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模块2 建筑工程流水施工
学习描述
教学内容
本模块主要介绍组织施工的方式；流水施工的概念、分级和表达方式；重点阐述了流水施工参数及组织流水施工的基本方式，并结合实例阐述了流水施工组织方式在实践中的应用步骤和方法。
教学要求
本模块为施工组织学科的基本理论，是指导安排施工进度，提高施工组织管理水平的理论基础，在教学中，应比较系统地由概念到理论，由浅入深。通过本模块的学习，要求掌握流水施工的组织要点和条件、组织流水施工的基本理论和三种流水施工组织的方法。
实践环节
确定施工过程数、确定施工段数、计算流水节拍、确定流水步距、计算流水作业总工期及绘制流水作业施工横道图。
2.2建筑工程流水施工的主要参数
流水施工的主要参数流水施工参数是指组织流水施工时，用来描述工艺流程、空间布置和时间安排等方面的状态参数。它主要包括工艺参数、空间参数和时间参数三大类。
2.2.1工艺参数
在组织流水施工时，用以表达流水施工在施工工艺上的开展顺序及其特征的参数称为工艺参数。具体地说，工艺参数是指在组织流水施工时，拟建工程项目的整个建造过程可分解为施工过程的种类、性质和数目。通常，工艺参数包括施工过程数和流水强度两种。
1.施工过程数
施工过程数是指一组流水的施工过程的个数，通常以N或n表示。在组织建筑工程流水施工时，首先应将施工对象划分为若干施工过程。施工过程划分的数目多少和粗细程度一般与下列因素有关。
1）施工计划的性质和作用
对于长期计划及建筑群体规模大、工期长的工程施工控制性进度计划，其施工过程的划分可以粗略一些、综合性大一些。对于中小型单位工程及工期较短的工程实施性计划，其施工过程划分可以细致一些、具体一些，一般可划分至分项工程。对于月度作业性计划，有些施工过程还可以分解为工序，如顶棚抹灰、贴釉面砖等工程。
2）施工方案
对于一些相同的施工工艺，应根据施工方案的要求，将它们合并为一个施工过程，也可以根据施工的先后将其分为两个施工过程。对于不同的施工方案，其施工顺序和施工方法也不同。例如，框架主体结构采用的模板不同，其施工过程划分的个数就不相同。
3）工程量与劳动力组织
施工过程的划分与施工班组及施工习惯有一定关系。例如，可以将安装玻璃、涂刷油漆合并为一个施工过程，即玻璃油漆施工过程，它的施工班组就成为一个混合班组；也可以将它们分为两个施工过程，即玻璃安装施工过程和涂刷油漆施工过程，这时它们的施工班组为单一工种的施工班组。
4）施工的内容和范围
施工过程的划分不仅与工程量大小有关，而且与其工作内容和范围有关。例如，直接在施工现场与工程对象上进行的施工过程，可以划入流水施工过程，但在场外的施工内容（如零配件的加工），可以不划入流水施工过程。
如果流水施工的每个施工过程各由一个专业施工班组施工，那么施工过程数n与专业施工班组数相等，否则两者不相等。
装饰施工过程可分为三类，即为制造装饰成品、半成品而进行的制备类施工过程，把材料和制品运至工地仓库或转运至施工现场的运输类施工过程，在施工过程中占主要地位的装饰安装类施工过程。
提示
目前，一个工程需要确定多少施工过程没有统一的规定，一般以既能表达一个工程的完整施工过程，又能简单明了地进行安排为原则，数量不宜过多（以主导施工过程为主），以便于流水。制备类和运输类施工过程一般不占有施工对象的空间，不影响项目总工期，在进度表上不反映；只有当它们占有施工对象的空间并影响项目总工期时，才会被列入项目施工进度计划中。
2.流水强度
每个施工过程在单位时间内所完成的工程量（如浇捣混凝土施工过程中，工程量为每工作班能浇筑的混凝土立方数）称为流水强度，又称为流水能力或生产能力。
（1）机械施工过程的流水强度按式（2-1）计算。
式中，Vi为流水强度；Ri为某种施工机械台数；Si为该种施工机械台班产量；x为用于同一施工过程的主导施工机械种类。
例如，某土方工程，推土机1台，S1=1 562.5 m3/台班；铲运机3台，S2=223.2 m3/台班，则该机械施工过程的流水强度为：
Vi=1×1 562.5+3×223.2=2 232.1（m3/台班）
（2）人工操作过程的流水强度按式（2-2）计算。
式中， Vi为某施工过程的人工操作流水强度； Ri为投入施工过程的专业工作队工人数； Si为投入施工过程的专业工作队平均产量定额。
例如，某饰面工程每日安排4名工人施工，其产量定额为5m2/工日，则该饰面工程流水强度为20m2/工日。
2.2.2空间参数
在组织流水施工时，用以表达流水施工在空间布置上所处状态的参数称为空间参数。空间参数主要包括工作面、施工段和施工层。
1.工作面
工作面又称为工作线，是指在施工对象上可能安置的操作工人的人数或布置施工机械的地段。它用来反映施工过程中（工人操作、机械布置）在空间上布置的可能性。
对于某些施工过程，在施工一开始时就已经在整个长度或广度上形成了工作面，这种工作面称为完整的工作面（如铺地砖）。
