第二章 施工过程组织原理

1、公路施工组织及概预算1公路施工组织及概预算2022-3-282第二章第二章 施工过程组织原理施工过程组织原理公路施工组织及概预算3本章内容本章内容第一节第一节 施工过程的组织原则施工过程的组织原则第二节第二节 施工过程的实践组织施工过程的实践组织第三节第三节 流水施工原理流水施工原理第四节第四节 流水施工的办法流水施工的办法公路施工组织及概预算4第一节第一节 施工过程的组织原则施工过程的组织原则一、施工过程的概述二、施工过程的组成三、施工过程的组织原则公路施工组织及概预算5一、 施工过程的概述1、施工过程的定义 生产建筑产品的过程，它是由一系列相互联系的施工活动组成的。2、施工过程的内容 劳动

2、过程及自然过程。3、施工过程的分类 1）施工准备过程 2）基本施工过程 3）辅助施工过程 4）施工服务过程公路施工组织及概预算6二、施工过程的组成（从施工组织的需要出发） 1、动作与操作 2、工序：施工组织的对象。 3、施工段 4、综合过程：最终能获得产品的施工过程的总合。 以上划分并没有具体的规定，一般以有利于科学地进行施工组织和施工管理工作而定。举例说明。公路施工组织及概预算7三、施工过程的组织原则1、连续性 指产品施工过程的各个阶段、各工序的进行在时间上是紧密衔接的，不发生各种不合理的中断现象。目的是使劳动对象始终处于被加工、被检验或自然过程中，以减少窝工，缩短工期，有利于生产效率的提高

3、。2、协调性 又叫比例性。指施工各阶段、各工序之间，在施工能力上要保持一定的比例关系，各施工环节的人数、效率、设备数量等都必须互相协调。目的是提高人员机械的使用率，减少等待时间以缩短工期。公路施工组织及概预算8三、施工过程的组织原则3、均衡性 各施工环节的工作负荷保持相对稳定。目的是提高使用效率，保证工程质量。4、经济性 以尽可能少的劳动消耗取得尽可能大的劳动成果，讲究经济效益。是以上三个原则的具体体现。公路施工组织及概预算9第二节第二节 施工过程的时间组织施工过程的时间组织一、施工过程的时间排序问题二、工程项目施工作业方式三、作业方式的综合运用公路施工组织及概预算10一、施工过程的时间排序问

4、题1、二道工序，多项任务时的施工顺序2、 三道工序，多项任务时的施工顺序3、n (n3)道工序，多项任务的施工工序4、约翰逊贝尔曼法则使用注意事项公路施工组织及概预算111、 二道工序，多项任务时的施工顺序n假定工程只有A、B二道工序，A工序为先行工序，B工序为后续工序，任务为m项。设tij为第i项任务中完成j 序所需的时间。n目的：工期最短n解决方法：用约翰逊贝尔曼法则n基本思想：在tiA和tiB中挑其最小值，先行工序排在最前，后续工序排在最后。12按上述方法求得使工期最短的最优施工顺序为：5号、1号、4号、3号、2号。例2.1公路施工组织及概预算13工 序2222222222222挖 基砌

5、基础总周期25d公路施工组织及概预算142、 三道工序，多项任务时的施工顺序满足下列条件之一，可求得最短工序：1)第1道工序最小的施工周期min(tiA)大于或等于第2道工序的最大施工周max(tiB)，即min(tiA)max(tiB)2)第3道工序最小的施工周期min(tiB)大于或等于第2道工序的最大施工周期max(tiB)，即min(tiB)max(tiB)公路施工组织及概预算15解决方法：（1）将第1道工序和第2道工序上各项任务的施工周期依此加在一起做为新的第1项任务。（2）将第2道工序和第3道工序上各项任务的施工周期依此加在一起做为新的第2项任务。（3）按约贝法则将新的工序按二道工

