流水施工原理

一、固定节拍流水施工

(一)固定节拍流水施工的特点

固定节拍流水施工是一种最理想的流水施工方式，其特点如下： ①所有施工过程在各个施工段上的流水节拍均相等；

②相邻施工过程的流水步距相等，且等于流水节拍；

③专业工作队数等于施工过程数，即每一个施工过程成立一个专业工作队，由该队完成相应施工过程所有施工段上的任务；

④各个专业工作队在各施工段上能够连续作业，施工段之间没有空闲时间。

(二)固定节拍流水施工工期

1．有间歇时间的固定节拍流水施工

所谓间歇时间，是指相邻两个施工过程之间由于工艺或组织安排需要而增加的额外等待时间，包括工艺间歇时间(Gj,j+1)

和组织间歇时间(Z j,j+1)。对于有间歇时间的固定节拍流水施工，其流水施工工期T可按公式(2—4)计算：

T=(n-1)t+∑G十∑Z十mt =(m+n-1)t+∑G十∑Z (2—4) 例如，某分部工程流水施工计划如图2-5所示。

2．有提前插入时间的固定节拍流水施工

所谓提前插入时间，是指相邻两个专业工作队在同一施工段上共同作业的时间。在工作面允许和资源有保证的前提下，专

业工作队提前插入施工，可以缩短流水施工工期。对于有提前插入时间的固定节拍流水施工，其流水施工工期T可按公式(2—5) 计算：

T= (m+n-1)t+∑G十∑Z-∑C (2—5)

式中符号如前所述。

例如，某分部工程流水施工计划如图2-6所示

二、成倍节拍流水施工

在通常情况下，组织固定节拍的流水施工是比较困难的。因为在任一施工段上，不同的施工过程，其复杂程度不同，影响

流水节拍的因素也各不相同，很难使得各个施工过程的流水节拍都彼此相等。但是，如果施工段划分得合适，保持同一施工过程各施工段的流水节拍相等是不难实现的。使某些施工过程的流水节拍成为其他施工过程流水节拍的倍数，即形成成倍节拍流水施工。成倍节拍流水施工包括一般的成倍节拍流水施工和加快的成倍节拍流水施工。为了缩短流水施工工期，一般均采用加快的成倍节拍流水施工方式。

(一)加快的成倍节拍流水施工的特点

加快的成倍节拍流水施工的特点如下：

①同一施工过程在其各个施工段上的流水节拍均相等；不同施工过程的流水节拍不等，但其值为倍数关系；

②相邻施工过程的流水步距相等，且等于流水节拍的最大公约数

(K)；

③专业工作队数大于施工过程数，即有的施工过程只成立一个专业工作队，而对于流水节拍大的施工过程，可按其倍数增加相应专业工作队数目；

④各个专业工作队在施工段上能够连续作业，施工段之间没有空闲时间。

(二)加快的成倍节拍流水施工工期加快的成倍节拍流水施工工期T可按公式(2—6)计算：

T= (m+n‘-1)t+∑G十∑Z-∑C (2—6) 式中n‘——专业工作队数目，其余符号如前所述。

例如，某分部工程流水施工计划如图2-7所示。

在该计划中，施工过程数目n=3；专业工作队数目n‘=6；施工段数目n=6；流水步距K=1；组织间歇Z=0；工艺间歇G=0； 提前插入时间C=0。因此，其流水施工工期为：

T= (m+n‘-1)t+∑G十∑Z-∑C=（6+6-1）*1+0+0-0=11天；

(三)成倍节拍流水施工示例

某建设工程由四幢大板结构楼房组成，每幢楼房为一个施工段，施工过程划分为基础工程、结构安装、室内装修和室外工

程4项，其一般的成倍节拍流水施工进度计划如图2—8所示。

由图2-8可知，如果按4个施工过程成立4个专业工作队组织流水施

工，其总工期为：To=(5+10+25)+4*5=60周

为加快施工进度，增加专业工作队，组织加快的成倍节拍流水施工：

(1)计算流水步距

流水步距等于流水节拍的最大公约数，即：K=min[5，10，10，5]=5

(2)确定专业工作队数目

每个施工过程成立的专业工作队数目可按公式(2—7)计算： bj=tj/K (2—7)

式中 bj——第j个施工过程的专业工作队数目；

tj——第／个施工过程的流水节拍；

K——流水步距。

在本例中，各施工过程的专业工作队数目分别为：

I——基础工程：bⅠ =5／5=1

Ⅱ——结构安装：bⅡ=10／5=2

Ⅲ——室内装修：bⅢ=10／5=2

Ⅳ——室外工程：bⅣ=5／5=1

于是，参与该工程流水施工的专业工作队总数n’为：

n’=(1+2+2+1)=6

(3)绘制加快的成倍节拍流水施工进度计划图

在加快的成倍节拍流水施工进度计划图中，除表明施工过程的编号或名称外，还应表明专业工作队的编号。在表明各施工

段的编号时，一定要注意有多个专业工作队的施工过程。各专业工作队连续作业的施工段编号不应该是连续的，否则，无法组

织合理的流水施工。

根据图2-8所示进度计划编制的加快的成倍节拍流水施工进度计划如图2-9所示。

(4)确定流水施工工期

由图2-9可知，本计划中没有组织间歇、工艺间歇及提前插入，故根据公式(2—6)算得流水施工工期为：

T=(m+n’-1)K=(4+6-1)*5=45(周)

