土木工程施工第3章流水施工原理及应用(上课)

13.1

流水施工的基本概念3.1.1

流水施工基本原理

流水施工是一种施工组织方式，它使各个施工过程按一定时间间隔依次投入施工，各个施工过程陆续开工，陆续完工，使同一施工过程的施工班组保持连续、均衡施工，不同施工过程尽可能平行搭接施工，同时前后施工过程的最后一个施工段都能紧密衔接，使得工程资源供应呈现一定规律的均衡性。2图3.1.1流水施工3常用的施工组织方式依次施工平行施工搭接施工流水施工3.1.2

流水施工与平行、依次、搭接施工的比较平行施工

平行施工是指各施工段同时开工，同时完成的一种施工组织方式。4【例3.1】有四栋相同的混合结构房屋的基础工程，划分为基槽挖土、浇混凝土垫层、砌砖基础、回填土四个施工过程，每个施工过程安排一个施工队组，一班制施工。每栋为一个施工段，各施工班组人数和施工过程持续时间如下表。试按依次施工方式组织施工。施工过程班组人数延续时间工种基础挖土102普工浇砼垫层201混凝土工砌筑砖基303瓦工回填土101灰土工5施工过程施工进度（天）1234567基槽挖土浇砼垫层砌砖基础回填土1234123412341342408012040人时间劳动力动态曲线04080120图3.1.2平行施工6平行施工组织方式特点充分利用了工作面，完成工程任务的时间最短。完成四栋房屋基础工程所需时间等于一幢房屋基础工程施工时间。T=∑ti

优点：施工队组数成倍增加，机具设备也相应增加，材料供应集中。临时设施仓库和堆场面积也要增加，从而造成组织安排和施工管理困难，增加施工管理费用。缺点：适用范围：工期要求紧，大规模的建筑群及分批分期组织施工的工程任务。72.依次施工依次施工是指各个施工过程或各个施工段依次开工，依次完成的一种施工组织方式，即按次序一个个施工过程或一段段地进行施工。每段施工工期为各施工过程作业时间之和，即∑t

i

。总工期T=段数×每段施工工期=m×∑ti

。8施工过程施工进度（天）12345678910111213141516171819202122232425262728基槽挖土浇砼垫层砌砖基础回填土依次施工（按施工段）121212123333444410203020302030203010101010人时间劳动力动态曲线01020309施工过程施工进度（天）12345678910111213141516171819202122232425262728基槽挖土浇砼垫层砌砖基础回填土依次施工（按施工过程）121233441234123410203010人时间劳动力动态曲线010203010依次施工组织方式特点单位时间内投入的劳动力和物资资源较少，施工现场管理简单。优点：没有充分利用工作面去争取时间所以工期长；专业工作队的工作有间歇，有窝工的情况；工地物资资源消耗也有间断性缺点：适用范围：①工程规模比较小；②资源供应不足、工期不紧时；③场地较小或施工工作面有限制时。113.搭接施工搭接施工是指对各个施工过程，按照施工顺序和工艺过程的自然衔接关系进行安排的一种方法。这种方法是最常见的组织方式，它既不是将m段施工过程依次进行施工，也不是平行施工，而是陆续开工，陆续竣工，同时把各施工过程最大限度的搭接起来。12搭接施工施工过程施工进度（天）12345678910111213141516171819基槽挖土浇砼垫层砌砖基础回填土1212334412341234人时间劳动力动态曲线02040601050603050301030404040404013搭接施工组织方式特点:优点：各施工过程最大限度的搭接，前后施工过程之间安排紧凑，充分利用工作面,有利于缩短工期。缺点：有些施工过程会出现不连续现象。适用范围：各种工程。144.流水施工

流水施工是搭接施工的一种特定形式，它最主要的特点是每个施工过程的作业均能连续施工，前后施工过程的最后一个施工段都能紧密衔接，使得整个工程的资源供应呈现一定规律的均匀性。15施工段施工进度（d）2468101214161820222426Ⅰ段

