流水施工基本方法.docx

流水施工基本方法.docx

《流水施工基本方法.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《流水施工基本方法.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

流水施工基本方法

流水施工基本方法

一、流水施工表达方式

1．横道图

（1）水平指示图表

流水施工水平指示图表的表达方式，如图1所示。

其横坐标表示持续时间，纵坐标表示施工过程或专业工作队编号，带有编号的圆圈表示施工项目或施工段的编号。

图1流水施工水平指示图表

图中T——流水施工的计算总工期；

m——施工段的数目；

n——施工过程或专业工作队的数目；

t——流水节拍；

K——流水步距，此图K＝t。

（2）垂直指示图表

流水施工垂直指示图表的表达方式，如图2所示。

其横坐标表示持续时间，纵坐标表示施工项目或施工段的编号，斜向指示线段的代号表示施工过程或专业工作队编号，图中符号同前。

图2流水施工垂直指示图表

2．流水网络图

（1）横道式流水网络图

横道式流水网络图如图3所示。

图中粗黑错阶箭线表示施工过程进展状态，在箭线上面标有该过程编号和施工段编号，在箭线下面标有流水节拍，细黑箭线分别表示开始步距（Kj,j+1）和结束步距（Jj,j+1），带有编号的圆圈表示事件或结点。

图3横道式流水网络图

（2）流水步距式流水网络图

流水步距式流水网络图如图4所示。

图中实箭线表示实工作，其上标有施工过程和施工段编号，其下标有流水节拍；虚箭线表示虚工作，即工作之间的制约关系，其持续时间为零，流水步距也由实箭线表示，并在其下面标出流水步距编号和数值。

图4流水步距式流水网络图

（3）搭接式流水网络图

搭接式流水网络图如图5所示。

图中的大方框表示施工过程，其内标有：

施工过程编号、流水节拍、施工段数目、过程开始和结束时间；方框上面的实箭线表示相邻两个施工过程结束到结束的搭接时距，即结束步距；方框下面的实箭线表示相邻两个施工过程开始到开始的搭接时距，即流水步距。

图5搭接式流水网络图

二、流水参数确定方法

1．工艺参数

（1）施工过程

在组织流水施工时，用以表达流水施工在工艺上开展层次的有关过程，统称为施工过程。

施工过程数目以n表示，根据过程工艺性质不同，它可分为：

制备类、运输类和砌筑安装类三种施工过程。

（2）流水强度

在组织流水施工时，某施工过程在单位时间内所完成的工程数量，称为该过程的流水强度。

它可按公式

（1）计算。

Vj＝RjSj

（1）

式中Vj——某施工过程（j）流水强度；

Rj——某施工过程的工人数或机械台数；

Sj——某施工过程的计划产量定额。

2．空间参数

（1）工作面

在组织流水施工时，某专业工种所必须具备的活动空间，称为该工种的工作面。

它可根据该工种的计划产量定额和安全施工技术规程要求确定。

（2）施工段

为了有效地组织流水施工，通常将施工项目在平面上划分为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，其数目以m表示。

