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第二章 流水施工原理
本章重要知識點與典型題型
一、掌握流水施工參數(shù)的概念
知識點：流水施工的參數(shù)
為了說明組織流水施工時，各施工過程在時間和空間上的開展情況及相互依存關(guān)系，這里引入一些描述工藝流程、空間布置和時間安排等方面的狀態(tài)參數(shù)——流水施工參數(shù)，包括工藝參數(shù)、空間參數(shù)和時間參數(shù)。
(一)工藝參數(shù)
工藝參數(shù)是指組織流水施工時，用以表達(dá)流水施工在施工工藝方面進(jìn)展?fàn)顟B(tài)的參數(shù)，通常包括施工過程和流水強度兩上參數(shù)。
1.施工過程
組織建設(shè)工程流水施工時，根據(jù)施工組織及計劃安排需要而將計劃任務(wù)劃分成的子項稱為施工過程。
施工過程的數(shù)目一般用小寫n來表示，它是流水施工的確要參數(shù)之一。根據(jù)性質(zhì)和特點不同，施工過程一般分為三類，即建造類施工過程、運輸類施工過程和制備類施工過程。
(1)建造類施工過程，是指在施工對象的空間上直接進(jìn)行砌筑、安裝與加工，最終形成建筑產(chǎn)品的施工過程。
(2)運輸因施工過程，是指將建筑材料、各類構(gòu)配件、成品、制品和設(shè)備等運到工地倉庫或施工現(xiàn)場使用地點的施工過程。
(3)制備類施工過程，是指為了提高建筑產(chǎn)品生產(chǎn)的工廠化、機械化程度和生產(chǎn)能力而形成的施工過程。如砂漿、混凝土、各類制品、門窗等的制備過程和混凝土構(gòu)件的預(yù)制過程。
由于建造類施工過程占有施工對象的空間，直接影響工期的長短，因此必須列入施工進(jìn)度計劃，并在其中大多作為主導(dǎo)施工過程或關(guān)鍵的工作。運輸類與制備類施工過程一般不占有施工對象的工作面，不影響工期，故不需要列入流水施工進(jìn)度計劃之中，只有當(dāng)其占有施工對象的工作面，影響工期時，才列入施工進(jìn)度計劃中。
2.流水強度
流水強度是指流水施工的某施工過程(專業(yè)工作隊)在單位時間內(nèi)完成的工程量，也稱為流水能力或生產(chǎn)能力。
表示：
V——某施過程(隊)的流水強度
Ri——投入該施工過程的第i 種資源量(施工機械臺數(shù)或工人數(shù))
Si——投入該施工過程的第i 種資源的產(chǎn)量定額
X——投入該過程的資源種類數(shù)
(二)空間參數(shù)
空間參數(shù)是指在組織流水施工時，用以表達(dá)流水施工在空間布置上開展?fàn)顟B(tài)的參數(shù)。
1.工作面
工作面是指在某專業(yè)工種的工人或某種施工機械進(jìn)行施工的活動空間。工作面的大小，表明能安排施工人數(shù)或機械臺數(shù)的多少。每個作業(yè)的工人或每臺施工機械所需工作面的大小，取決于單位時間內(nèi)其完成的工程量和安全施工的要求。工作面確定的合理與否，直接影響專業(yè)工作隊的生產(chǎn)效率。因此，必須合理確定工作面。
2.施工段
將施工對象在平面或空間上劃分成若干個勞動量大致相等的施工段落，稱為施工段或流水段。施工段的數(shù)目一般用m表示，它是流水施工的主要參數(shù)之一。
(1)劃分施工段的目的
劃分施工段的目的就是為了組織流水施工。在組織流水施工時，專業(yè)工作隊完成一個施工段上的任務(wù)后，遵循施工組織順序又到另一個施工段上作業(yè)，產(chǎn)生連續(xù)流動施工的效果。在一段情況下，一個施工段在同一時間內(nèi)，只安排一個專業(yè)工作隊施工，各專業(yè)工作隊遵循施工藝順序依次投入作業(yè)，同一時間內(nèi)在不同施工段上平行施工，使流水施工均衡地進(jìn)行。組織流水施工時，可以劃分足夠數(shù)量的施工段，充分利用工作面，避免窩工，盡能縮短工期。