Ⅱ段Ⅲ段Ⅳ段砌基础回填土砌基础垫层KK（n-1）kT1=mti=mkiT=（m+n－1）k砌基础砌基础回填土回填土回填土垫层垫层垫层挖土方挖土方挖土方挖土方16流水施工施工过程施工进度（天）12345678910111213141516171819基槽挖土浇砼垫层砌砖基础回填土1212334412341234人时间劳动力动态曲线02040601030604050301017工期较短且合理；资源投入较均匀；3)各工作队连续作业；4)能连续、均衡地生产；5）为文明施工和进行现场的科学管理创造了有利条件。流水施工组织方式特点:

充分利用时间和空间！18

划分施工段划分施工过程主要施工过程必须连续、均衡地施工不同的施工过程尽可能组织平行搭接施工每个施工过程组织独立的施工队组3.1.3

组织流水施工基本要求19流水施工参数是指在组织流水施工时，为了表达流水施工在工艺流程、空间布置和时间排列等方面相互依存关系,引入一些描述施工进度计划特征的数据.3.2.1工艺参数3.2.2时间参数3.2.3空间参数3.2

组织流水施工的主要参数203.2.1

工艺参数1.施工过程数（n）指一组流水的施工过程个数。施工过程划分数目的多少，粗细程度与下列因素有关：（1）施工方案及工程结构（2）施工进度计划的作用（3）劳动组织及劳动量大小212.流水强度（V）每一个施工过程在单位时间内所完成的工程量，称为该施工过程的流水强度。（1）

机械操作流水强度式中，V

—某施工过程i

的机械操作流水强度；

Ri—投入施工过程i的某种施工机械台数；

Si—投入施工过程i的该种施工机械产量定额；

x—投入施工过程i

的施工机械种类数。【例3.2】22（2）手工操作流水强度V

—某施工过程的人工操作流水强度；R

—每一工作队工人人数（R应小于工作面上允许容纳的最多人数）；S

—每一工人每班产量定额；23

在组织流水施工时，用以表达流水施工在时间排列上所处状态的参数，称为时间参数。它包括：

流水节拍（t）

流水间歇时间Z

流水搭接时间（C）

流水步距（Ki,i+1）

流水工期（T）3.2.2

时间参数241.流水节拍（ti）流水节拍是指一个施工过程在一个施工段上的作业时间，用符号ti表示。（i=1，2······n）流水节拍影响因素：（1）施工方案（2）劳动力人数、机械台数，工作班次（3）施工段工程量的多少（4）节拍值一般取整数，必要时可保留0.5天25施工过程进度（天）12345678910111213141516171819ABCDE12341234123412341234流水节拍tA流水节拍tB流水节拍tCTnZT261）定额计算法它是根据各施工段的工程量、能够投入的资源量（工人数、机械台数和材料量等）进行计算式中

ti——某施工过程在施工段上的流水节拍；

Qi——某施工过程在某施工段上的工程量；

Si——某专业班组或机械的产量定额；

Ri——某专业班组人数或机械台数；

Zi——某专业班组或机械的工作班次；

Pi——某施工过程在某施工段上的劳动量；

Hi

——某专业班组或机械的产量定额。（1）流水节拍的计算或(3.3，3.4)272)经验估算法它是根据以往的施工经验进行估算。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（即最可能）三种时间值，然后据此求出期望时间值作为某专业工作队在某施工段上的流水节拍。式中：ai──某施工过程在某施工段上的最短估算时间；

bi──某施工过程在某施工段上的最长估算时间；

ci──某施工过程在某施工段上的最可能估算时间。这种方法多适用于采用新工艺、新方法和新材料等没有定额可循的工程。283)工期计算法

对某些施工任务在规定日期内必须完成的工程项目，往往采用倒排进度法。根据工期按经验估算出各分部所需的施工时间。根据各分部估算出的时间，确定各施工过程所需的时间。然后根据公式（3.3）或（3.4）求出各施工过程所需的人数或机械台数。29（2）确定流水节拍要考虑的几个要点：

