宋兆瑜，丁文捷

（1.中昕國際項目管理有限公司寧夏分公司，寧夏銀川 750001；2.寧夏大學機械工程學院，寧夏銀川 750021）

流水施工是將要建設(shè)的工程按其特點和結(jié)構(gòu)劃分為若干個施工段，在一定的施工順序下，組織各施工隊（組）在各施工段上完成自己的工序，使施工有節(jié)奏進行的作業(yè)方法[1]。通過流水施工能使工作隊連續(xù)工作，提高施工效率，在施工工程中得到了廣泛的應用，對此大量學者進行了研究。祝冰青等[2]對流水施工及其常見組織方式進行了介紹，認為在施工作業(yè)時，合理地利用工作面比片面地追求連續(xù)施工更加節(jié)省施工工期。彭麗[3]針對流水施工的工期計算公式的不足，在實際工程應用背景下，對現(xiàn)有流水作業(yè)的工期計算公式進行了應用性優(yōu)化調(diào)整，使其在實際工程作業(yè)中的應用更加高效，同時具有調(diào)控窩工和間歇時間的功能。宋文學[4]針對成倍節(jié)拍流水施工方式的特點及其劃分依據(jù)，提出一種獨立的流水施工方式，并指出其實現(xiàn)條件以及與全等節(jié)拍流水施工方式的異同。殷萬林[5]在項目施工過程中，通過施工縫對施工區(qū)域進行合理規(guī)劃，實現(xiàn)了高效有組織的流水施工，既保證了合同工期又使施工成本最小化。這些研究在實際工程施工中取得了相當成功的應用。本文借鑒流水施工相關(guān)研究進展，在已有研究的基礎(chǔ)上，提出了一種基于施工段的流水施工組織方法，該方法可充分結(jié)合施工實際，發(fā)揮流水施工連續(xù)作業(yè)、科學利用工作面等特點，在特定條件下可進一步提高施工效率，縮短施工工期。

1 基于施工段的流水施工組織

1.1 基于施工段的流水施工方法簡介

施工速度、施工方法和工程成本是工程建設(shè)者極為關(guān)心并不斷為之努力追求和奮斗的目標[6]。本文的優(yōu)化流水施工法是在借鑒現(xiàn)有非節(jié)奏流水施工基礎(chǔ)上提出來的，在現(xiàn)代工程施工中，運用優(yōu)化流水施工法可以提高工程質(zhì)量，使施工有序地進行，達到速度快、質(zhì)量好、效益高的目標。其特點如下：①各施工過程在各施工段的流水節(jié)拍不全相等；②相鄰施工過程的流水步距不盡相等；③專業(yè)工作隊數(shù)等于施工過程數(shù)。其組織方法見圖1。

組織條件要符合以下三條：

（1）基本假設(shè)：施工隊在施工作業(yè)段上的施工過程不能中斷。如下式：

式中：TMi,j，TNi,j分別表示施工過程i 在施工段j 上的開始時間以及結(jié)束時間；ti,j為施工隊i 在施工段j上的流水節(jié)拍。

（2）施工工藝要求：在同一施工段上，各施工過程按既定邏輯關(guān)系順序進行。

（3）連續(xù)施工要求：在同一施工段上，各施工過程間沒有時間間隔。

1.2 流水步距和工期確定

優(yōu)化流水施工組織的關(guān)鍵是正確計算流水步距，在允許施工作業(yè)段上的施工過程出現(xiàn)中斷的情況下，應始終保持各工程作業(yè)的施工順序，使前后兩個施工過程的施工時間搭接最長[7]。本文提出的流水施工組織法的流水步距是同一施工過程在不同作業(yè)段上開始的時間間隔，其也是基于潘特考夫斯基法來計算，具體步驟如下：

圖1 優(yōu)化流水施工組織方法

（1）依次累加每個施工段上不同施工過程的流水節(jié)拍，求得其累加數(shù)列。流水節(jié)拍是指參與某一施工過程的施工隊組在一個施工段內(nèi)的連續(xù)工作時間[8]。