在划分施工段时，应遵循以下原则：

1）主要专业工种在各个施工段所消耗的劳动量要大致相等，其相差幅度不宜超过10%～15%；

2）在保证专业工作队劳动组合优化的前提下，施工段大小要满足专业工种对工作面的要求；

3）施工段数目要满足合理流水施工组织要求，即m≥n；

4）施工段分界线应尽可能与结构自然界线相吻合，如温度缝、沉降缝或单元界线等处；如果必须将其设在墙体中间时，可将其设在门窗洞口处，以减少施工留槎；

5）多层施工项目既要在平面上划分施工段，又要在竖向上划分施工层，以组织有节奏、均衡、连续地流水施工。

（3）施工层

在组织流水施工时，为满足专业工种对操作高度要求，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。

如砌砖墙施工层高为1.2m，装饰工程施工层多以楼层为准。

3．时间参数

（1）流水节拍

在组织流水施工时，每个专业工作队在各个施工段上所必须的持续时间，均称为流水节拍，并以tji表示。

它通常可由公式

（2）计算。

（2）

式中tji——专业工作队（j）在某施工段（i）上的流水节拍；

Qji——专业工作队（j）在某施工段（i）上的工程量；

Sj——专业工作队（j）的计划产量定额；

Rj——专业工作队（j）的工人数或机械台数；

Nj——专业工作队（j）的工作班次；

Pji——专业工作队（j）在某施工段（i）上的劳动量。

（2）流水步距

在组织流水施工时，通常将相邻两个专业工作队先后开始施工的合理时间间隔，称为它们之间的流水步距，并以Kj,j+1表示。

在确定流水步距时，通常要满足以下原则：

1）要满足相邻两个专业工作队在施工顺序上的制约关系；

2）要保证相邻两个专业工作队在各个施工段上都能够连续作业；

3）要使相邻两个专业工作队，在开工时间上实现最大限度、合理地搭接。

（3）技术间歇

在组织流水施工时，通常将施工对象的工艺性质决定的间歇时间，统称为技术间歇，并以Zj,j+1表示。

如现浇构件养护时间，以及抹灰层和油漆层硬化时间。

（4）组织间歇

在组织流水施工时，通常将施工组织原因造成的间歇时间，统称为组织间歇，并以Gj,j+1表示。

如施工机械转移时间，以及其他需要很多时间的作业前准备工作。

（5）平行搭接时间

在组织流水施工时，为了缩短工期，有时在工作面允许的前提下，某施工过程可与其紧前施工过程平行搭接施工，其平行搭接时间以Cj,j+1表示。

三、流水施工基本方式

1．全等节拍流水

在组织流水施工时，如果每个施工过程在各个施工段上的流水节拍都彼此相等，其流水步距也等于流水节拍；这种流水施工方式，称为全等节拍流水。

其建立步骤如下：

（1）确定施工起点流向，划分施工段；

（2）分解施工过程，确定施工顺序；

（3）确定流水节拍，此时tji＝t；

（4）确定流水步距，此时Kj,j+1＝K＝t；

（5）按公式（3）确定计算总工期；

T＝（m＋n－1）K＋ΣZj,j+1＋ΣGj,j+1－ΣCj,j+1（3）

式中T——流水施工方案的计算总工期；

ΣZj,j+1——所有技术间歇时间总和；

ΣGj,j+1——所有组织间歇时间总和；

ΣCj,j+1——所有平行搭接时间总和；其他符号同前。

（6）绘制流水施工指示图表。

[例]某工程由A、B、C、D四个分项工程组成；它在平面上划分为四个施工段；各分项工程在各个施工段上的流水节拍均为3d。

试编制流水施工方案。

[解]根据题设条件和要求，该题只能组织全等节拍流水。

（1）确定流水步距

K＝t＝3（d）

（2）确定计算总工期

T＝（4＋4－1）×3＝21（d）

（3）绘制流水施工指示图表

分别如图1和图2所示。

2．成倍节拍流水

在组织流水施工时，如果同一施工过程在各个施工段上的流水节拍彼此相等，而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，为加快流水施工速度，可按最大公约数的倍数确定每个施工过程的专业工作队，这样便构成了一个工期最短的成倍节拍流水施工方案。

成倍节拍流水的建立步骤如下：

（1）确定施工起点流向，划分施工段；

（2）分解施工过程，确定施工顺序；

（3）按以上要求确定每个施工过程的流水节拍；

（4）按公式（4）确定流水步距；

Kb＝最大公约数｛各过程流水节拍｝（4）

式中Kb——成倍节拍流水的流水步距。

（5）按公式（5）确定专业工作队数目；

（5）

式中bj——施工过程（j）的专业工作队数目，n≥j≥1；

n1——成倍节拍流水的专业工作队总和；

其他符号同前。

（6）按公式（6）确定计算总工期；

T＝（m＋n1－1）Kb＋ΣZj,j+1＋ΣGj,j+i－ΣCj,j+1（6）

式中符号同前。

（7）绘制流水施工指示图表。

[例]某工程由支模板、绑钢筋和浇混凝土3个分项工程组成；它在平面上划分为6个施工段；上述3个分项工程在各个施工段上的流水节拍依次为6d、4d和2d。

试编制工期最短的流水施工方案。

[解]根据题设条件和要求，该题只能组织成倍节拍流水；假定题设3个分项工程依次由专业工作队I、II、III来完成；其施工段编号依次为①、②、…、⑥。

（1）确定流水步距，由公式（4）得

Kb＝最大公约数｛6；4；2｝＝2d

（2）确定专业工作队数目，由公式（5）得

（3）确定计算总工期，由公式（6）得

T＝（6＋6－1）×2＝22d

（4）绘制流水施工指示图表。

该工程流水施工水平指示图表，如图6所示。

图6成倍节拍流水指示图表

3．分别流水

在组织流水施工时，如果每个施工过程在各个施工段上的工程量彼此不相等，或者各个专业工作队生产效率相差悬殊，造成多数流水节拍不相等，这时只能按照施工顺序要求，使相邻两个专业工作队最大限度地搭接起来，组织成都能够连续作业的非节奏流水施工。