1）施工队组人数要满足该施工过程的劳动组合要求；

2）工作面大小；

3）机械台班产量复核；

4）各种材料的储存及供应；

5）施工技术及工艺要求；

6）尽量取整数。302.间歇时间Z

流水间歇时间是指在组织流水施工中，由于施工过程之间的工艺或组织上的需要，必须要留的时间间隔。用符号Z表示。（1）技术间歇时间

技术间歇时间是指在同一施工段的相临两个施工过程之间必须留有的工艺技术间隔时间。如砼浇筑施工完成后，后续施工过程不能立即投入作业，必须有足够的时间间歇。（2）组织间歇时间组织间歇时间是指由于施工组织上的需要，同一段相邻两个施工过程在规定流水步距之外所增加的必要的时间间隔。如标高抄平、弹线、基坑验槽、浇筑砼前检查预埋件等.31施工过程进度（天）12345678910111213141516171819ABCDE12341234123412341234流水步距KA,B流水步距KB,C流水步距KC,D流水步距KD,ETnCZT323.流水搭接时间（C）

在组织流水施工时，有时为了缩短工期，在工作面允许的条件下，如果前一个施工队组完成部分施工任务后，能够提前为后一个施工队组提供工作面，使后者提前进入前一个施工段，两者在同一施工段上平行搭接施工的时间，通常以C

表示。33施工过程进度（天）12345678910111213141516171819ABCDE12341234123412341234流水步距KA,B流水步距KB,C流水步距KC,D流水步距KD,ETnCZT34

流水步距是指相邻两个施工队组投入工作的时间间隔。流水步距以Ki,i+1表示（i

表示前一个施工过程，i+1表示后一个施工过程）。

在施工段不变的情况下，流水步距越大，工期越长；流水步距越小，则工期越短。流水步距的数目等于（n－1）个参加流水施工的施工过程（队组）数。4.流水步距（Ki,i+1）355.流水工期（T）

是指完成一个流水组施工所需的时间。式中

T——流水施工工期；

ΣKi,i+1——流水施工中各流水步距之和；

Tn——流水施工中最后一个施工过程的持续时间，

Tn=Σtn其中tn是指最后一个施工过程的流水节拍。36施工过程进度（天）12345678910111213141516171819ABCDE12341234123412341234流水步距KA,B流水步距KB,C流水步距KC,D流水步距KD,ETnCZT37

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。3.2.3

空间参数1.施工段（m）

施工段是指组织流水施工时将施工对象在平面上划分为若干个劳动量大致相等的施工区段。它的数目以m表示。每个施工段在某一段时间内只供一个施工过程的工作队使用。38施工段划分应遵循以下原则：（1）各施工段的劳动量尽可能大致相等，以保证各施工班组连续、均衡的施工。（2）施工段的分界线与施工对象的结构界限或幢号相一致，以便保证施工质量。（3）施工段的数目要适宜。施工段数过多势必要减少人数，工作面不能充分利用，拖长施工期；施工段数过少则会引起劳动力、机械和材料供应过分集中，有时还会造成“断流”的现象。（4）以主导施工过程为依据。（5）当组织流水施工对象有层间关系时，应使各队能够连续施工。即各施工过程的工作队做完第一段，能立即转入第二段；做完第一层的最后一段，能立即转入第二层的第一段.