6、序多项任务的计算方法求出最优工序即为三道工序上的最优工序。16例2.2 排序得最优施工顺序为：2、1、5、4、3或2、5、1、4、3或2、1、5、3、4和2、5、1、3、4。 如果不满足条件，按上述方法可求得较优解。工序施工段ABCA+BB+C顺序1455910第二（第三）222648第一38381111第五（第四）410391312第四（第五）5547911第三（第二）公路施工组织及概预算17 工序施工段48121620242832364044ABC公路施工组织及概预算183、n (n3)道工序，多项任务的施工工序 n(n3) 道工序时，没有简单的方法求解最优排序，但可求得较优排序。 第1种

7、方法：按施工的客观规律将前后关联工序的周期按一定方式合并为二道工序，再用约翰逊贝尔曼法则求解，即可求得施工顺序的较优安排。19例2.3按上述方法求得的较优施工顺序为：3、1、2、5、4。工序 施工段 A B C D A+B C+D 排序 1 4 2 2 7 6 9 第二 2 3 4 5 6 7 11 第三 3 2 3 3 3 5 6 第一 4 5 6 4 2 11 6 第五 5 7 3 5 4 10 9 第四 公路施工组织及概预算203、 n (n3)道工序，多项任务的施工工序 第2种方法是根据大量计算资料的分析和整理，归纳出的一种近似最优化规则。其步骤如下： 1. 将最长施工段安排在中间，最

8、长施工段是指完成该施工段上各道工序所需时间之和。 2. 将第一道工序持续时间小于最后一道工序持续时间的施工段，按第一道工序持续时间的递减顺序依此安排在最长施工段的前面。3. 剩余的施工段，按最后一道工序持续时间的递减顺序依此安排在最长施工段的后面。4. 当有些施工段的第一道工序与最后一道工序持续时间相等时，或有两个以上这样的施工段时，可得到多个组合安排结果，通过计算，从中择优。21例2.4按上述方法求得的较优施工顺序为：3、2、1、5、4。工 序施 工 段ABCDA +BC +D排 序142276915第 三2345671118第 二323335611第 一4564211617第 五57354

9、10919第 四公路施工组织及概预算224、约翰逊贝尔曼法则使用注意事项1）约翰逊贝尔曼使用的局限性。约贝法则从工程施工的数字统计中总结出来的经验法则，因此本身存在一定的误差，但这不是法则的错，关键在于读者灵活运用。2）工序划分的相对性。施工工序的划分是人为的，不同的组织者有不同的处理方法。因此，实际操作时，根据工作量的相对平衡和工序本身在交接过程中的顺利连接，划分工序尽量保持工作量的均衡一致。3）约贝法则与流水作业。该法则是建立在流水作业的基础上的，但流水施工原理是在第四节中介绍，因此，所画横道图并不是标准的流水作业，每一工序的专业施工队在施工过程中并不连续。公路施工组织及概预算23二、工程

10、项目施工作业方式1、 顺序作业 按工艺流程和施工程序的先后顺序进行操作。2、平行作业 对于工作面很大的线型工程，根据工程或技术的需要，可划分为几段或几个点，分别同时按程序施工。3、流水作业 以施工专业化为基础，将不同工程对象的同一施工工序交给专业施工队执行，各专业队按大致相同的时间和速度，协调而紧凑地相继完成全部任务。公路施工组织及概预算24例2.5三种基本作业方法特点的比较： 拟修建跨径6m的同类型钢筋混凝土矩形板桥4座，各座桥的全部施工操作内容分为4个独立的工序：挖基坑、砌基础、砌桥台、安装矩形板，假定四座桥的同一工序工作量相等，每一工序所需劳动力分别6人、5人、12人、3人，每座桥上每一

11、工序所需的工作日为4天。公路施工组织及概预算254812 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 644812 164812 16 20 24 28挖基坑144砌基础119砌桥台185矩形板98t挖基坑144tt砌基础119砌桥台185矩形板98挖基坑144砌基础119砌桥台185矩形板98挖基坑144砌基础119砌桥台185矩形板986512365123651236512324 20 48 12611 23 26 20 153施工组织方式顺 序 作 业平行作业流 水 作 业工 作 日工 作 日劳动力需要量图工程编号施工项目工程量工 作 日甲桥乙桥丙桥丁桥公路施

