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第二章 流水施工原理
本章重要知识点与典型题型
一、掌握流水施工参数的概念
知识点：流水施工的参数
为了说明组织流水施工时，各施工过程在时间和空间上的开展情况及相互依存关系，这里引入一些描述工艺流程、空间布置和时间安排等方面的状态参数——流水施工参数，包括工艺参数、空间参数和时间参数。
(一)工艺参数
工艺参数是指组织流水施工时，用以表达流水施工在施工工艺方面进展状态的参数，通常包括施工过程和流水强度两上参数。
1.施工过程
组织建设工程流水施工时，根据施工组织及计划安排需要而将计划任务划分成的子项称为施工过程。
施工过程的数目一般用小写n来表示，它是流水施工的确要参数之一。根据性质和特点不同，施工过程一般分为三类，即建造类施工过程、运输类施工过程和制备类施工过程。
(1)建造类施工过程，是指在施工对象的空间上直接进行砌筑、安装与加工，最终形成建筑产品的施工过程。
(2)运输因施工过程，是指将建筑材料、各类构配件、成品、制品和设备等运到工地仓库或施工现场使用地点的施工过程。
(3)制备类施工过程，是指为了提高建筑产品生产的工厂化、机械化程度和生产能力而形成的施工过程。如砂浆、混凝土、各类制品、门窗等的制备过程和混凝土构件的预制过程。
由于建造类施工过程占有施工对象的空间，直接影响工期的长短，因此必须列入施工进度计划，并在其中大多作为主导施工过程或关键的工作。运输类与制备类施工过程一般不占有施工对象的工作面，不影响工期，故不需要列入流水施工进度计划之中，只有当其占有施工对象的工作面，影响工期时，才列入施工进度计划中。
2.流水强度
流水强度是指流水施工的某施工过程(专业工作队)在单位时间内完成的工程量，也称为流水能力或生产能力。
表示：
V——某施过程(队)的流水强度
Ri——投入该施工过程的第i 种资源量(施工机械台数或工人数)
Si——投入该施工过程的第i 种资源的产量定额
X——投入该过程的资源种类数
(二)空间参数
空间参数是指在组织流水施工时，用以表达流水施工在空间布置上开展状态的参数。
1.工作面
工作面是指在某专业工种的工人或某种施工机械进行施工的活动空间。工作面的大小，表明能安排施工人数或机械台数的多少。每个作业的工人或每台施工机械所需工作面的大小，取决于单位时间内其完成的工程量和安全施工的要求。工作面确定的合理与否，直接影响专业工作队的生产效率。因此，必须合理确定工作面。
2.施工段
将施工对象在平面或空间上划分成若干个劳动量大致相等的施工段落，称为施工段或流水段。施工段的数目一般用m表示，它是流水施工的主要参数之一。
(1)划分施工段的目的
划分施工段的目的就是为了组织流水施工。在组织流水施工时，专业工作队完成一个施工段上的任务后，遵循施工组织顺序又到另一个施工段上作业，产生连续流动施工的效果。在一段情况下，一个施工段在同一时间内，只安排一个专业工作队施工，各专业工作队遵循施工艺顺序依次投入作业，同一时间内在不同施工段上平行施工，使流水施工均衡地进行。组织流水施工时，可以划分足够数量的施工段，充分利用工作面，避免窝工，尽能缩短工期。
(2)划分施工段的原则
①同一专业工作队在各个施工段上的劳动量应大致相等，相差幅度不宜于超过10%～15%;
②每个施工段内要有足够的工作面，以保证相应数量的工人、主导施工机械的生产效率，满足合理劳动组织的要求;
③施工段的界限应尽可能与结构界限(如沉降缝、伸缩缝等)相吻合，或设在对建筑结构整体性影响小的部位，以保证建筑结构的整体性;
④施工段的数目要满足合理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。
⑤对于多层建筑物、构筑物或需要分层施工的工程，应即分施工段，又分施工层，各专业工作队依次完成第一施工层中各施工段任务后，再转入第二施工层的施工段上作业，依此类推。以确保相应专业队在施工段与施工层之间，组织连续、均衡、有节奏地流水施工。
(三)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、流水步距和流水施工工期等。
1.流水节拍
流水节拍是指在组织流水施工时，某个专业工作队在一个施工段上的施工时间。第j个专业工作队在第i个施工段的流水节拍一般用tj，i来表示(j=1，2……，n;i=1，2，……，m)。
