照一定的順序，完成前一個，再開始后一個的施工組織形式。

這種方法的特點是：組織施工簡單明了，單位時間投入的資源量較少，便于安排，易于管理，但會造成施工隊忙閑不一，資源供應不能統籌安排，工期最長。

（2）平行施工。是指同一個專業的多個施工隊在不同的施工段上同時進行施工，同時竣工的施工組織形式。

這種方法的特點是：可以成倍提高施工效率，耗時最短，但在單位時間內投入的資源成倍增長，施工隊不能連續作業，現場管理混亂，經濟效益不佳。

（3）流水施工。是將擬建工程按照項目劃分原則拆分成若干個施工過程，根據流水施工的要求把各施工過程在平面或立面上劃分成工程量大致相等的施工段，不同專業的施工隊陸續開工、陸續竣工的施工組織形式。

這種方法的特點是：分工協作、連續作業、均衡生產，其提高了施工效率，縮短了工期，克服了依次施工和平行施工的缺點，又具備了兩者的優點。

3.2.2 流水施工參數

在組織流水施工時，用來表達流水施工在工藝流程、空間分布和時間策劃等方面實施的參數，稱為流水施工參數，主要包括工藝參數、空間參數、時間參數。

3.2.2.1 工藝參數

在組織流水施工時，用以表達流水施工在施工工藝上開展順序及其特征的參數，稱為工藝參數，主要指施工過程數。施工過程數是指參與一組流水的施工過程數目，以符號n表示，施工過程劃分的數目多少、粗細程度一般與下列因素有關：

（1）施工計劃的性質與作用。

（2）施工方案及工程結構。

（3）勞動組織及勞動量大小。

（4）施工過程內容和工作范圍。

3.2.2.2 空間參數

在組織流水施工時，用以表達流水施工在空間布置上所處狀態的參數，稱為空間參數，主要有工作面、施工段數和施工層數。

（1）工作面。工作面是指某專業工種的工人在從事建筑產品施工生產過程中所必須具備的活動空間，這個空間稱為工作面。工作面的大小是根據相應工種單位時間內的產量定額、工程操作規程和安全規程的要求確定的。

（2）施工段數和施工層數。施工段數和施工層數是指工程對象在組織流水施工中，在平面或立面所劃分的、工程量大致相等的施工區段數目。一般把平面上劃分的稱為施工段，用符號m表示；把建筑物立面劃分的稱為施工層，用符號r表示。

劃分施工區段的目的在于保證不同的施工隊（組）能在不同的施工區段上同時進行施工，且能夠間隔一定的時間進入下一個施工段，保證連續施工，既消除互等、停歇現象，又互不干擾，加快了施工進度。

劃分施工段基本要求如下：

1）各施工段的勞動量（或工程量）要大致相等（相差宜在15%以內），確保各專業施工隊（組）能連續、均衡、有節奏地施工。

2）施工段的數目要合理。施工段數過多，施工人員相對減少，工作面不能充分利用，工期被拖延；施工段數過少，則會引起人力、物力等資源的供應過度集中，可能會出現“斷流”的現象。

3）要有足夠的工作面。使每一施工段所容納的勞動力人數或機械臺數能滿足合理勞動組織的要求，發揮盡可能大的效率。

4）施工段的劃分應考慮結構的整體性，并以保證施工質量且不違反操作規程為前提，施工段分界宜劃在伸縮縫、沉降縫及對結構整體性影響較小的位置，但結構上不允許留施工縫的部位不能作為劃分施工段的界限。

5）當組織流水施工的工程對象分層分段施工時，為保證使各專業施工隊（組）能連續施工，要求每層的施工段數必須大于或等于其施工過程數（m≥n），即參與施工過程的專業施工隊組做完第一段能立即轉入第二段，施工完第一層的最后一段能立即轉入第二層的第一段。