(2)劃分施工段的原則
①同一專業(yè)工作隊在各個施工段上的勞動量應(yīng)大致相等，相差幅度不宜于超過10%～15%;
②每個施工段內(nèi)要有足夠的工作面，以保證相應(yīng)數(shù)量的工人、主導(dǎo)施工機械的生產(chǎn)效率，滿足合理勞動組織的要求;
③施工段的界限應(yīng)盡可能與結(jié)構(gòu)界限(如沉降縫、伸縮縫等)相吻合，或設(shè)在對建筑結(jié)構(gòu)整體性影響小的部位，以保證建筑結(jié)構(gòu)的整體性;
④施工段的數(shù)目要滿足合理組織流水施工的要求。施工段數(shù)目過多，會降低施工速度，延長工期;施工段過少，不利于充分利用工作面，可能造成窩工。
⑤對于多層建筑物、構(gòu)筑物或需要分層施工的工程，應(yīng)即分施工段，又分施工層，各專業(yè)工作隊依次完成第一施工層中各施工段任務(wù)后，再轉(zhuǎn)入第二施工層的施工段上作業(yè)，依此類推。以確保相應(yīng)專業(yè)隊在施工段與施工層之間，組織連續(xù)、均衡、有節(jié)奏地流水施工。
(三)時間參數(shù)
是指在組織流水施工時，用以表達(dá)流水施工在時間安排上所處狀態(tài)的參數(shù)，主要包括流水節(jié)拍、流水步距和流水施工工期等。
1.流水節(jié)拍
流水節(jié)拍是指在組織流水施工時，某個專業(yè)工作隊在一個施工段上的施工時間。第j個專業(yè)工作隊在第i個施工段的流水節(jié)拍一般用tj，i來表示(j=1，2……，n;i=1，2，……，m)。
流水節(jié)拍是流水施工的主要參數(shù)之一，它表明流水施工的速度和節(jié)奏性。流水節(jié)拍小，其流水速度快，節(jié)奏感強;反之則相反。流水節(jié)拍決定著單位時間的資源供應(yīng)量，同時，流水節(jié)拍也是區(qū)別流水施工組織方式的特征參數(shù)。
同一施工過程的流水節(jié)拍，主要由所采用的施工方法、施工機械以及在工作面允許的前提下投入施工的工人數(shù)、機械臺數(shù)和采用的工作班次等因素確定。有時，為了均衡施工和減少轉(zhuǎn)移施工段時消耗的工時，可以適當(dāng)調(diào)整流水節(jié)拍，其數(shù)值最好為半個班的整數(shù)倍。
流水節(jié)拍確定方法：
(1)定額計算法
如果已有定額標(biāo)準(zhǔn)時，可按公式(2-2)或公式(2-3)確定流水節(jié)拍。
式中：
Sj——第j個專業(yè)工作隊的計劃產(chǎn)量定額;
Rj——第j個專業(yè)工作隊所投入的人工數(shù)或機械臺數(shù);
Nj——第j個專業(yè)工作隊的工作班次;
Qj，i——第j個專業(yè)工作隊在第i個施工段要完成的工程量或工作量。
(2)經(jīng)驗估算法
2.流水步距
流水步距是指組織流水施工時，相鄰兩個施工過程(或?qū)I(yè)工作隊)相繼開始施工的最小間隔時間。流水步距一般用Kj，j+1來表示，其中j(j=1，2，……，n-1)為專業(yè)工作隊或施工過程的編號。它是流水施工的主要參數(shù)之一。
流水步距的數(shù)目取決于參加流水的施工過程數(shù)。如果施工過程數(shù)為n個，則流水步距的總數(shù)為n-1個。
流水步距的大小取決相鄰兩個施工過程(或?qū)I(yè)工作隊)在各個施工段上的流水節(jié)拍及流水施工的組織方式。