12、工组织及概预算26三、作业方式的综合运用 三种基本作业方式在生产过程中不仅可以单独运用，而且可以根据具体情况加以综合运用。 1、平行流水作业法 在平行作业法的基础上，按照流水作业法的原则组织施工，以达到适当缩短工期，而又使劳动力、材料、机具需要量保持均衡的目的。 2、平行顺序作业法 这种方法的实质是用增加施工力量的方法来达到缩短工期的目的。它使顺序作业法和平行作业法之缺点更加突出，故仅适用于突击性施工情况。公路施工组织及概预算27 3、立体交叉平行流水作业法 它是在平行流水作业法的原则上，采用上、下、左、右全面施工的方法。它可以充分利用工作面和有效地缩短工期，一般适用于工序繁多、工程特别集中的

13、大型构造物的施工，如大桥、立体交叉、隧道等工程量大、工作面狭窄、工期短的情况。公路施工组织及概预算28第三节第三节 流水施工原理流水施工原理一、流水施工的实质二、流水施工的特点三、流水施工的主要参数五、流水施工类型公路施工组织及概预算29一、流水施工的实质n把劳动对象的施工过程划分为若干工序或操作过程，每个工序或操作过程分别由按工艺原则建立的专业班组来完成n把一个劳动对象尽可能地划分为劳动量大致相等的若干施工段n各个作业班组按照一定的施工顺序，携带必要的机具，依次地、连续地由一个施工段转移到另一个施工段，反复完成同类工作n不同工种或同种作业班组完成工作的时间尽可能地相互衔接起来公路施工组织及概

14、预算30二、流水施工的特点 流水施工的特点是生产的连续性和均衡性，它可以使各种物资均衡地使用，使建筑机构及其附属企业的生产能力充分地发挥，劳动力得到合理地安排和使用，从而带来较好的经济效果，具体表现为： 1、避免了施工期间劳动力的过分集中，从而减少临时设施工程量，节约基建投资。 2、由于实行工程队（组）生产专业化，为提高工人的技术水平和进行技术改造与革新创造了有利条件，促进劳动生产率和工程质量的不断提高。公路施工组织及概预算31 3、在采用流水施工方法时，单位时间内完成的工程数量，对于机械操作过程是按照主导机械的生产率来确定的，对于手工操作过程是以合理的劳动组织为依据确定的，可以保证施工机械和

15、劳动力得到合理和充分利用。 4、由于工期缩短，劳动生产率提高，劳动力和物质消耗均衡，可以降低工程间接费用，同时由于各种资源得到充分利用，减少了各种不必要的损失，可以降低工程直接费用。公路施工组织及概预算32三、流水施工的主要参数1、工艺参数2、时间参数3、空间参数4、充分流水条件公路施工组织及概预算331、工艺参数1）施工过程数nn根据具体情况，可把一个综合的施工过程划分为若干具有独工艺特点的个别施工过程，划分的数量称n为施工过程数。n由于每一个施工过程一般由专业班组承担，故专业班组数等于施工过程数n。n施工过程数要根据构造物的复杂程度和施工方法来确定，太多、太细，给计算增添麻烦，在施工进度计

16、划上也会带来主次不分的缺点，太少则会使计划过于笼统，而失去指导施工的作用342）流水强度Vn流水强度又称流水能力、生产能力，每一个施工过程在单位时间内所完成的工程量叫流水强度。n机械施工过程的流水强度按下式计算:nRi 为某种施工机械台数，Ci为该种施工机械台班生产率(即台班产量定额)，X为用于同一施工过程的主导施工机械种数。XiiiCRV1公路施工组织及概预算35n手工操作过程的流水强度按下式计算： V = R CnR为每一工作队人数(R应小于工作面上允许容纳的最多人数)，C为每一工人每班产量(即劳动产量定额)362、 时间参数1）流水节拍ti流水节拍是某个施工过程（或作业班组）在某个施工段

