1.5 流水作业施工组织
1.5.1 流水作业参数
1.工艺参数
（1）施工过程
施工过程是指组织流水作业时，用以表达流水作业在工艺上开展层次的有关过程。施工过程根据施工方法和工艺性质的不同进行划分，各个施工过程采用的施工机械不尽相同。
机械化施工组织的施工过程，通常按工序划分。施工过程的数目用n表示，流水作业按施工过程组建专业施工队。施工过程的划分与所选择的施工方法有关，如路基土石方爆破法施工与土石方机械施工、沥青混凝土路面的摊铺机施工与人工施工等，两者划分施工过程的差异是很大的。
（2）流水强度
流水强度是指一个施工过程在单位时间内所完成的工程数量，常用V表示。流水强度越大，专业队应配备的施工机械、需用的人工及材料等也越多，工作面相应增大，施工期限将会缩短。流水强度的计算公式为
2.空间参数
（1）工作面
工作面是指一个专业队的工人及施工机械在进行正常作业时所必须具备的活动空间。工作面的大小，直接影响到施工效率和安全生产。确定工作面时，应考虑人工或机械的产量定额，并遵守安全施工技术规程的规定。
（2）施工段
为了合理地组织流水作业，把施工项目在平面上划分成若干段落，在一定时间内，只有一个专业施工队在一个段落上完成规定的施工过程，这些段落称为施工段。施工段保证了各专业队在不同的空间范围同时施工而又互不干扰。施工段的数目常用m表示。
施工段是组织流水作业的基础条件，划分施工段时一般应遵循以下原则：
①各施工段的劳动量或机械量应基本相等，相差以不超过15%为宜；
②施工段要有足够的工作面，使工人操作和施工机械运行方便，并满足合理的劳动组合的要求，既有利于提高工效，又能保证施工安全；
③应考虑工程结构的整体完整性，大型人工构造物在伸缩缝、沉降缝处分段，一般的工程结构应在受力最小又不影响结构外观的位置分段；
④划分施工段的多少，应考虑施工规模、资源供应、充分发挥主导机械的效能等因素；从合理组织流水作业的角度出发，施工段数目m宜大于或等于施工过程的数目n，即m≥n。
（3）施工层
路基工程的高填方及深挖地段、高架桥墩等施工项目，为了满足操作高度和施工工艺要求，还将施工段在竖向上划分若干操作层，这些操作层称为施工层。施工层的数目常用r表示。
施工层的划分要考虑施工项目的具体情况和施工方法。例如，挖掘机施工土质路堑，施工层就由挖掘机的挖土高度确定，填筑路堤的施工层则由压实厚度确定，而石质路堑的施工层，决定于每次爆破作业的钻孔深度。
3.时间参数（1）流水节拍
专业施工队在一个施工段上完成相应的施工任务所需要的作业持续时间叫流水节拍，常用ti表示。施工过程A在各施工段上的流水节拍依次为2、4、3、2、5（d）。流水节拍的大小，直接关系到劳动力、材料、施工机械等资源消耗量的多少，决定着流水作业的施工速度和施工节奏。影响流水节拍数值大小的因素有：施工方案、施工段的工程数量、专业施工队的人数或机械台数、每天的作业班次等。为避免专业队转移时浪费工时并方便施工管理，流水节拍在数值上应该是整天数倍，特殊情况下可取半天的整数倍。流水节拍ti用式（1-5）计算：
当施工段数确定后，流水节拍越大，工期就相应延长。从理论上讲，希望流水节拍越小越好。但由于施工时要求有一定的工作面，以确保施工机械的有效运行，流水节拍过小将使施工无法进行。
（2）流水步距
相邻两个专业施工队依次投入流水作业施工，其开始作业时刻的时间间隔叫流水步距，通常用Kj，j+1表示。专业队A从第1天开始作业，专业队B从第4天开始作业，则流水步距KA，B=3d。
当施工段数目确定后，流水步距的大小直接影响工期。流水步距越小，则工期越短，反之亦然。确定流水步距时，一般应遵循以下原则：
①流水步距要能满足相邻两个专业施工队在施工顺序上相互制约的关系；②保证各专业施工队都能连续作业；
③确保相邻两个专业施工队，在开工时间上最大限度地、合理地搭接；
④确定流水步距要保证施工质量，满足安全施工的要求。
（3）平行搭接时间
为了缩短总工期，专业施工队完成部分施工任务后，能为后一个专业施工队提供工作面时，后者提前进入该施工段，两支专业队在同一施工段上平行作业，这段搭接施工的时间称为平行搭接时间，通常用Cj，j+1表示。例如，高边坡开挖后立即支护，地质条件差的隧道衬砌提前介入等，都可按平行搭接考虑。
（4）技术间歇时间
在组织流水作业时，不仅要考虑专业队之间的协调配合、施工质量和安全等，有时应根据材料特点和工艺要求，还要考虑合理的工艺等待时间，然后才能允许下一专业队进入施工，这个等待时间称为技术间歇时间，常用Zj，j+1 表示。如水泥混凝土的养生、砂浆抹面和油漆待干等需用的时间都是技术间歇时间。