流水节拍是流水施工的主要参数之一，它表明流水施工的速度和节奏性。流水节拍小，其流水速度快，节奏感强;反之则相反。流水节拍决定着单位时间的资源供应量，同时，流水节拍也是区别流水施工组织方式的特征参数。
同一施工过程的流水节拍，主要由所采用的施工方法、施工机械以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。有时，为了均衡施工和减少转移施工段时消耗的工时，可以适当调整流水节拍，其数值最好为半个班的整数倍。
流水节拍确定方法：
(1)定额计算法
如果已有定额标准时，可按公式(2-2)或公式(2-3)确定流水节拍。
式中：
Sj——第j个专业工作队的计划产量定额;
Rj——第j个专业工作队所投入的人工数或机械台数;
Nj——第j个专业工作队的工作班次;
Qj，i——第j个专业工作队在第i个施工段要完成的工程量或工作量。
(2)经验估算法
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Kj，j+1来表示，其中j(j=1，2，……，n-1)为专业工作队或施工过程的编号。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。如果施工过程数为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，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，能最大限度地实现全理搭接。
3.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有许多流水组，故流水施工工期一般均不是整个工程的总工期。
典型题型：
1.建设工程组织流水施工时，某专业工作队在单位时间内所完成的工程量称为( C )。
A.流水节拍
B.流水步距
C.流水强度
D.流水节奏
2.建设工程组织流水施工时，用以表达流水施工在空间布置上上开展状态的参数有(D )。
A.流水节拍
B.流水步距
C.间歇时间
D.施工段
3.建设工程组织流水施工时，用以表达流水施工在施工工艺方面进展状态的参数之一是( B)。
A.流水段
B.施工过程
C.流水节拍
D.流水步距
4.施工段是用以表达流水施工的空间参数。为了合理地划分施工段，应遵循的原则包括(BCE )。
A.施工段的界限与结构界限无关，但应使同一专业工作队在各个施工段的劳动量大致相等
B.每个施工段内要有足够的工作面，以保证相应数量的工人、主导施工机械的生产效率，满足合理劳动组织的要求
C.施工段的界限应设在对建筑结构整体性影响小的部位，以保证建筑结构的整体性
D.每个施工段要有足够的工作面，以满足同一施工段内组织多个专业工作队同时施工的要求
E.施工段的数目要满足合理组织流水施工的要求，并在每个施工段内有足够的工作面
二、掌握非节奏流水施工的特点、流水步距及流水施工工期的计算方法
一、非节奏流水施工的特点
1.各施工过程在各施工段的流水节拍不全相等;
2.相邻施工过程的流水步距不尽相等;
3.专业工作队数等于施工过程数;
4.各专业工作队能够在施工段上连续作业，但有的施工段之间可能有空闲时间。
二、流水步距的确定
在非节奏流水施工中，通常采用累加数列错位相减取大差法计算流水步距。由于这种方法是由潘特考夫斯基首先提出的，故又称为潘特考夫斯基法。
累加数列错位相减取大差法的基本步骤：
1.对每一个施工过程在各施工段上的流水节拍依次累加，求得各施工过程流水节拍的累加数列;
2.将相邻施工过程流水节拍累加数列中的后者错后一位，相减后求得一个差数列;
3.在差数列中取最大值，即为这两个相邻施工过程的流水步距。
例：某工程由3个施工过程组成，分为4个施工段进行流水施工，其流水节拍见表2-1，试确定流水步距。
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施工过程 |
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)求各施工过程流水节拍的累加数列：
施工过程Ⅰ：2，5，7，8
施工过程Ⅱ：3，5，9，11
施工过程Ⅲ：3，7，9，11
(2)错位相减求得差数列
