一种流水施工组织方法

宋兆瑜，丁文捷

（1.中昕国际项目管理有限公司宁夏分公司，宁夏银川 750001；2.宁夏大学机械工程学院，宁夏银川 750021）

流水施工是将要建设的工程按其特点和结构划分为若干个施工段，在一定的施工顺序下，组织各施工队（组）在各施工段上完成自己的工序，使施工有节奏进行的作业方法[1]。通过流水施工能使工作队连续工作，提高施工效率，在施工工程中得到了广泛的应用，对此大量学者进行了研究。祝冰青等[2]对流水施工及其常见组织方式进行了介绍，认为在施工作业时，合理地利用工作面比片面地追求连续施工更加节省施工工期。彭丽[3]针对流水施工的工期计算公式的不足，在实际工程应用背景下，对现有流水作业的工期计算公式进行了应用性优化调整，使其在实际工程作业中的应用更加高效，同时具有调控窝工和间歇时间的功能。宋文学[4]针对成倍节拍流水施工方式的特点及其划分依据，提出一种独立的流水施工方式，并指出其实现条件以及与全等节拍流水施工方式的异同。殷万林[5]在项目施工过程中，通过施工缝对施工区域进行合理规划，实现了高效有组织的流水施工，既保证了合同工期又使施工成本最小化。这些研究在实际工程施工中取得了相当成功的应用。本文借鉴流水施工相关研究进展，在已有研究的基础上，提出了一种基于施工段的流水施工组织方法，该方法可充分结合施工实际，发挥流水施工连续作业、科学利用工作面等特点，在特定条件下可进一步提高施工效率，缩短施工工期。

1 基于施工段的流水施工组织

1.1 基于施工段的流水施工方法简介

施工速度、施工方法和工程成本是工程建设者极为关心并不断为之努力追求和奋斗的目标[6]。本文的优化流水施工法是在借鉴现有非节奏流水施工基础上提出来的，在现代工程施工中，运用优化流水施工法可以提高工程质量，使施工有序地进行，达到速度快、质量好、效益高的目标。其特点如下：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。其组织方法见图1。

组织条件要符合以下三条：

（1）基本假设：施工队在施工作业段上的施工过程不能中断。如下式：

式中：TMi,j，TNi,j分别表示施工过程i 在施工段j 上的开始时间以及结束时间；ti,j为施工队i 在施工段j上的流水节拍。

（2）施工工艺要求：在同一施工段上，各施工过程按既定逻辑关系顺序进行。

（3）连续施工要求：在同一施工段上，各施工过程间没有时间间隔。

1.2 流水步距和工期确定

优化流水施工组织的关键是正确计算流水步距，在允许施工作业段上的施工过程出现中断的情况下，应始终保持各工程作业的施工顺序，使前后两个施工过程的施工时间搭接最长[7]。本文提出的流水施工组织法的流水步距是同一施工过程在不同作业段上开始的时间间隔，其也是基于潘特考夫斯基法来计算，具体步骤如下：

图1 优化流水施工组织方法

（1）依次累加每个施工段上不同施工过程的流水节拍，求得其累加数列。流水节拍是指参与某一施工过程的施工队组在一个施工段内的连续工作时间[8]。

其中确定流水节拍应考虑的因素有：a.适当的施工队组人数；b.适当的工作班制（工作班制要视工期情况而制定，当工期不紧，又无连续作业要求时，可采用一班制，否则可以增加班次）；c.要考虑机械的效率或机械产量的大小。

（2）将相邻施工段上的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，即为这相邻两个施工段的流水步距（也就是同一专业施工队在相邻两个施工段上开始工作的时间间隔）。

流水步距为施工段上各施工过程持续时间的累加数列错位相减获得差数列中的最大值，因此可得流水施工的流水步距：

式中：dj（Pj，Pj+1）为施工队在施工段j 和j+1 之间的流水步距。

流水施工工期是指工程从正式施工开始到施工的全部工程建成所用的作业时间，即施工段间流水步距的总和。

2 新方法在工程中的应用

该工程为现浇柱、预制梁板，工程由4 个施工过程，3 个施工段进行流水施工，工程流水节拍见表1。

（1）依照潘特考夫斯基法的组织流水施工如下：

a.各施工过程流水节拍的累加数列。施工过程I的累加数列为{2 3 6}，施工过程II 的累加数列为{3 6 10}，施工过程III 的累加数列为{1 2 4}，施工过程IV 的累加数列为{3 5 9}。

b.错位相减求得差数列。施工过程I 与施工过程II 之间的差数列为{2 0 0 -10}，施工过程II 与施工过程III 之间的差数列为{3 5 8 -4}，施工过程III与施工过程IV 之间的差数列为{1 -1 -1 -9}。

表1 工程施工流水节拍

c.在差数列中取最大值求得流水步距。施工过程Ⅰ与Ⅱ之间的流水步距KI,II={2 0 0 -10}=2 d；施工过程II 与III 之间的流水步距KII,III={3 5 8 -4}=8 d；施工过程III 与IV 之间的流水步距KIII,IV={1 -1-1 -9}=1 d。

d.具体实施过程见图2。

图2 传统流水施工进度

e.流水工期T=2+8+1+9=20 d。

（2）依照优化流水施工法的组织流水施工如下：

a.各施工段上流水节拍的累加数列。施工段1为{2 5 6 9}，施工段2 为{1 4 5 7}，施工段3 为{3 7 9 13}。

b.错位相减求得差数列。施工段1 与施工段2之间的差数列为{2 4 2 4 -7}，施工段2 与施工段3之间的差数列为{1 1 -2 -2 -1}。

c.在差数列中取最大值求得流水步距。施工段1与施工段2 之间的流水步距K1,2={2 4 2 4 -7}=4 d，施工段2 与3 之间的流水步距K2,3={1 1 -2 -2 -13}=1 d。

d.具体实施过程见图3。

图3 优化流水施工进度

e.流水工期T=4+1+13=18 d。

（3）分析流水施工组织工程实例后可知，本文所提方法比传统流水施工法的流水工期缩短2 d。具体特性比较见表2。

表2 优化流水施工与传统流水施工比较

3 结论

在对非节奏流水施工研究的基础上，本文结合工程施工实际，对流水施工进行优化，其组织过程是基于潘特考夫斯基法来计算流水步距的。该组织法将同一施工过程在不同作业段上开始的时间间隔作为流水步距进行流水施工，在施工组织过程中克服了流水施工工作面利用不足和效率低等缺点。研究表明：本文所提方法可以提高工程质量和劳动效率，能够充分利用工作面，明显缩短工期，达到速度快、质量好、效益高的目标，非常具有实用价值。