確定流水步距，一般應(yīng)滿足以下基本要求：
(1)各施工過程按各自流水速度施工，始終保持工藝先后順序;
(2)各施工過程的專業(yè)工作隊投入施工后盡可能保持連續(xù)作業(yè);
(3)相鄰兩個施工過程(或?qū)I(yè)工作隊)在滿足連續(xù)施工的條件下，能最大限度地實現(xiàn)全理搭接。
3.流水施工工期
流水施工工期是指從第一個專業(yè)工作隊投入流水施工開始，到最后一個專業(yè)工作隊完成流水施工為止的整個持續(xù)時間。由于一項建設(shè)工程往往包含有許多流水組，故流水施工工期一般均不是整個工程的總工期。
典型題型：
1.建設(shè)工程組織流水施工時，某專業(yè)工作隊在單位時間內(nèi)所完成的工程量稱為( C )。
A.流水節(jié)拍
B.流水步距
C.流水強度
D.流水節(jié)奏
2.建設(shè)工程組織流水施工時，用以表達(dá)流水施工在空間布置上上開展?fàn)顟B(tài)的參數(shù)有(D )。
A.流水節(jié)拍
B.流水步距
C.間歇時間
D.施工段
3.建設(shè)工程組織流水施工時，用以表達(dá)流水施工在施工工藝方面進(jìn)展?fàn)顟B(tài)的參數(shù)之一是( B)。
A.流水段
B.施工過程
C.流水節(jié)拍
D.流水步距
4.施工段是用以表達(dá)流水施工的空間參數(shù)。為了合理地劃分施工段，應(yīng)遵循的原則包括(BCE )。
A.施工段的界限與結(jié)構(gòu)界限無關(guān)，但應(yīng)使同一專業(yè)工作隊在各個施工段的勞動量大致相等
B.每個施工段內(nèi)要有足夠的工作面，以保證相應(yīng)數(shù)量的工人、主導(dǎo)施工機械的生產(chǎn)效率，滿足合理勞動組織的要求
C.施工段的界限應(yīng)設(shè)在對建筑結(jié)構(gòu)整體性影響小的部位，以保證建筑結(jié)構(gòu)的整體性
D.每個施工段要有足夠的工作面，以滿足同一施工段內(nèi)組織多個專業(yè)工作隊同時施工的要求
E.施工段的數(shù)目要滿足合理組織流水施工的要求，并在每個施工段內(nèi)有足夠的工作面
二、掌握非節(jié)奏流水施工的特點、流水步距及流水施工工期的計算方法
一、非節(jié)奏流水施工的特點
1.各施工過程在各施工段的流水節(jié)拍不全相等;
2.相鄰施工過程的流水步距不盡相等;
3.專業(yè)工作隊數(shù)等于施工過程數(shù);
4.各專業(yè)工作隊能夠在施工段上連續(xù)作業(yè)，但有的施工段之間可能有空閑時間。
二、流水步距的確定
在非節(jié)奏流水施工中，通常采用累加數(shù)列錯位相減取大差法計算流水步距。由于這種方法是由潘特考夫斯基首先提出的，故又稱為潘特考夫斯基法。
累加數(shù)列錯位相減取大差法的基本步驟：
1.對每一個施工過程在各施工段上的流水節(jié)拍依次累加，求得各施工過程流水節(jié)拍的累加數(shù)列;
2.將相鄰施工過程流水節(jié)拍累加數(shù)列中的后者錯后一位，相減后求得一個差數(shù)列;
3.在差數(shù)列中取最大值，即為這兩個相鄰施工過程的流水步距。
例：某工程由3個施工過程組成，分為4個施工段進(jìn)行流水施工，其流水節(jié)拍見表2-1，試確定流水步距。
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施工過程 |
施工段 |
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① |
② |
③ |
④ |
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Ⅰ |