三、流水施工工期确定
流水施工工期可按公式计算：T=∑K+∑tn+∑Z+∑G-∑C
式中：
T——流水施工工期;
∑K——各施工过程(或专业工作队)之间流水步距之和;
∑tn——最后一个施工过程(或专业工作队)在各施工段流水节拍之和;
∑Z——组织间歇时间之和;
∑G——工艺间歇时间之和;
∑C——提前插入时间之和。
典型题型：
1.建设工程组织非节奏流水施工时的特点包括( BCE)。
A.各专业工作队不能在施工段上连续作业
B.各施工过程在各施工段的流水节拍不全相等
C.相邻专业工作队的流水步距不尽相等
D.专业工作队数小于施工过程数
E.有些施工段之间可能有空闲时间
2.某分部工程有两个施工过程，各分为4个施工段组织流水施工，流水节拍分别为2、4、3、4天和3、5、4、5天，则流水步距和流水施工工期分别为( B )天。
A.2和19
B.3和20
C.4和20
D.5和19
三、熟悉固定节拍流水施工特点及流水施工工期的计算方法
知识点：(一)固定节拍流水施工的特点
1.所有施工过程在各个施工段上的流水节拍均相等;
2.相邻施工过程的流水步距相等，且等于流水节拍;
3.专业工作队数等于施工过程数，即每一个施工过程成立一个专业工作队，由该队完成相应施工过程所有施工段上的任务;
4.各个专业工作队在各施工段上能够连续作业，施工段间没有空闲时间。
知识点(二)固定节拍流水施工工期
某固定节拍流水施工，有A.B.C.D四个施工过程，施工段数m等于3个施工段，固定节拍流水所有施工过程在各个施工段上的作业时间全部相等，如A在第一个工作段是2天，第二个工作段是2天，第三个工作段是2天;B同样在第一个施工段2天，第二个流水段是2天，第三个流水段是2天，同理C.D一样，在每个施工段上的流水节拍都是2天。
相邻的两个施工过程之间的间隔叫流水步距，A和B是两上相邻的两个施工过程，A和B之间的时间间隔是KA，B.KB，C.KC，D.
流水工期：
T=(n-1)K+mt
=(n-1)t+mt
=(m+n-1)t
1.有间歇时间的固定节拍流水施工
所谓间歇时间，是指相邻两个施工过程之间由于工艺或组织安排需要而增加的额外等待时间，包括工艺间歇时间(Gj，j+1)和组织间歇时间(Zj，j+1)。
某固定节拍流水施工，有A.B.C.D四个施工过程，施工段数m等于3，流水节拍为2天，在C与D之间有工艺间歇时间G.
T=(m+n-1)t+G
T=(m+n-1)t+∑G+∑Z
例：施工过程数n=4，施工段数m=4，流水节拍t=2，流水步距K=t=2，所有组织间歇Z=0，除Ⅱ和Ⅲ之间GⅡ，Ⅲ=1，其余的为0.这样的一个工程要组织固定节拍流水施工，其流水施工总工期是多少?
按公式：
T=(m+n-1)×t+∑G+∑Z
=(4+4-1)×2+1
=15天
2.有提前插入时间的固定节拍流水施工
所谓提前插入时间，是指相邻两个专业工作队在同一施工段上共同作业的时间。在工作面允许和资源有保证的前提下，专业工作队提前插入施工，可以缩短流水施工工期。对于有提前插入时间的固定节拍流水施工，其流水施工工期T可按公式计算：
T=(n-1)t+∑G+∑Z-∑C+m·t
=(m+n-1)t+∑G+∑Z-∑C
典型题型：
1. 基础工程划分4个施工过程(挖基槽、作垫层、混凝土浇筑、回填土)在5个施工段组织固定节拍流水施工，流水节拍为3天，要求混凝土浇筑2天后才能进行回填土，该工程的流水工期为(C)天。
A.39
B.29
C.26
D.14
四、熟悉成倍节拍流水施工特点及流水施工工期的计算方法
知识点(一)加快的成倍节拍流水施工的特点
1.同一施工过程在其各个施工段上的流水节拍均相等;不同施工过程的流水节拍不等，但其值为倍数关系;
2.相邻专业工作队的流水步距相等，且等于流水节拍的最大公约数(K);
3.专业工作队数大于施工过程数，即有的施工过程只成立一个专业工作队，而对于流水节拍大的施工过程，可按其倍数增加相应专业工作队数目;
4.各个专业工作队在施工段上能够连续作业，施工段之间没有空闲时间。
知识点(二)加快的成倍节拍流水施工工期
T=(n-1)K+mt
=(n-1)t+mt
=(m+n-1)t
典型题型：
1.建设工程组织流水施工时，相邻专业工作队之间的流水步距相等，且施工段之间没有空闲时间的是( C)。
A.非节奏流水施工和加快的成倍节拍流水施工
B.一般的成倍节拍流水施工和非节奏流水施工