（5）组织间歇时间
在流水作业中，由于施工组织的原因造成流水步距以外增加的间歇时间称为组织间歇时间，常用Gj，j+1表示。如施工进行中的检查、校正，施工人员和机械的转移等需用的时间都是组织间歇时间。
1.5.2 流水作业基本公式
1.流水展开期
从流水作业开始，到最后一个专业施工队进入流水作业止，其时间间距叫流水展开期，常用t′表示。流水展开期之后，全部专业队都进入流水作业，每天的各种资源需要量保持不变，各专业队每天完成相应的工作量，开始了连续、均衡而紧凑的流水作业阶段。流水展开期t′等于各流水步距K值之和，即
2.最后一个专业队的流水作业时间
最后一个专业队的全部流水作业时间，等于它在各施工段上的作业持续时间之和，即
3.流水作业基本公式
流水作业总工期T等于流水展开期t′和最后一个专业队的流水作业时间t之和，即
式（1-8）即为流水作业基本公式。
1.5.3 流水作业组织形式
1.全等节拍流水作业
在组织流水作业时，如果所有施工过程在各个施工段上的流水节拍都彼此相等，即ti为常数，其流水步距必然等于流水节拍，即K=ti，这种流水作业形式称为全等节拍流水作业。按全等节拍流水组织施工，每个专业队都能连续作业，工作面没有空闲，实现了连续、均衡而紧凑的施工，这是流水作业施工组织最理想的状态。
组织全等节拍流水作业的步骤为：
（1）确定施工起点流向，划分施工段。施工段数为m；
（2）分解施工过程（工序），确定施工顺序。施工过程数为n，要求m≥n；
（3）按施工过程数n组建专业施工队，计算流水节拍ti；
（4）确定流水步距K，要求各施工过程的ti=常数，则K=ti；
（5）计算总工期T；
（6）绘制全等节拍流水作业施工进度图。
2.成倍节拍流水作业
在组织流水作业时，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大于1的最大公约数，则为成倍节拍流水作业。将最大公约数视为流水步距，按最大公约数的倍数确定各施工过程的专业队数目，然后参照全等节拍流水组织施工。成倍节拍流水仍能实现连续、均衡而紧凑的施工，其组织步骤如下：
（1）按全等节拍流水要求确定施工起点流向，划分施工段，分解施工过程，计算流水节拍；
（2）求各施工过程流水节拍ti的最大公约数Kb（Kb为流水步距）；
（3）求各施工过程应组建的专业队数目bj和专业队总数n1；
（4）绘制成倍节拍流水施工进度图。
【例2-1】 某长路堑为软石挖方，划分为6个施工段。各施工过程及流水节拍为：凿岩爆破2d，推土机清方6d，锚杆施工2d，边坡混凝土支护4d，试组织流水作业。
解：因石质松软，必须连续施工，以确保边坡稳定，宜采用成倍节拍流水作业。
已知：施工段数m=6，施工过程数n=4，各施工过程的流水节拍ti为2、6、2、4d。
（1）确定流水步距Kb
流水节拍2、6、2、4的最大公约数为2，即Kb=2。
（2）计算专业队数目bj和n1
b爆=2/2=1，b推=6/2=3，b锚=2/2=1，b支=4/2=2，n1=1+3+1+2=7个专业队。
（3）计算总工期T
因无施工层，r=1且Z=0，G=0，C=0，得
T=(m+n1−1)Kb=(6+7−1)×2=24d
（4）绘制施工进度图
3.分别流水作业
在组织流水作业时，如果每个施工过程在各个施工段上的流水节拍彼此不相等，即ti不为常数，亦不存在最大公约数，这时只能按照施工顺序要求，使相邻专业施工队最大限度地搭接起来，组织成非节奏流水，称为分别流水作业。分别流水作业能保证专业队连续施工，但工作面可能空闲，其组织步骤如下：
（1）确定施工起点流向、划分施工段、分解施工过程、组建施工队、计算流水节拍等，同全等节拍流水。
（2）用累加数列最大差法求流水步距K，计算步骤如下：
①根据专业施工队在各施工段上的流水节拍求累加数列；
②根据施工顺序，相邻两累加数列错位相减；
③相减结果中的最大差值即为所求的流水步距K。
（3）用流水作业基本公式，即式（1-8），计算总工期T。
（4）绘制分别流水作业施工进度图。
1.5.4 流水作业表达方式
流水作业的表达方式有横道图、斜条图和网络图三种。
1.横道图
在流水作业的横道图中，横坐标表示施工进度，纵坐标表示施工过程及施工队，横道线表示施工段及其作业持续时间，带有编号的圆圈表示施工段的顺序号。
2.斜条图
在流水作业的斜条图中，横坐标表示施工进度，纵坐标表示施工段的编号，斜向线段表示施工过程的作业持续时间。
3.流水作业网络图
流水作业网络图将在1.6介绍。
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