因而每层最少施工段数目m应满足：m≥n

。

39当m=n时（m=3，n=3）

各专业工作队能连续施工，施工段没有空闲；是比较理想化的流水施工方案，要求项目管理者提高管理水平，只能进取，不能在任何时间上延误。施工层施工过程名称施工进度（天）510152025303540I支模板绑扎钢筋浇混凝土II支模板绑扎钢筋浇混凝土①②③①②③①②③①②③①②③①②③工作队连续施工施工段没有空闲40施工层施工过程名称施工进度（天）5101520253035404550I支模板绑扎钢筋浇混凝土II支模板

绑扎钢筋浇混凝土①②③④①②③④①②③④①②③④①②③④①②③④专业工作队连续作业，不会产生工人窝工现象；各施工段在第一层浇完混凝土后，均空闲5天。这种空闲不一定有害；可用于弥补由于技术间歇、组织管理和备料等要求所必需的时间。当m>n时（m=4，n=3）工作队连续施工施工段有空闲41当m＜n时（m=2，n=3）

工作队不能连续施工而窝工。因此，对一个建筑物组织流水施工是不适宜的。但是，在建筑群中可与另一些建筑物组织大流水。施工层施工过程施工进度（天）5101520253035I支模板绑扎钢筋浇混凝土II支模板绑扎钢筋浇混凝土①②①②①②①②①②①②专业工作队工作时间间隔422.工作面指施工对象上可能安置多少工人操作或布置施工机械场所的大小。对于某些施工过程，在施工一开始时就已经同时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（如挖土）。有些施工过程的工作面是随着施工过程的进展逐步形成的，这种工作面称为部分的工作面（如砌墙）。工作面确定的合理与否，直接影响到专业工种工人的劳动生产效率。4344流水施工表达方式流水施工网络图计划图水平指示图表（横道计划图）垂直指示图表（斜线计划图）3.3

表达流水施工的图表形式45

横坐标表示作业时间；纵坐标表示施工的施工过程或施工段编号；呈梯形分布的水平线段表示流水施工的开展情况，水平线上方填写的是施工段编号或施工过程。3.3.1

流水施工横道计划图46

横坐标表示作业时间；纵坐标表示施工过程或施工段编号;n条斜向指示线表示各专业工作队或施工过程开展流水施工的情况。3.3.2

流水施工斜线计划图47

施工段

施工进度（天）24681012141618201234斜线图基槽挖土混凝土垫层砖砌基础基槽回填土4812345678910111213141512563478挖土方垫层基础回填3.3.3

流水施工网络计划图将双代号网络图与横道图结合起来表达流水施工计划。493.4

流水施工方式

流水施工方式根据流水施工节拍特征的不同划分。流水施工有节奏流水无节奏流水全等节拍流水异节拍流水成倍节拍流水同一施工过程流水节拍相等同一施工过程流水节拍不等50全等节拍流水

m

n一二三四A6666B6666C6666D666651成倍节拍流水

m

n一二三四A6666B12121212C6666D1212121252异节拍流水

m

n一二三四A6666B5555C3333D777753无节奏流水

m

n一二三四A6343B4434C5656D343354

全等节拍流水施工是指各个施工过程的流水节拍均为常数的一种流水施工方式。即同一施工过程或不同施工过程在各施工段上的流水节拍都相等的一种流水方式。

【例3.3】某工程有三个施工过程，分为四段施工，节拍均为1天。要求乙施工后，各段均需间隔一天方允许丙施工。有节奏流水施工（1）全等节拍流水施工55基本特点流水节拍彼此相等；流水步距彼此相等，而且等于流水节拍；每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（n1）等于施工过程数（n）。56全等节拍流水施工工期计算

（无层间关系）施工过程进度（天）1234567891011121314ABCDT＝∑Ki,i+1＋Tｎ＝（n-1）t＋mtT＝（m+n-1）t123412341234123457全等节拍流水施工（有层间关系）施工段数目m分下面两种情况确定：第一种情况：无间歇时，取m=n。第二种情况：有间歇时，既要保证各专业工作队都有工作面而能连续施工，又要留出间歇的工作面，故应取m>n；此时每层施工段空闲数为m-n，一个空闲施工段的时间为t，则每层的空闲时间为：(m-n)t=(m-n)K若一个楼层内各施工过程间的间歇时间之和为ΣZl,楼层间间歇时间为Z2。如果每层的ΣZl均相等，Z2也相等，而且为了保证连续施工，施工段上除ΣZl和Z2外无空闲，则(m-n)K=ΣZ1+Z2。58施工过程进度（天）1234567891011121314ABCDKA,BKB,CKC,DTn当有技术歇，或施工搭接时：Ki,i+1＝t＋Z－CT＝（m＋n－1）t