C.固定节拍流水施工和加快的成倍节拍流水施工
D.一般的成倍节拍流水施工和固定节拍流水施工
2. 在流水施工方式中，加快成倍节拍流水施工的特点之一是(A)。
A.相邻施工过程之间流水步距相等，且等于流水节拍的最大公约数
B.相邻施工过程之间流水步距相等，且等于流水节拍的最小公约数
C.相邻施工过程之间流水步距不尽相等，但流水步距之间为倍数关系
D.相邻施工过程之间流水步距不尽相等，但流水步距是流水节拍的倍数关系
3.某分部工程有3个施工过程，各分为3个施工段组织加快的成倍节拍流水施工，各施工过程在各施工段上的流水节拍分别为6、4、6天，则专业工作队数应为(D )个。
A.3
B.5
C.6
D.8
4.某分部工程有3个施工过程，各分为4个流水节拍相等的施工段，各施工过程的流水节拍分别为6、4、4天。如果组织加快的成倍节拍流水施工，则专业工作队数和流水施工工期分别为(D )。
A.3个和20天
B.4个和25天
C.5个和24天
D.7个和20天
五、了解组织施工的方式及特点
知识点：组织施工的方式
考虑工程项目的施工特点、工艺流程、资源利用、平面或空间布置等要求，其施工可以采用依次、平行、流水等组织方式。
1.依次施工
概念：是将拟建工程项目中的每一个施工对象分解为若干个施工过程，按施工工艺要求依次完成每一个施工过程;当一个施工对象完成后，再按同样的顺序完成下一个施工对象，依次类推，直至完成所有施工对象。这种方式叫做依次施工。
依次施工的特点
(1)没有充分地利用工作面进行施工，工期长;
(2)如果按专业成立工作队，则各专业队不能连续作业，有时间间歇，劳动力及施工机具等资源无法均衡使用;
(3)如果由一个工作队完成全部施工任务，则不能实现专业化施工，不利于提高劳动生产率和工程质量。
(4)单位时间内投入的劳动力、施工机具、材料等资源量较少，有利于资源供应的组织;
(5)施工现场的组织、管理比较简单。
2.平行施工
概念：平行施工方式是组织几个劳动组织相同的工作队，在同一时间、不同的空间，按施工工艺要求完成各施工对象。
平行施工特点：
(1)充分利用工作面进行施工，工期短;
(2)如果每一个施工对象均按专业成立工作队，则各专业队不能连续作业，劳动力及施工机具等资源无法均衡使用;
(3)如果由一个工作队完成一个施工对象的全部施工任务，则不能实现专业化施工，不利于提高劳动生产率和工程质量;
(4)单位时间内投入的劳动力、施工机具、材料等资源量成倍地增加，不利资源供应的组织;
(5)施工现场的组织、管理比较复杂。
3.流水施工
概念：流水施工方式是将拟建工程项目中的每一个施工对象分解为若干个施工过程，并按照施工过程成立相应的专业工作队，各专业队按照施工顺序依次完成各个施工对象的施工过程，同时保证施工在时间和空间上连续、均衡和有节奏的进行，使相邻两专业队能最大限度地搭接作业。
流水施工方式的特点：
(1)尽可能地利用工作面进行施工，工期比较短;
(2)各工作队实现了专业化施工，有利于提高技术水平和劳动生产率，也有利于提高工程质量;
(3)专业工作队能够连续施工，同时使相邻专业队的开工时间能够最大限度地搭接;
(4)单位时间内投入的劳动力、施工机具、材料等资源量较为均衡，有利于资源供应的组织;
(5)为施工现场的文明施工和科学管理创造了有利条件。
典型题型：
1.建设工程流水施工方式的特点之一是( C)。
A.单位时间内投入的劳动力较少
B.专业工作队能够连续施工
C.能够充分地利用工作面进行施工
D.施工现场的组织管理比较简单
2.建设工程平行施工的特点包括( AD )。
A. 可以充分利用工作面进行施工
B. 单位时间内投入的资源量较少
C. 施工现场的组织管理比较简单
D. 劳动力及施工机具等资源无法均衡使用
E. 各专业工作队能够连续作业
3.某分部工程有3个施工过程，各分为5个流水节拍相等的施工段组织加快的成倍节拍流水施工。已知各施工过程的流水节拍分别为4、6、4天，则流水步距和专业工作队数分别为( D )。
A.6天和3个
B.4天和4个
C.4天和3个
D.2天和7个
4.某分部工程有两个施工过程，分为4个施工段组织流水施工，流水节拍分别为3、4、4、5天和4、3、4、5天，则流水步距为(C )天。
A.3
B.4
C.5
D.6
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