其中確定流水節(jié)拍應考慮的因素有：a.適當?shù)氖┕り牻M人數(shù)；b.適當?shù)墓ぷ靼嘀疲üぷ靼嘀埔暪て谇闆r而制定，當工期不緊，又無連續(xù)作業(yè)要求時，可采用一班制，否則可以增加班次）；c.要考慮機械的效率或機械產(chǎn)量的大小。

（2）將相鄰施工段上的流水節(jié)拍累加數(shù)列中的后者錯后一位，相減后求得一個差數(shù)列。

（3）在差數(shù)列中取最大值，即為這相鄰兩個施工段的流水步距（也就是同一專業(yè)施工隊在相鄰兩個施工段上開始工作的時間間隔）。

流水步距為施工段上各施工過程持續(xù)時間的累加數(shù)列錯位相減獲得差數(shù)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）為施工隊在施工段j 和j+1 之間的流水步距。

流水施工工期是指工程從正式施工開始到施工的全部工程建成所用的作業(yè)時間，即施工段間流水步距的總和。

2 新方法在工程中的應用

該工程為現(xiàn)澆柱、預制梁板，工程由4 個施工過程，3 個施工段進行流水施工，工程流水節(jié)拍見表1。

（1）依照潘特考夫斯基法的組織流水施工如下：

a.各施工過程流水節(jié)拍的累加數(shù)列。施工過程I的累加數(shù)列為{2 3 6}，施工過程II 的累加數(shù)列為{3 6 10}，施工過程III 的累加數(shù)列為{1 2 4}，施工過程IV 的累加數(shù)列為{3 5 9}。

b.錯位相減求得差數(shù)列。施工過程I 與施工過程II 之間的差數(shù)列為{2 0 0 -10}，施工過程II 與施工過程III 之間的差數(shù)列為{3 5 8 -4}，施工過程III與施工過程IV 之間的差數(shù)列為{1 -1 -1 -9}。

表1 工程施工流水節(jié)拍

c.在差數(shù)列中取最大值求得流水步距。施工過程Ⅰ與Ⅱ之間的流水步距KI,II={2 0 0 -10}=2 d；施工過程II 與III 之間的流水步距KII,III={3 5 8 -4}=8 d；施工過程III 與IV 之間的流水步距KIII,IV={1 -1-1 -9}=1 d。

d.具體實施過程見圖2。

圖2 傳統(tǒng)流水施工進度

e.流水工期T=2+8+1+9=20 d。

（2）依照優(yōu)化流水施工法的組織流水施工如下：

a.各施工段上流水節(jié)拍的累加數(shù)列。施工段1為{2 5 6 9}，施工段2 為{1 4 5 7}，施工段3 為{3 7 9 13}。

b.錯位相減求得差數(shù)列。施工段1 與施工段2之間的差數(shù)列為{2 4 2 4 -7}，施工段2 與施工段3之間的差數(shù)列為{1 1 -2 -2 -1}。

c.在差數(shù)列中取最大值求得流水步距。施工段1與施工段2 之間的流水步距K1,2={2 4 2 4 -7}=4 d，施工段2 與3 之間的流水步距K2,3={1 1 -2 -2 -13}=1 d。

d.具體實施過程見圖3。

圖3 優(yōu)化流水施工進度

e.流水工期T=4+1+13=18 d。

（3）分析流水施工組織工程實例后可知，本文所提方法比傳統(tǒng)流水施工法的流水工期縮短2 d。具體特性比較見表2。

表2 優(yōu)化流水施工與傳統(tǒng)流水施工比較

3 結(jié)論

在對非節(jié)奏流水施工研究的基礎(chǔ)上，本文結(jié)合工程施工實際，對流水施工進行優(yōu)化，其組織過程是基于潘特考夫斯基法來計算流水步距的。該組織法將同一施工過程在不同作業(yè)段上開始的時間間隔作為流水步距進行流水施工，在施工組織過程中克服了流水施工工作面利用不足和效率低等缺點。研究表明：本文所提方法可以提高工程質(zhì)量和勞動效率，能夠充分利用工作面，明顯縮短工期，達到速度快、質(zhì)量好、效益高的目標，非常具有實用價值。