2 |
3 |
2 |
1 |
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Ⅱ |
3 |
2 |
4 |
2 |
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Ⅲ |
3 |
4 |
2 |
2 |
解：(1)求各施工過程流水節(jié)拍的累加數(shù)列：
施工過程Ⅰ：2，5，7，8
施工過程Ⅱ：3，5，9，11
施工過程Ⅲ：3，7，9，11
(2)錯位相減求得差數(shù)列
三、流水施工工期確定
流水施工工期可按公式計算：T=∑K+∑tn+∑Z+∑G-∑C
式中：
T——流水施工工期;
∑K——各施工過程(或?qū)I(yè)工作隊)之間流水步距之和;
∑tn——最后一個施工過程(或?qū)I(yè)工作隊)在各施工段流水節(jié)拍之和;
∑Z——組織間歇時間之和;
∑G——工藝間歇時間之和;
∑C——提前插入時間之和。
典型題型：
1.建設(shè)工程組織非節(jié)奏流水施工時的特點包括( BCE)。
A.各專業(yè)工作隊不能在施工段上連續(xù)作業(yè)
B.各施工過程在各施工段的流水節(jié)拍不全相等
C.相鄰專業(yè)工作隊的流水步距不盡相等
D.專業(yè)工作隊數(shù)小于施工過程數(shù)
E.有些施工段之間可能有空閑時間
2.某分部工程有兩個施工過程，各分為4個施工段組織流水施工，流水節(jié)拍分別為2、4、3、4天和3、5、4、5天，則流水步距和流水施工工期分別為( B )天。
A.2和19
B.3和20
C.4和20
D.5和19
三、熟悉固定節(jié)拍流水施工特點及流水施工工期的計算方法
知識點：(一)固定節(jié)拍流水施工的特點
1.所有施工過程在各個施工段上的流水節(jié)拍均相等;
2.相鄰施工過程的流水步距相等，且等于流水節(jié)拍;
3.專業(yè)工作隊數(shù)等于施工過程數(shù)，即每一個施工過程成立一個專業(yè)工作隊，由該隊完成相應(yīng)施工過程所有施工段上的任務(wù);
4.各個專業(yè)工作隊在各施工段上能夠連續(xù)作業(yè)，施工段間沒有空閑時間。
知識點(二)固定節(jié)拍流水施工工期
某固定節(jié)拍流水施工，有A.B.C.D四個施工過程，施工段數(shù)m等于3個施工段，固定節(jié)拍流水所有施工過程在各個施工段上的作業(yè)時間全部相等，如A在第一個工作段是2天，第二個工作段是2天，第三個工作段是2天;B同樣在第一個施工段2天，第二個流水段是2天，第三個流水段是2天，同理C.D一樣，在每個施工段上的流水節(jié)拍都是2天。
相鄰的兩個施工過程之間的間隔叫流水步距，A和B是兩上相鄰的兩個施工過程，A和B之間的時間間隔是KA，B.KB，C.KC，D.
流水工期：
T=(n-1)K+mt
=(n-1)t+mt
=(m+n-1)t
1.有間歇時間的固定節(jié)拍流水施工
所謂間歇時間，是指相鄰兩個施工過程之間由于工藝或組織安排需要而增加的額外等待時間，包括工藝間歇時間(Gj，j+1)和組織間歇時間(Zj，j+1)。
某固定節(jié)拍流水施工，有A.B.C.D四個施工過程，施工段數(shù)m等于3，流水節(jié)拍為2天，在C與D之間有工藝間歇時間G.
T=(m+n-1)t+G
T=(m+n-1)t+∑G+∑Z
例：施工過程數(shù)n=4，施工段數(shù)m=4，流水節(jié)拍t=2，流水步距K=t=2，所有組織間歇Z=0，除Ⅱ和Ⅲ之間GⅡ，Ⅲ=1，其余的為0.這樣的一個工程要組織固定節(jié)拍流水施工，其流水施工總工期是多少?
