无节拍流水施工在建筑工程施工管理中的应用*

王 斐，周 鹏

（1.陕西机电职业技术学院 铁道工程学院，陕西 宝鸡 721001；2.河南省公路工程局集团有限公司，河南 郑州 450001）

建筑工程流水施工与工业生产的流水线十分相似，与之不同的是建筑对象是固定不动的，专业施工队和设备机具是在建筑产品上随着施工的进行而流动。流水施工是工程项目组织实施的一种形式，为施工现场文明施工和科学管理提供了前提条件，节约了工期和工程费用，目前在施工组织中得到了广泛应用[1-2]。

1 流水施工组织方式

流水施工是将要施工的项目在工艺上划分为若干个施工过程，在空间上划分成若干个施工单元，水平方向和竖直方向上都要进行划分，水平方向划分为若干个施工段，竖直方向上划分为若干个施工层，同时组建专业的施工人员，连续完成第一个、第二个…第m个施工段施工，在保证专业施工队伍人工、机具和材料不变的情况下，再去完成第一层、第二层…第r个施工层的施工，直至整个工程项目结束[3]。流水施工现场作业如图1。

图1 流水施工现场作业

根据流水节拍的性质，可将流水施工划分为以下四种形式：等节拍流水施工、成倍数节拍流水施工、异节拍流水施工和无节拍流水施工。当所有施工过程在各施工段上流水节拍均相等时，可组织等节拍流水施工；当所有施工过程在各自施工段上流水节拍相等，不同的施工过程之间流水节拍不相等，但是却存在一个倍数关系时，可组织成倍数节拍流水施工；当同一施工过程内部各施工段流水节拍不相等，不同的施工过程之间流水节拍也不全相等时，可组织异节拍流水施工。

但是在实际工程施工中，由于工程结构规模和施工条件的不同，导致划分的各施工段工程量不完全相等，并且由于专业施工队施工效率相差较大，经常会出现同一施工过程的各施工段之间流水节拍不相等，施工过程之间的流水节拍也不相等的情况。此时，流水节拍无任何规律，但又是工程实际施工时最常出现的情况。这种情况下仍然可以组织流水施工，此时的流水施工形式为无节拍流水施工。

2 无节拍流水施工组织方式

当出现同一施工过程内部流水节拍不相等，并且各施工过程之间流水节拍也不相等的情况时，可组织无节拍流水施工。无节拍流水施工的各流水步距不相等，但是施工过程间流水步距却与各施工过程的流水节拍之间存在一种函数关系。施工班组数目与施工过程数目相等，且各施工班组连续施工[4]。

组织无节拍流水施工时可按下面的步骤进行：

（1）施工段的划分。将施工对象从施工的开始处划分为若干个施工段。

（2）分解施工过程。将施工对象按照施工的技术要求分解为若干个施工过程，与此同时，确定所有施工过程的先后逻辑顺序。

（3）确定流水节拍。

（4）确定流水步距。确定流水步距通常用潘特考夫斯基提出的累加数列错位相减取大差法[5]。

可按公式（1）确定流水步距。

式中，Kj，j+1—施工过程j与施工过程j+1之间的流水步距；max—取最大值；—施工过程j与施工过程j+1在各施工段上的“假定段步距”；—施工段1至施工段m依次累加，分段求和；—施工过程j与施工过程j+1—施工过程j在施工段i上的流水节拍；在各施工段上的“段时差”，即—施工过程j+1在施工段i上的流水节拍；i—施工段编号，1≤i≤m；j—施工队伍编号，1≤j≤n-1；n—施工过程数目。

具体实施步骤如下：

a.计算求和数列。把所有施工过程的流水节拍按施工段先后顺序进行累加求和，得出一个累加求和数列。

b.计算差数列。把相邻两个求和数列进行错位相减，得到错位相减的新数列。

c.计算流水步距。对新数列中所有数值做一个取最大值运算，得到的最大值即为流水步距。

d.按上面的操作步骤求解出所有施工过程间的流水步距。

（5）计算总工期。

总工期计算公式见式（2）：

其中：m—施工段数目；n—施工过程数目；Kj，j+1—施工过程j与施工过程j+1之间的流水步距；tin—第n个施工过程在第i个施工段上的流水节拍；Zj，j+1—施工过程j与施工过程j+1之间的技术间歇时间；Gj，j+1—施工过程j与施工过程j+1之间的组织间歇时间；Cj，j+1—施工过程j与施工过程j+1之间的平行搭接时间。

（6）绘制流水施工进度计划图。

3 应用实例

某项目部承建一项工程，该工程有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五个施工过程，该工程施工时可在四个施工段上同时施工。已由经验值确定出了各施工过程在相应施工段上的流水节拍，具体见表1。完成施工过程Ⅱ之后，工艺上需要有2天的养护时间；施工过程Ⅳ完成后相应工作面需要有1天时间做准备；施工过程中，施工过程Ⅰ与施工过程Ⅱ之间可以同时在一个施工段上平行施工1天。要求施工组织人员按工程情况合理组织施工，并且生成流水施工进度横道图。

表1 流水节拍

根据已知工程情况，该实例只能组织无节奏流水施工。

由已知条件，施工段数目m=4，施工过程数目n=5。

（1）计算流水节拍的累加数列

根据潘特考夫斯基法逐一对施工过程进行累加求和，得出所有施工过程的累加求和新数列如下：

Ⅰ：2，6，9，10

Ⅱ：3，5，9，12

Ⅲ：4，6，11，16

Ⅳ：3，6，8，11

Ⅴ：2，7，8，10

（2）确定流水步距

对所有累加求和产生的新数列进行相邻数列错位相减，对相减后得到的新数列求取最大值，得出的最大值即为流水步距。

a.求解KⅠ，Ⅱ。对Ⅰ、Ⅱ两个施工过程的累加数列进行错位相减如下：

因此，KⅠ，Ⅱ=max{2，3，4，1，-12}=4天。

b.求解KⅡ，Ⅲ。对Ⅱ、Ⅲ两个施工过程的累加数列进行错位相减如下：

因此，KⅡ，Ⅲ=max{3，1，3，1，-16}=3天。

c.求解KⅢ，Ⅳ。对Ⅲ、Ⅳ两个施工过程的累加数列进行错位相减如下：

因此，KⅢ，Ⅳ=max{4，3，5，8，-11}=8天。

d.求解KⅣ，Ⅴ。对Ⅳ、Ⅴ两个施工过程的累加数列进行错位相减如下：

因此，KⅣ，Ⅴ=max{3，4，1，3，-10}=4天。

（3）计算流水工期T

由项目已知条件，ZⅡ，Ⅲ＝2天，GⅣ，Ⅴ＝1天，CⅠ，Ⅱ＝1天，因此由公式（1）-（2）可得，

（4）绘制施工进度横道图（如图2所示）

图2 流水施工进度图

该项目用无节拍流水施工组织方式实例解决了流水施工组织过程中经常遇到的无节拍流水施工情况。无节拍流水施工情况在日常组织施工时最为常见，施工组织人员应慎重分析，根据工程项目具体情况，选取最合适的施工组织方式。

4 结束语

目前组织流水施工的方式虽然有四种，但是由于工程结构本身的性质和专业施工队伍施工效率的不同，无节拍流水施工的组织形式在施工现场最为常见[6-7]。本文用实证分析了无节拍流水施工的组织实施全过程，并绘制了流水施工进度图，证明了无节拍流水施工在组织施工方面的优越性，保证了工程的连续、均衡施工。无节拍流水施工组织形式是一种科学、合理的施工组织方式，可为项目施工组织管理人员提供参考。