与一般的成倍节拍流水施工进度计划比较，该工程组织加快的成倍节拍流水施工使得总工期缩短了15周。

第三节 非节奏流水施工

在组织流水施工时，经常由于工程结构形式、施工条件不同等原因，使得各施工过程在各施工段上的工程量有较大差异，或因专业工作队的生产效率相差较大，导致各施工过程的流水节拍随施工段的不同而不同，且不同施工过程之间的流水节拍又有很大差异。这时，流水节拍虽无任何规律，但仍可利用流水施工原理组织流水施工，使各专业工作队在满足连续施工的条件下，实现最大搭接。这种非节奏流水施工方式是建设工程流水施工的普遍方式。

一、非节奏流水施工的特点

非节奏流水施工具有以下特点：

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；

④各专业工作队能够在施工段上连续作业，但有的施工段之间可能有空闲时间。

二、流水步距的确定

在非节奏流水施工中，通常采用累加数列错位相减取大差法计算流水步距。由于这种方法是由潘特考夫斯基(译音)首先提

出的，故又称为潘特考夫斯基法。这种方法简捷、准确，便于掌握。 累加数列错位相减取大差法的基本步骤如下：

(1)对每一个施工过程在各施工段上的流水节拍依次累加，求得各施工过程流水节拍的累加数列；

(2)将相邻施工过程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，即为这两个相邻施工过程的流水步距。

[例] 某工程由3个施工过程组成，分为4个施工段进行流水施工，其流水节拍(天)见表2—1，试确定流水步距。

(3)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：Kl，2=max[2，2，2，-1，-11]=2天

施工过程Ⅱ与Ⅲ之间的流水步距：K2,3=max[3，2，2，2，—11]=3天

三、流水施工工期的确定

流水施工工期可按公式(2—8)计算：

T=∑K十∑tn十∑Z+∑G一∑C (2—8)

式中 T——流水施工工期；

∑K——各施工过程(或专业工作队)之间流水步距之和；

∑tn—最后一个施工过程(或专业工作队)在各施工段流水节拍之和； ∑Z——组织间歇时间之和；

∑G——工艺间歇时间之和；

∑C——提前插入时间之和。

[例] 某工厂需要修建4台设备的基础工程，施工过程包括基础开挖、基础处理和浇筑混凝土。因设备型号与基础条件等不同，使得4台设备(施工段)的各施工过程有着不同的流水节拍(单位：周)，见表2-2

[解] 从流水节拍的特点可以看出，本工程应按非节奏流水施工方式组织施工。

(1)确定施工流向由设备A一B一C—D，施工段数m=4。

(2)确定施工过程数，n=3,包括基础开挖、基础处理和浇筑混凝土。

(3)采用“累加数列错位相减取大差法”求流水步距：

(4)计算流水施工工期：T=∑K+∑tn=(2+6)+(2+3+2+3)=18周

(5)绘制非节奏流水施工进度计划，如图2—10所示。

第一节 基 本 概 念

一、网络图和工作

网络图是由箭线和节点组成，用来表示工作流程的有向、有序网状图形。一个网络图表示一项计划任务。网络图中的工作是计划任务按需要粗细程度划分而成的、消耗时间或同时也消耗资源的一个子项目或子任务。工作可以是单位工程；也可以是分部工程、分项工程；一个施工过程也可以作为一项工作。在一般情况下，完成一项工作既需要消耗时间，也需要消耗劳动力、原材料、施工机具等资源。但也有一些工作只消耗时间而不消耗资源，如混凝土浇筑后的养护过程和墙面抹灰后的干燥过程等。网络图有双代号网络图和单代号网络图两种。双代号网络图又称箭线式网络图，它是以箭线及其两端节点的编号表示工作；同时，节点表示工作的开始或结束以及工作之间的连接状态。单代号网络图又称节点式网络图，它是以节点及其编号表示工作，箭线表示工作之间的逻辑关系。网络图中工作的表示方法如图3—1和图3—2所示。

网络图中的节点都必须有编号，其编号严禁重复，并应使每一条箭线上箭尾节点编号小于箭头节点编号。在双代号网络图中，一项工作必须有惟一的一条箭线和相应的一对不重复出现的箭尾、箭头节点