这种流水施工方式，称为分别流水。

其建立步骤如下：

（1）确定施工起点流向，划分施工段；

（2）分解施工过程，确定施工顺序；

（3）按公式

（2）确定流水节拍；

（4）按公式（7）确定流水步距；

（7）

（1≤j≤n1－1；1≤i≤m）

式中Kj,j+1——专业工作队（j）与（j＋1）之间的流水步距；

max——取最大值；

kij,j+1——（j）与（j＋1）在各个施工段上的“假定段步距”；

——由施工段

（1）至（i）依次累加，逢段求和；

——（j）与（j＋1）在各个施工段上的“段时差”，即

；

tji——专业工作队（j）在施工段（i）流水节拍；

tij+1——专业工作队（j＋1）在施工段（i）流水节拍；

i——施工段编号，1≤i≤m；

j——专业工作队编号，1≤j≤n1－1；

n1——专业工作队数目，此时n1＝n；

其他符号同前。

（5）按公式（8）确定计算总工期；

（8）

式中T——流水施工方案的计算总工期；

——最后一个专业工作队（n1）在各个施工段上的流水节拍。

其他符号同前。

（6）绘制流水施工指示图表。

[例]某工程由I、II、III、IV4个施工过程组成；它在平面上划分为6个施工段；每个施工过程在各个施工段上的流水节拍，如表8所示。

为缩短计划总工期，允许施工过程I与II有平行搭接时间1d；在施工过程且完成后，其相应施工段至少应有技术间歇时间2d；在施工过程III完成后，其相应施工段至少应有作业准备时间1d。

试编制流水施工方案。

施工持续时间表表1

施工过程编号

流水节拍（d）

①

②

③

④

⑤

⑥

I

4

5

4

4

5

4

II

3

2

2

3

2

3

III

2

4

3

2

4

2

IV

3

3

2

2

3

3

[解]根据题设条件和要求，该工程只能组织分别流水。

（1）确定流水步距。

由公式（7）得

1）KI，II

3）KIII,IV

KIII,IV＝max｛2，3，3，3，5，4｝＝5d

（2）确定计算总工期。

由题设条件可知：

CI,II＝1d，ZII,III＝2d，GIII,IV＝1d。

代入公式（8）可得

T＝（14＋3＋5）＋（3＋3＋2＋2＋3＋3）＋2＋1－1

＝22＋16＋2＝40d

（3）绘制流水施工指示图表。

该工程流水施工水平指示图表，如图7所示。

图7分别流水指示图表

四、流水施工排序优化

工程排序优化就是加工过程和加工对象及其排列顺序的优化，也称为流程优化。

它可分为单向工程排序优化和双向工程排序优化两种；施工项目的工程排序优化属于单向工程排序优化。

这里介绍一种新而简捷的工程排序优化方法——矩阵法。

该法是在保证流水施工条件下，寻求施工项目（或施工段）最优排列顺序的优化方法，其优化目标是计算总工期最短。

故该法实质是流水施工排序优化。

1．基本概念

（1）基本排序

任何两个施工项目或施工段的排列顺序，均称为基本排序。

如A和B两个施工项目的基本排序有A→B和B→A两种；前者A→B称为正基本排序，后者B→A称为逆基本排序。

（2）基本排序间歇

任何两个施工项目，由于排列顺序不同而造成的施工过程间歇时间的总和，均称为基本排序间歇，并以Zi,i+1表示。

如：

A→B基本排序间歇记为ZA,B，B→A基本排序间歇记为ZB,A。

（3）基本排序流水步距

任何两个施工项目（i）与（i＋1），先后投入到第（j）个施工过程开始施工的时间间隔，均称为基本排序流水步距；即施工项目（i）与（i＋1）之间的流水步距，并以Ki,i+l表示。

如：

A→B基本排序流水步距记为KA,B，B→A基本排序流水步距记为KB,A。

（4）施工项目排序模式

在进行流水施工排序优化时，通常将若干个施工项目（或施工段）排列顺序的全部可能模式，称为施工项目排序模式。

如A、B、C、D4个施工项目就有A→B→C→D；A→B→D→C；……；B→D→A→C等24种施工项目排序模式。

2．基本原理

矩阵法是从流水施工基本原理出发，通过对工程排序优化问题深人研究之后，发现并证实影响计算总工期长短的关键是基本排序间歇（Zi,i+1）的数值大小。

这样该法首先根据分析计算法确定出施工项目基本排序流水步距，同时计算出基本排序间歇，并建立起基本排序间歇矩阵表；然后按照最优工程排序模式确定规则，由矩阵表上寻求其最优排序方案。