按公式：
T=(m+n-1)×t+∑G+∑Z
=(4+4-1)×2+1
=15天
2.有提前插入時間的固定節(jié)拍流水施工
所謂提前插入時間，是指相鄰兩個專業(yè)工作隊在同一施工段上共同作業(yè)的時間。在工作面允許和資源有保證的前提下，專業(yè)工作隊提前插入施工，可以縮短流水施工工期。對于有提前插入時間的固定節(jié)拍流水施工，其流水施工工期T可按公式計算：
T=(n-1)t+∑G+∑Z-∑C+m·t
=(m+n-1)t+∑G+∑Z-∑C
典型題型：
1. 基礎(chǔ)工程劃分4個施工過程(挖基槽、作墊層、混凝土澆筑、回填土)在5個施工段組織固定節(jié)拍流水施工，流水節(jié)拍為3天，要求混凝土澆筑2天后才能進(jìn)行回填土，該工程的流水工期為(C)天。
A.39
B.29
C.26
D.14
四、熟悉成倍節(jié)拍流水施工特點及流水施工工期的計算方法
知識點(一)加快的成倍節(jié)拍流水施工的特點
1.同一施工過程在其各個施工段上的流水節(jié)拍均相等;不同施工過程的流水節(jié)拍不等，但其值為倍數(shù)關(guān)系;
2.相鄰專業(yè)工作隊的流水步距相等，且等于流水節(jié)拍的最大公約數(shù)(K);
3.專業(yè)工作隊數(shù)大于施工過程數(shù)，即有的施工過程只成立一個專業(yè)工作隊，而對于流水節(jié)拍大的施工過程，可按其倍數(shù)增加相應(yīng)專業(yè)工作隊數(shù)目;
4.各個專業(yè)工作隊在施工段上能夠連續(xù)作業(yè)，施工段之間沒有空閑時間。
知識點(二)加快的成倍節(jié)拍流水施工工期
T=(n-1)K+mt
=(n-1)t+mt
=(m+n-1)t
典型題型：
1.建設(shè)工程組織流水施工時，相鄰專業(yè)工作隊之間的流水步距相等，且施工段之間沒有空閑時間的是( C)。
A.非節(jié)奏流水施工和加快的成倍節(jié)拍流水施工
B.一般的成倍節(jié)拍流水施工和非節(jié)奏流水施工
C.固定節(jié)拍流水施工和加快的成倍節(jié)拍流水施工
D.一般的成倍節(jié)拍流水施工和固定節(jié)拍流水施工
2. 在流水施工方式中，加快成倍節(jié)拍流水施工的特點之一是(A)。
A.相鄰施工過程之間流水步距相等，且等于流水節(jié)拍的最大公約數(shù)
B.相鄰施工過程之間流水步距相等，且等于流水節(jié)拍的最小公約數(shù)
C.相鄰施工過程之間流水步距不盡相等，但流水步距之間為倍數(shù)關(guān)系
D.相鄰施工過程之間流水步距不盡相等，但流水步距是流水節(jié)拍的倍數(shù)關(guān)系
3.某分部工程有3個施工過程，各分為3個施工段組織加快的成倍節(jié)拍流水施工，各施工過程在各施工段上的流水節(jié)拍分別為6、4、6天，則專業(yè)工作隊數(shù)應(yīng)為(D )個。
A.3
B.5
C.6
D.8
4.某分部工程有3個施工過程，各分為4個流水節(jié)拍相等的施工段，各施工過程的流水節(jié)拍分別為6、4、4天。如果組織加快的成倍節(jié)拍流水施工，則專業(yè)工作隊數(shù)和流水施工工期分別為(D )。
A.3個和20天
B.4個和25天
C.5個和24天
D.7個和20天
五、了解組織施工的方式及特點
知識點：組織施工的方式
考慮工程項目的施工特點、工藝流程、資源利用、平面或空間布置等要求，其施工可以采用依次、平行、流水等組織方式。
1.依次施工
概念：是將擬建工程項目中的每一個施工對象分解為若干個施工過程，按施工工藝要求依次完成每一個施工過程;當(dāng)一個施工對象完成后，再按同樣的順序完成下一個施工對象，依次類推，直至完成所有施工對象。這種方式叫做依次施工。