＋∑Z－∑CZC间歇时间搭接时间123412341234123459【例3.4】某分部工程由A、B、C、D四个分项工程组成，划分为五个施工段，流水节拍均为3天，在B工程完成后要间歇1天才能进行C工程，试确定工期，并绘制进度计划。【解】由已知条件t=3，本工程采用全等节拍流水。总工期：T=(m+n-1)t+∑Z

＝(5+4-1)

3+1=25天施工过程进度（天）2468101214161820222426ABCD12345Z12345123451234560全等节拍流水施工（有层间关系）施工段数目m分下面两种情况确定：第一种情况：无间歇时，取m=n。第二种情况：有间歇时，既要保证各专业工作队都有工作面而能连续施工，又要留出间歇的工作面，故应取m>n；此时每层施工段空闲数为m-n，一个空闲施工段的时间为t，则每层的空闲时间为：(m-n)t=(m-n)K若一个楼层内各施工过程间的间歇时间之和为ΣZl,楼层间间歇时间为Z2。如果每层的ΣZl均相等，Z2也相等，而且为了保证连续施工，施工段上除ΣZl和Z2外无空闲，则(m-n)K=ΣZ1+Z2。61所以，每层的施工段数m可按下式确定：如果每层的ΣZl不完全相等，Z2也不完全相等，应取各层中最大的ΣZl和Z2，并按下式确定施工段数：式中，r—施工层数；ΣZl—第一个施工层中各施工过程之间的间歇时间之和；公式中，没有二层及二层以上的ΣZl和Z2，是因为他们均已包括在式中mrt项内。62【例3.5】某工程有2个施工层，三个施工过程A、B、C，已知流水节拍t均为2天，第二、三施工过程之间间歇1天，层间间歇1天，试组织流水施工。【解】属于有层间关系有间歇的全等节拍流水，K=t=2天（1）确定施工段数（2）计算工期6364（2）异节拍流水施工

指同一施工过程在各个施工段的流水节拍相等,不同施工过程之间的流水节拍不一定相等的流水施工方式。其他特征：各施工过程之间的流水步距不一定相等。各专业施工队都能够保证连续施工，但有的施工段之间可能有空闲。施工班组数等于施工过程。65异节拍流水步距和工期施工过程进度（天）1234567891011121314151617ABCD1234123412341234KA,BKB,CKC,DＴn当ti≤ti+1Ki,i+1＝ti当ti＞ti+1Ki,i+1＝mti－（m－１）ti+1titimti(m-1)ti+1T＝∑Ki,i+1＋Tn＝∑Ki,i+1＋mtn+Z+Z66【例3.6】：某桥梁分部工程划分为A、B、C、D四个施工过程，分为3个施工段，各施工过程的流水节拍分别为：tA=2天、tB=3天、tC=2天、tD=1天，B施工过程完成后需有1天的技术间歇时间。试求各施工过程之间的流水步距及该工程的工期，绘制施工进度计划表。【解】（1）计算流水步距