根据分析计算法原理，任意相邻两个施工项目基本排序流水步距，均可由公式（9）确定；而其基本排序间歇，可由公式（10）计算。

（9）

（10）

式中Ki,i+1——施工项目（i）与（i＋1）基本排序流水步距；1≤i≤m-1，m为施工项目总数；

max——取最大值；

kji,i+1——施工项目（i）与（i＋1）在施工过程（j）上的“假定项目步距”；1≤j≤n，n为施工过程总数；

——从施工过程

（1）至（j）依次累加，逢过程求和；

——施工项目（i）与（i＋1）在施工过程（j）上的流水节拍之差，即

；

tij——施工项目（t）在施工过程（j）上的流水节拍；

tji+1——施工项目（i＋1）在施工过程（j）上的流水节拍；

Zi,i+i——施工项目（i）与（i＋1）基本排序间歇；

Zji,i+1——施工项目（i）与（i＋1）在施工过程（j）上的排序间歇。

3．基本步骤

（1）根据公式（9）和（10）,分别计算出全部施工项目各种可能的基本排序流水步距和基本排序间歇数值。

（2）列出基本排序间歇矩阵表。

（3）确定最优工程排序模式规则：

1）从矩阵表中选出基本排序间歇数值相对最小的有关基本排序；

2）从选出的基本排序中，找出两个施工总持续时间相对最短的施工项目；先将两者中第一个流水节拍数值相对最小的施工项目排在最前面，再将另一个施工项目排在最后面；

3）在满足矩阵表上排序要求的前提下，尽可能将施工总持续时间相对最长的施工项目排在中间；

4）根据施工项目之间的矩阵关系，找出其余施工项目的最佳排列位置；

5）在选出的几个工程排序模式中，将工程排序总间歇数值最小者，作为最优工程排序模式，其中工程排序总间歇数值，可由公式（11）确定。

（11）

式中Z——工程排序总间歇时间；其他符号同前。

（4）做出优化前后两种方案对比。

[例]某群体工程由A、B、C、D、E五个施工项目组成；它们都要依次经过I、II、III、IV4个施工过程；每个施工项目在各个施工过程上的流水节拍如表9所示。

如果上述5个施工项目排列顺序是可变的，那么如何安排它们的排列顺序，才能使计算总工期最短？

施工持续时间表2

施工项目名称

流水节拍（周）

Ti（周）

I

II

III

IV

A

5

4

5

3

17

B

4

5

3

2

14

C

3

4

5

4

16

D

2

3

4

5

14

E

4

5

4

5

18

[解]该例属于单向工程排序优化问题。

（1）计算基本排序流水步距和排序间歇。

1）A→B和B→A

A→B

∴KA,B＝max｛kjA,B｝＝max｛5，5，5，5｝＝5（周）

∴KB,A＝max｛4，4，3，0｝＝4（周）

ZB,A＝4×4－（4＋4＋3＋0）＝5（周）

同理可得：

2）A→C和C→A

KA,C＝7，ZA,C＝5：

KC,A＝3，ZC,A＝2

3）A→D和D→A

KA,D＝9，ZA,D＝7；KD,A＝2，ZD,A＝6

4）A→E和E→A

KA,E＝5，ZA,E＝1；KE,A＝4，ZE,A＝0

5）B→C和C→B

KB,C＝6，ZB,C＝7；KC,B＝4，ZC,B＝3

6）B→D和D→B

KB,D＝7，ZB,D＝5：

KD,B＝3，ZD,B＝3

7）B→E和E→B

KB,E＝5，ZB,E＝4；KE,B＝5，ZE,B＝2

8）C→D和D→C

KC,D＝7，ZC,D＝6；KD,C＝2，ZD,C＝0

9）C→E和E→C

KC,E＝3，ZC,E＝0；KE,C＝6，ZE,C＝1

10）D→E和E→D

KD,E＝2，ZD,E＝4；KE,D＝9，ZE,D＝8

（2）列出基本排序间歇矩阵表，如表3所示。

基本排序间歇矩阵表表3

（3）确定最优工程排序模式。

由表10看出，基本排序间歇数值相对最小的基本排序有：

A→B、C→E、D→C和E→A4个，其数值均为零。

其中施工项目B和D施工总持续时间（Ti）相对最短，而施工项目D的流水节拍依次为2、3、4、5（周），施工项目B的流水节拍依次为4、5、3、2（周）；故施工项目D应排在最前面，而施工项目B应排在最后面。

再分析一下上述4个基本排序的矩阵关系，便可以找到最优工程排序模式：

D→C→E→A→B

图8优化前水平指示图表

图9优化后水平指示图表

（4）优化前后对比

优化前工程排序模式为：

A→B→C→D→E；其水平指示图表，如图8所示；计算总工期为37周。

优化后工程排序模式为：

D→C→E→A→B；其水平指示图表，如图9所示；计算总工期为28周；比优化前缩短9周。