依次施工的特點
(1)沒有充分地利用工作面進(jìn)行施工，工期長;
(2)如果按專業(yè)成立工作隊，則各專業(yè)隊不能連續(xù)作業(yè)，有時間間歇，勞動力及施工機具等資源無法均衡使用;
(3)如果由一個工作隊完成全部施工任務(wù)，則不能實現(xiàn)專業(yè)化施工，不利于提高勞動生產(chǎn)率和工程質(zhì)量。
(4)單位時間內(nèi)投入的勞動力、施工機具、材料等資源量較少，有利于資源供應(yīng)的組織;
(5)施工現(xiàn)場的組織、管理比較簡單。
2.平行施工
概念：平行施工方式是組織幾個勞動組織相同的工作隊，在同一時間、不同的空間，按施工工藝要求完成各施工對象。
平行施工特點：
(1)充分利用工作面進(jìn)行施工，工期短;
(2)如果每一個施工對象均按專業(yè)成立工作隊，則各專業(yè)隊不能連續(xù)作業(yè)，勞動力及施工機具等資源無法均衡使用;
(3)如果由一個工作隊完成一個施工對象的全部施工任務(wù)，則不能實現(xiàn)專業(yè)化施工，不利于提高勞動生產(chǎn)率和工程質(zhì)量;
(4)單位時間內(nèi)投入的勞動力、施工機具、材料等資源量成倍地增加，不利資源供應(yīng)的組織;
(5)施工現(xiàn)場的組織、管理比較復(fù)雜。
3.流水施工
概念：流水施工方式是將擬建工程項目中的每一個施工對象分解為若干個施工過程，并按照施工過程成立相應(yīng)的專業(yè)工作隊，各專業(yè)隊按照施工順序依次完成各個施工對象的施工過程，同時保證施工在時間和空間上連續(xù)、均衡和有節(jié)奏的進(jìn)行，使相鄰兩專業(yè)隊能最大限度地搭接作業(yè)。
流水施工方式的特點：
(1)盡可能地利用工作面進(jìn)行施工，工期比較短;
(2)各工作隊實現(xiàn)了專業(yè)化施工，有利于提高技術(shù)水平和勞動生產(chǎn)率，也有利于提高工程質(zhì)量;
(3)專業(yè)工作隊能夠連續(xù)施工，同時使相鄰專業(yè)隊的開工時間能夠最大限度地搭接;
(4)單位時間內(nèi)投入的勞動力、施工機具、材料等資源量較為均衡，有利于資源供應(yīng)的組織;
(5)為施工現(xiàn)場的文明施工和科學(xué)管理創(chuàng)造了有利條件。
典型題型：
1.建設(shè)工程流水施工方式的特點之一是( C)。
A.單位時間內(nèi)投入的勞動力較少
B.專業(yè)工作隊能夠連續(xù)施工
C.能夠充分地利用工作面進(jìn)行施工
D.施工現(xiàn)場的組織管理比較簡單
2.建設(shè)工程平行施工的特點包括( AD )。
A. 可以充分利用工作面進(jìn)行施工
B. 單位時間內(nèi)投入的資源量較少
C. 施工現(xiàn)場的組織管理比較簡單
D. 勞動力及施工機具等資源無法均衡使用
E. 各專業(yè)工作隊能夠連續(xù)作業(yè)
3.某分部工程有3個施工過程，各分為5個流水節(jié)拍相等的施工段組織加快的成倍節(jié)拍流水施工。已知各施工過程的流水節(jié)拍分別為4、6、4天，則流水步距和專業(yè)工作隊數(shù)分別為( D )。
A.6天和3個
B.4天和4個
C.4天和3個
D.2天和7個
4.某分部工程有兩個施工過程，分為4個施工段組織流水施工，流水節(jié)拍分別為3、4、4、5天和4、3、4、5天，則流水步距為(C )天。
A.3
B.4
C.5
D.6
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