3.2.2.3 時間參數

在組織流水施工時，用以表達流水施工在時間排列上所處狀態的參數，稱為時間參數。它包括流水節拍、流水步距、平行搭接時間、技術與組織間歇時間等。

（1）流水節拍。流水節拍是指某個專業隊在一個施工段上完成相應工程量所需要的施工作業時間，以符號t表示。流水節拍的大小反映了流水施工速度的快慢、資源消耗量的多少。

1）流水節拍確定。影響流水節拍的因素主要有：施工方案、各施工段投入的勞動力人數或施工機械臺班數、工作班次，以及該施工段工程量的大小，其數值大小可以按以下幾種方法確定。

a.定額計算法。計算公式為

式中 t——某施工過程在某施工段上的流水節拍；

Q——一個施工段的工程量；

R——專業隊的人數或機械數；

S——產量定額，即單位時間（工日或臺班）完成的工程量；

P——勞動量或臺班量。

b.經驗估算法。根據施工經驗進行估算。為了提高準確度，需要先估算該流水節拍的最長、最短、正常三種時間，求出期望時間作為某專業施工隊在某施工段上的流水節拍，計算公式為

式中 t——某施工過程在某施工段上的流水節拍；

a——某施工過程在某施工段上的最短估算時間；

b——某施工過程在某施工段上的最長估算時間；

c——某施工過程在某施工段上的正常估算時間。

c.工期計算法。對某些施工任務在規定時間內必須完成的施工項目，采用倒排進度法。步驟如下：

根據工期倒排進度，確定各個施工過程的工作延續時間。

確定某施工過程在某個施工段的流水節拍，如同一施工過程流水節拍不等，用估算法；如流水節拍相等，則按下式計算

式中 t——流水節拍；

T——某施工過程的工作持續時間；

M——某施工過程劃分的施工段數。

2）確定流水節拍要點。

a.專業施工隊的人數應滿足最小勞動力組合的要求，以具備集體協作的能力。

b.必須保證有足夠的施工操作空間（最小工作面），充分發揮專業施工隊的勞動效率，且保證施工安全。

c.在保證接線設備操作安全的前提下，考慮機械設備的效率以及可能供應的機械設備數量。

d.有特殊技術限制、安全質量限制的工程，在安排其流水節拍時，應滿足相關的限制要求。

e.必須考慮材料和構配件供應能力對進度的影響和限制，合理確定相關施工過程的流水節拍。

f.主導工程直接影響工期，所以應首先確定主導施工過程的流水節拍，在此基礎上確定其他施工過程的流水節拍。

（2）流水步距。流水步距是指兩個相鄰的專業施工隊相繼進入同一施工段流水作業的時間間隔，以符號K_i，i+1表示，i表示前一個施工過程，i+1表示后一個施工過程。

與流水步距相關的因素包括工期、前后兩個相鄰施工過程流水節拍的大小、施工工藝技術要求、是否有技術和組織間歇時間、施工段數目、流水施工的組織方式等。流水步距與工期的關系，一般是在施工段不變的情況下，流水步距越大，工期越長；流水步距越小，則工期越短。

流水步距制定原則：①滿足工藝要求；②主要專業施工隊連續施工；③最大限度搭接。

（3）平行搭接時間。在組織流水施工時，有時為了縮短工期，在工作面允許的條件下，如果前一個專業施工隊完成部分施工任務后，能夠提前為后一個專業施工隊提供工作面，使后一個專業施工隊能提前進入前一個施工段，兩者在同一施工段上平行搭接施工，這個搭接的時間稱為平行搭接時間，通常以C_i，i+1表示。

（4）技術間歇時間。在組織流水施工時，除要考慮相鄰專業施工隊之間的流水步距外，有時根據建筑材料或現澆構件等的工藝性質，還要考慮合理的工藝等待間歇時間，這個等待間歇時間稱為技術間歇時間，如混凝土澆筑后的養護時間、砂漿抹面干燥時間等。技術間歇時間以Z_i，i+1表示。