有些施工过程的工作面是随着施工过程的推进逐步形成的，这种工作面称为部分的工作面。
工作面的大小可以采用不同的单位来计量。例如，门窗的油漆可以根据门窗洞的面积以平方米为单位，靠墙扶手沿长度以米为单位。
在确定一个施工过程必要的工作面时，不但要考虑前一施工过程为这一施工过程可能提供的工作面大小，还必须严格遵守施工规范和安全技术的有关规定。因此，工作面的形成直接影响到流水施工的组织。有关工种的工作面及其说明见表2-2。
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或m表示，它是流水施工的基本参数之一。
1）划分施工段的目的
划分施工段是组织流水施工的基础，其目的是：由于建筑产品生产具有单件性，不适于组织流水施工；但是，建筑产品体形庞大的固有特征又为组织流水施工提供了空间条件，可以把这个体形庞大的“单件产品”划分成具有若干个施工段、施工层的“批量产品”，使其满足流水施工的基本要求；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，迅速地、依次地、连续地完成各段的任务，为相邻专业工作队尽早地提供工作面，达到缩短工期的目的。
2）划分施工段的原则
施工段的划分，在不同的分部工程中，可以采用相同或不同的办法。在同一分部工程中最好采用统一的段数，但也不能排除特殊情况。例如，在单层工业厂房的预制工程中，柱和屋架的施工段划分就不一定相同。对于多栋同类型房屋的施工，可以栋号为段组织大流水施工。为了使施工段划分得更科学、更合理，通常应遵循下面的原则。
（1）施工段的数目要满足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。
（2）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%。
（3）为了充分发挥工人、主导机械的效率，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理劳动组织的要求。
（4）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、伸缩缝等）相一致。如果必须将分界线设在墙体中间，应将其设在对结构整体性影响较小的部位。
（5）对于多层的拟建工程项目，既要划分施工段，又要划分施工层，以保证相应的专业工作队在施工段与施工层之间有节奏、连续、均衡地进行流水施工。
（6）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m≥n。
知识链接
施工缝：受到施工工艺的限制，按计划中断施工而形成的接缝。混凝土结构由于分层浇筑，在本层混凝土与上一层混凝土之间形成的缝隙，就是最常见的施工缝，但它并不是真正意义上的缝，而应该是一个面。
沉降缝：为克服结构不均匀沉降而设置的缝，须从基础到上部结构完全分开。沉降缝是用来调节建筑物垂直方向上的形变的。
伸缩缝：为克服过大的温度应力而设置的缝，基础可不断开。伸缩缝是用来调节建筑物水平方向上的形变的。
抗震缝：为使建筑物较规则，以期有利于结构抗震而设置的缝，基础可不断开。
3）施工段数（m）与施工过程数（n）的关系
（1）当m=n时，工作队连续施工，施工段上始终有施工的班组，工作面能被充分利用，无停歇现象，也不会产生工人窝工现象，是理想的流水施工。
（2）当m>n时，工作队仍能连续施工，虽然有停歇的工作面，但不一定是不利的，有时还是必要的，如利用这些停歇时间做养护、备料、弹线等工作。
（3）当m施工段有空闲停歇，一般会影响工期，但在空闲的工作面上若能安排一些准备或辅助工作（如运输类施工），则会使后继工作顺利，也不一定有害。而工作队工作不连续则是不可取的，除非能将窝工的工作队转移到其他工地进行工地间大流水施工。
提示
施工段数m不能过大，否则施工材料、作业人员、机械设备过于集中，影响施工效率和效益，同时容易发生安全生产事故。
3.施工层
在组织流水施工时，为满足专业工种对操作高度的要求，通常将施工项目在竖向上划分为若干个作业层，这些作业层均称为施工层。施工层的划分要根据建筑物的楼层高度来确定，如砌砖墙的施工层高为1.2 m，室内抹灰、木装饰、油漆、玻璃和水电安装等可按楼层进行施工层划分。
2.2.3时间参数
时间参数是指在组织流水施工时，用以表达流水施工在时间安排上所处状态的参数，主要包括流水节拍、流水步距、间歇时间、搭接时间和流水施工工期等。
流水节拍是指每个专业班（组）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，通常用ti表示（i=1，2，3， ，n）。
同一施工过程的流水节拍，主要由所采用的施工方法、施工机械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因素确定。
1.流水节拍
流水节拍是指每个专业班（组）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，通常用ti表示（i=1，2，3， ，n）。