17、上的持续时间。它的大小关系着投入的劳动力、机械和材料量的多少，决定着施工的速度和施工的节奏性。通常有两种确定方法，一种是根据工期要求来确定，另一种是根据现有能投入的资源及工作面大小来确定。流水节拍按下式计算：nQi为某施工段的工作量(i=1,2,3,m)，C为每一工日(或台班)的计划产量(产量定额)，R为施工人数(或机械台数)，Pi为每某施工段所需要的劳动量(或机械台班量)RPRCQtiii公路施工组织及概预算372）流水步距Bijn两个相邻的施工队先后进入第一个施工段进行流水施工的时间间隔，叫流水步距n流水步距的作用：正确确定流水步距,一方面可以保证各专业队连续不间断地进行施工,避免窝工、窝

18、机现象出现，提高劳动生产率，另一方面可以使工作面得到充分、合理地利用，从而导致工期进一步缩短 公路施工组织及概预算38n确定流水步距的基本要求是: （1）始终保持两施工过程的先后工艺顺序 （2）保持各施工过程的连续作业 （3）做到前后两施工过程施工时间的最大搭接 （4）流水步距与流水节拍保持一定关系，它应满足一定的施工工艺、组织条件及质量要求公路施工组织及概预算393、空间参数1)工作面An工作面又称工作前线，它的大小可表明施工对象上能安置多少工人操作和布置机械地段的大小，也就是反映施工过程在空间上布置的可能性。在确定一个施工过程必要的工作面时,不仅要考虑前一施工过程为这个施工过程可能提供的工

19、作面大小，也要遵守安全技术和施工技术规范的规定。施工段上可容纳的人数或机械台数可按下式计算：n工人数（或机械台班数）= 最小施工段上的工作面/每个人（或每台机械）所需最小工作面公路施工组织及概预算402)施工段数m 在组织流水施工时,通常把施工对象划分为所需劳动量大致相等若干段,这些段就叫施工段划分施工段时，应考虑的因素：（1）施工段的分界面应与施工对象的结构界限（伸缩缝、沉降缝、不同土质和路面结构）取得一致。（2）各施工段上所消耗的劳动量大致相等。（3）划分施工段时，应考虑充分发挥施工机械的机械效率。（4）要有足够的工作面。公路施工组织及概预算41 一般情况下，施工段数应大于或等于工序数目即

20、mn。这是因为要发挥流水作业的经济效益，就要求稳定期适当长一些，展开期和结束期相对短一些，效果较好。当m = n时，专业队连续工作，施工段上始终有专业队工作，既无窝工、施工段又无空闲。当m n时，专业队连续工作，施工段出现空闲，但不一定有害。当m n时，专业队工作不连续，出现窝工，施工段无空闲。这种情况是绝对不允许的。公路施工组织及概预算42五、流水施工类型1、全等节拍流水2、 成倍节拍流水3、 分别流水4、无节拍流水431. 全等节拍流水 1）全等节拍流水是指所有专业队在各个不同的施工段上的流水节拍与流水步距完全相等，即常数ijiBtiiijt) 1nm(tmB) 1n(T公路施工组织及概预

21、算442）技术、组织等原因对组织全等节拍流水的影响： 1）存在技术间歇 2）存在组织间歇 3）平行搭接公路施工组织及概预算452、 成倍节拍流水 成倍节拍流水是指同一条流水线上的所有流水节拍都相同，而不同流水线之间的流水节拍则成倍关系,按此条件组织的流水作业称为成倍节拍流水。对于成倍节拍流水如仍按全等节拍流水组织施工，则会造成施工队窝工或作业面间歇，从而导致总工期延长。此时，为了使各施工队仍能连续、均衡地依此在各施工段上施工，则应按以下步骤进行： 1）求各流水节拍的最大公约数K ，以此作为“公共流水步距”。 2）求各施工过程的专业施工队数目bi。每个施工过程的流水节拍ti是K的几倍，就应相应安