（5）組織間歇時間。在流水施工中，由于施工組織的原因，造成的在流水步距以外增加的間歇時間，稱為組織間歇時間，如施工人員、機械轉移、回填土前地下管道檢查驗收等。組織間歇時間以G_i，i+1表示。

3.2.2.4 工期

工期是指從第一個專業施工隊投入流水作業開始，到最后一個專業施工隊完成最后一個施工過程的最后一段工作退出流水作業為止的整個延續時間，可用符號T表示。由于一個工程往往由許多流水組組成，所以這里所說的工期是流水組的工期，而不是整個工程的總工期。

3.2.3 流水施工組織方法

流水施工按其流水節拍的特征不同可分為等節奏流水施工、異節奏流水施工和無節奏流水施工等幾種形式。

3.2.3.1 等節奏流水施工

等節奏流水施工指同一施工過程在各施工段上的流水節拍都相等，且不同施工過程之間的流水節拍也相等的一種流水施工方式，是一種最理想的組織流水方式，這種方式能夠保證專業隊連續、有節奏、均衡地施工。

（1）特征。

1）各施工過程在各施工段上的流水節拍彼此相等。如有n個施工過程，流水節拍為t_i，則t₁=t₂=…=t_n=t。

2）流水步距彼此相等，且等于流水節拍，即K_1，2=K_2，3=…=K_n-1，n=t。

3）各專業工作隊在各施工段上能夠連續作業，施工段之間沒有空閑時間。

4）施工班組數n₁等于施工過程數n。

5）工期計算，如下式

（2）組織施工步驟。

1）劃分施工過程，應將勞動量小的施工過程合到相鄰施工過程去，以使各流水節拍相等。

2）確定主要施工過程的施工人數并計算其流水節拍。

3）確定流水步距。

4）確定流水施工的工期。

5）繪制流水施工進度安排表，如圖3.2所示。

3.2.3.2 異節奏流水施工

異節奏流水施工又稱為成倍節拍流水，指同一施工過程在各個施工段上的流水節拍相等，不同施工過程之間的流水節拍不完全相等，但各個施工過程的流水節拍均為最小流水節拍的整數倍的流水施工方式。

（1）特征。

1）同一施工過程流水節拍相等，不同施工過程流水節拍之間存在整數倍關系。

2）流水步距彼此相等，且等于流水節拍值的最大公約數K_b。

3）各專業施工隊都能保持連續作業，施工段沒有空閑。

4）施工隊組數等于施工過程數n。

5）工期計算，如下式

（2）組織施工步驟。

1）劃分施工過程。

2）確定主要施工過程的施工人數并計算其流水節拍。

3）確定流水步距。

4）確定流水施工的工期。

5）繪制流水施工進度安排表，如圖3.3所示。

3.2.3.3 無節奏流水施工

無節奏流水施工指同一施工過程在各個施工段上流水節拍不完全相等，也不存在倍數關系，流水節拍沒有規律性的一種流水施工方式。

（1）特征。

1）每個施工過程在各個施工段上的流水節拍不相等。

2）各個施工過程之間的流水步距不相等。

3）各施工作業隊能夠在施工段上連續作業，但有的施工段之間可能有空閑時間。

4）施工隊組數等于施工過程數n。

5）工期計算，如下式

（2）組織施工步驟。無節奏流水施工的實質是各專業施工隊連續作業，流水步距經計算確定，使專業施工隊之間在一個施工段內不相互干擾（不超前，但可能滯后），或做到前后專業施工隊之間工作緊密銜接。因此，組織無節奏流水的關鍵就是正確計算流水步距，流水步距的計算最簡單的方法是“最大差法”，具體步驟如下：

1）劃分施工過程。

2）確定主要施工過程的施工人數并計算各施工過程在各個施工段上的流水節拍。

3）按“最大差法”確定各流水步距。

4）確定流水施工的工期。

5）繪制流水施工進度安排表，如圖3.4所示。