流水节拍的计算方法如下。
（1）定额计算法。根据各施工段的工程量和现有能够投入的资源量（劳动力、机械台数和材料量等），按式（2-3）进行计算。
式中，ti为某工程在某施工段上的流水节拍；Qi为某工程在某施工段上的工程量；Si为某工程的产量定额；Ri为某工程的施工班组人数或机械台班数；b为每天工作班数；Hi为某工程的时间定额；Pi为某工程在某施工段上的劳动量。
知识链接
如果根据工期要求采用倒排进度的方法确定流水节拍，则可用式（2-3）反算出所需要的施工班组人数或机械台班数。但在此时，必须检查劳动力、材料和施工机械供应的可能性，以及工作面是否足够等。
2）经验估算法。
根据以往的施工经验进行估算，多适用于采用新工艺、新材料和新方法等没有定额可循的工程。一般为了提高其准确程度，往往先估算出该流水节拍的最长、最短和正常三种时间，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。该估算法也称为三点时间估算法，按式（2-4）进行计算。
式中，t为某施工过程在某施工段上的流水节拍；a为某施工过程在某施工段上的最短估算时间；b为某施工过程在某施工段上的最长估算时间；c为某施工过程在某施工段上的正常估算时间。
2.流水步距
流水步距是指组织流水施工时，相邻两个施工过程（或专业工作队）相继开始施工的最小间隔时间。流水步距一般用Ki，i+1表示。它是流水施工的主要参数之一。
流水步距的数目取决于参加流水的施工过程数。若施工过程数为n个，则流水步距的总数为n-1个。
流水步距的大小取决于相邻两个施工过程（或专业工作队）在各个施工段上的流水节拍及流水施工的组织方式。确定流水步距时，一般应满足以下基本要求。
（1）各施工过程按各自流水速度施工，始终保持工艺先后顺序。
（2）各施工过程的专业工作队投入施工后尽可能保持连续作业。
（3）相邻两个施工过程（或专业工作队）在满足连续施工的条件下，能最大限度地实现合理搭接。
根据以上基本要求，在不同的流水施工组织形式中可以采用不同的方法确定流水步距。一般情况下可用式（2-5）来确定流水步距。
式中，tj为技术与组织间歇时间；td为相邻两个施工过程之间的搭接时间。
3.间歇时间（通常以tj表示）
（1）工艺技术间歇时间。在流水施工过程中，由于施工工艺的要求，某施工过程在某施工段上必须停歇的时间间隔称为工艺技术间隔时间。例如，混凝土浇筑后，必须经过必要的养护时间，使其达到一定的强度，才能进行下一道工序；门窗底漆涂刷后，必须经过必要的干燥时间，才能涂刷面漆等，这些都是施工工艺要求的必要间隔时间，都属于工艺技术间歇时间。
（2）组织间歇时间。组织间歇时间是指因施工组织而造成的间歇时间，如砌砖墙前墙身位置弹线，以及其他作业前的准备工作，又如质量验收、安全检查等。
工艺技术间歇时间和组织间歇时间在组织流水施工时，可根据间歇时间的发生阶段一并考虑或分别考虑，以灵活应用工艺技术间歇时间和组织间歇时间参数特点，简化流水施工组织。
4.搭接时间（通常以td表示）
为了缩短工期，在工作面允许的条件下，有时在同一施工段中，当前一个专业工作队完成部分施工任务后，后一个专业工作队可以提前进入，两者形成平行搭接施工，这段时间称为搭接时间，也称为提前插入时间。
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流水施工为止的整个持续时间。由于一项建设工程往往包含许多流水组，故流水施工工期一般均不是整个工程的总工期。流水施工工期按式(2-6)计算。
流水施工工期
流水施工中各流水步距之和
流水施工中最后一道施工过程的持续时间
式（2-6）适用于任何节奏的专业流水施工的工期计算。式中既包含了主要流水施工参数，也充分反映了这些参数之间的联系和制约关系，熟练地掌握这些关系是组织流水施工的基础。
【案例2-2】某分部工程有A、B、C、D四个分项工程，划分为4个施工段组织流水施工，各施工过程的流水节拍分别为tA=3d，tB=3d，tC=4d，tD=2d，B过程完成后需有2d的技术间歇时间。求各施工过程之间的流水步距、该分部工程的工期，并绘制施工进度图。
【解析】
（1）确定各施工过程之间的流水步距。
①工作过程A、B之间的流水步距KA，B。
因为tA=tB=3 d，tj=0，td=0，
所以KA，B=tA+tj-td=3+0-0=3（d）
②工作过程B、C之间的流水步距KB，C
因为tB＜tC，tj=2，td=0，
所以KB，C=tB+tj-td=3+2-0=5（d）
③工作过程C、D之间的流水步距KC，D
因为tC＞tD，tj=0，td=0，
所以KC，D=mtC-(m-1)tD+tj-td
=4×4-(4-1)×2+0-0
=10（d）。
（2）确定该分部工程的工期T。
（3）绘制施工进度图，如图2-10所示。

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