22、排几个施工队，才能保证均衡施工。同一施工项目的各个施工队依次相隔K天投入流水施工，因此，施工队数目bi按下式计算：463）将专业施工队数目的总和bi 看成是施工过程数n，将K看成是流水步距后，按全等节拍流水的方法安排施工进度4）计算总工期T，由于n= bi ，因此可按下式来计算总工期T = (m+bi1)KKtbii公路施工组织及概预算47例2.6例：现有6座管涵，每座管涵由于作业面受限制，只能容纳4人同时操作，因此每个专业施工队按4人组成时，挖槽需2天，做基础4天，安涵管6天，洞口砌筑2天解：(1) 确定流水步距 流水步距Bij为各道工序流水节拍的最大公约数K,即2(2) 确定各工序需要建立

23、的专业队数 挖槽 做基础 bi=1+2+2+3=7公路施工组织及概预算48(3) 检查是否满足流水作业的条件n根据计算的流水参数，绘制施工进度安排。(4) 管涵施工总工期为： T = (m + bi1) K = (6+7-1)2 = 24 d公路施工组织及概预算49 1）所谓分别流水是指各施工过程的流水节拍各自保持不变(ti=常数)，但不存在最大公约数，流水步距Bij也是一个变数的流水作业 2）流水步距的确定分两种情况考虑： （1）当后一个施工过程的作业持续时间(tn+1)等于或大于前一个施工过程的作业持续时间(tn)时,流水步距根据后一个施工过程所要求的时间间隔或足够的作业面决定 （2）当t

24、n+1 tn时，流水步距（Bn+1）用下式计算：Bn+1=tn+tatn+1nta 为两个相邻施工过程之间必需的最小时间间隔3、分别流水公路施工组织及概预算50 3）两个相邻施工过程之间必需的最小时间间隔，根据安全与技术要求决定 4）分别流水的总工期用下式计算：T = t0 + tE tE为最后一个专业施工队的作业持续时间，t0为流水展开期，为最初施工过程开始至最后的施工过程开始之间的时间间隔。公路施工组织及概预算51 1）各施工段上同一施工过程的流水节拍不相等，不同施工过程的流水节拍也不相等，即ti 常数，B常数，ti B，也非整数倍。 2）流水步距的确定方法：用“相邻队组每段作业时间累加数

25、列错位相减取大差”法确定，具体做法为：先分别将两相邻工序的每段作业时间（流水节拍）逐项累加，得出两个数列，然后将后工序的累加数列向后错一位对齐，逐个相减，得到第三个数列，从中取大值即为两工序施工队组的流水步距B。4、无节拍流水公路施工组织及概预算52第四节第四节 施工组织中的方法施工组织中的方法一、穷举法二、规划与优化方法三、层次分析法四、遗传算法五、系统仿真技术公路施工组织及概预算53一、穷举法n穷举法也叫枚举法，是利用计算机运算速度快、精确度高的特点，对要解决问题的所有可能情况，一个不漏地进行检查，从中找出符合要求的答案。公路施工组织及概预算54二、规划与优化方法1、线性规划2、动态规划3、网络技术4、排队论公路施工组织及概预算551、线性规划 线性规划是一种解决带有约束条件的最优化问题的方法。解决线性规划问题的过程分为以下几个步骤：1）定义问题和收集数据，通过调查咨询所需解决问题设计的数据并确定研究的合理目标。2）建立模型，用恰当的数学式表达。3）求出问题的最优解。4）进行敏感性分析，检查条件发生变化时可能发生的情况。公路施工组织及概预算562、动态规划 动态规划是研究多阶段决策过程的最优化问题的方法。多阶段决策过程，是指这样一类活动的过