∵tA<tB；Z=0∴KA,B=tA=2天

∵tB>tC；Z=1∴KB,C=mtB-(m-1)tC+Z=33-(3-1)2+1=6天

∵tC>tD；Z=0∴KC,D=mtC-(m-1)tD+Z=32-(3-1)1+0=4天

（2）计算流水施工工期

T=

Ki,i+1+Tn=2+6+4+31=15天676869（3）成倍节拍流水施工

在组织流水施工时，如果同一施工过程在各施工段上的流水节拍都彼此相等，不同施工过程在同一施工段上的流水节拍之间存在一个最大公约数，为了加快流水施工速度，在资源供应满足的前提下，可按最大公约数的倍数组建每个施工过程的专业工作队（对流水节拍长的施工过程，组织几个同工种的专业工作队来完成同一施工过程在不同施工段上的任务）。这样就形成了一个工期最短的、类似于全等节拍专业流水的成倍节拍流水施工方案。70【例3.7】某钢筋混凝土基础工程，划分为3个施工段，施工过程分为绑扎钢筋、安装模板、浇筑混凝土3项，流水节拍分别为6天、6天、3天，按一般流水组织施工，则施工计划如下表所示（工期27天）。71当采用组织成倍节拍流水施工，则施工计划如下表。（工期21天）按最大公约数的倍数组建每个施工过程的专业工作队72

成倍节拍流水施工指同一施工过程在各个施工段上流水节拍相等，不同施工过程之间的流水节拍不完全相等，但各个施工过程的流水节拍均为其中最小流水节拍的整数倍的流水施工方式。1）流水步距

Ki,i+1=tmin+

Z2）流水工期

T＝(m＋n'－1)tmin+

Z

式中，n'—施工班组总数目，n'=

DiDi—各施工过程的施工班组数。73【解】：求最小流水节拍tmin＝2天

求工作队数DA＝tA/tmin＝2/2＝1队DB＝tB/tmin＝6/2＝3队DC＝tC/tmin＝4/2＝2队DD＝tD/tmin＝4/2＝2队总工作队数n'＝∑Di＝1＋3＋2＋2＝8队施工工期T＝(m＋n'－1)tmin＝(6＋8－1)×2＝26天【例3.8】：某路基分部工程有A、B、C、D四个施工过程，m=6，流水节拍分别为：tA=2天，tB=6天，tC=4天，tD=4天，试组织成倍节拍流水施工。74施工进度计划施工过程工作队进度（天）2468101214161820222426AA1BB1B2B3CC1C2DD1D2123456123456123456123456752.无节奏流水施工

指各个施工过程的流水节拍均布不完全相等的一种流水施工方式。即同一施工过程的流水节拍不完全相等，不同施工过程之间的流水节拍也不完全相等。在实际工程中，无节奏流水施工是较常见的一种流水施工方式。因为它不象有节奏流水那样有一定的时间规律约束，在进度安排上比较灵活、自由。76（1）无节奏流水步距的确定采用潘特考夫斯基法（累加斜减取大差值法）ⅠⅡⅢⅣA4232B3434施工段施工过程469113710144321-14施工过程24681012141620AB1234－12341234123412341234Ki,i+1＝max［4,3,2,1,-14］＝4天第一步：将每个施工过程的流水节拍逐段累加

第二步：错位相减

第三步：取斜减差数中的最大值作为流水步距。77【例3.9】：某分部工程流水节拍如表所示，试计算流水步距和工期。ⅠⅡⅢⅣA4232B3434C2362施工段施工过程469114321-14371014－KA,B＝max［4，3，2，1，-14］＝4天46911371014251113求累加数列：A：B：C：求KA,B

：3710143553-13251113－KB,C＝max［3，5，5，3，-13］＝5天求KB,C

：最后施工过程持续时间：Ｔn＝2+3+6+2＝13天流水工期：T＝∑Ki,i+1+Ｔn

＝4＋5＋13＝22天78施工进度计划（横线图）施工过程进度（天）12345678910111213141516171819202122ABC123412341234KA,BKB,CＴn79施工进度计划（斜线图）施工段进度（天）123456789101112131415161718192021224321KA,BKB,CＴnABC803.5.2

流水施工在工程中应用案例框架结构房屋的流水施工

某四层教学楼，1560m2，钢筋混凝土条形基础，主体现浇框架，铝合金窗、胶