编号。因此，一项工作的名称可以用其箭尾和箭头节点编号来表示。而在单代号网络图中，一项工作必须有惟一的一个节点及相应的一个代号，该工作的名称可以用其节点编号来表示。

在双代号网络图中，有时存在虚箭线，虚箭线不代表实际工作，我们称之为虚工作。虚工作既不消耗时间，也不消耗资源。虚工作主要用来表示相邻两项工作之间的逻辑关系。但有时为了避免两项同时开始、同时进行的工作具有相同的开始节点和完成节点，也需要用虚工作加以区分。

在单代号网络图中，虚拟工作只能出现在网络图的起点节点或终点节点处。

二、工艺关系和组织关系

工艺关系和组织关系是工作之间先后顺序关系——逻辑关系的组成部分。

(一)工艺关系

生产性工作之间由工艺过程决定的、非生产性工作之间由工作程序决定的先后顺序关系称为工艺关系。如图3—3所示，支模1一扎筋1一混凝土1为工艺关系。

(二)组织关系

工作之间由于组织安排需要或资源(劳动力、原材料、施工机具等)调配需要而规定的先后顺序关系称为组织关系。如图3—3所示，支模1—支模2；扎筋1—扎筋2等为组织关系。

三、双代号网络图的逻辑关系

逻辑关系是工作之间相互制约或依赖的关系；在工程施工网络计划的网络图中，逻辑关系是根据施工工艺关系和组织关系确定的。逻辑关系是否正确，是网络图是否反映工程实际的关键，因此逻辑关系的处理就成为网络图绘制的关键。为了确定并绘制正确的逻辑关系图，我们可就某一项具体工作而言，首先要弄清该工作必须在哪些工作之前进行?该工作必须在哪些工作之后进行?该工作可与哪些工作平行进行?为了说明这些关系，我们引人下面的几个术语概念。

现考查下图中工作D，将该工作称作“本工作”，紧排在本工作之前的工作B和C称作“紧前工作”，紧排在本工作之后的工作H和G称作“紧后工作”，与本工作同时进行的工作E称作“平行工作”。自起点节点至本工作之前各条线路段上的所有工作统称为“先行工作”；本工作之后至终点节点各条线路段上的所有工作统称为“后续工作”。

由上述逻辑关系术语的概念可看出，它们是有针对性的。一项工作的称谓与所要考查的对象有关，因此具有相对性，如当考查工作H时，H则为本工作，这时，工作D、E为紧前工作，工作J为紧后工作。工作间的逻辑关系是正确绘制网络图的基础。

四、线路、关键线路和关键工作

(一)线路

网络图中从起点节点开始，沿箭头方向顺序通过一系列箭线与节点，最后到达终点节点的通路称为线路。线路既可依次用该线路上的节点编号来表示，也可依次用该线路上的工作名称来表示。如图3—3所示，该网络图中有三条线路，这三条线路既可表示为：①一②一③一⑤一⑥、①一②一③一④一⑤一⑥和①一②一④一⑤一⑥，也可表示为：支模1一扎筋1—混凝土1一混凝土2、支模1一扎筋1一扎筋2一混凝土2和支模1一支模2一扎筋2一混凝土2。

(二)关键线路和关键工作

在关键线路法(CPM)中，线路上所有工作的持续时间总和称为该线路的总持续时间。总持续时间最长的线路称为关键线路，关键线路的长度就是网络计划的总工期。如图3—3所示，线路①一②一④一⑤一⑥或支模1一支模2一扎筋2一混凝土2为关键线路。

在网络计划中，关键线路可能不止一条。而且在网络计划执行过程中，关键线路还会发生转移。

关键线路上的工作称为关键工作。在网络计划的实施过程中，关键工作的实际进度提前或拖后，均会对总工期产生影响。因此，关键工作的实际进度是建设工程进度控制工作中的重点。

第二节 网络图的绘制

一、双代号网络图的绘制

(一)绘图规则

在绘制双代号网络图时，一般应遵循以下基本规则：

(1)网络图必须按照已定的逻辑关系绘制。由于网络图是有向、有序网状图形，所以其必须严格按照工作之间的逻辑关系绘制，这同时也是为保证工程质量和资源优化配置及合理使用所必需的。例如，已知工作之间的逻辑关系如表3—1所示，若绘出网络图3—4(a)则是错误的，因为工作A不是工作D的紧前工作。此时，可用虚箭线将工作A和工作D的联系 断开，如图3—4(b)所示。

(2)网络图中严禁出现从一个节点出发，顺箭头方向又回到原出发点的循环回路。如果出现循环回路，会造成逻辑关系混乱，使工作无法按顺序进行。当然，此时节点编号也发生错误。

(3)网络图中的箭线(包括虚箭线，以下同)应保持自左向右的方向，不应出现箭头指向左方的水平箭线和箭头偏向左方的斜向箭线。若遵循该规则绘制网络图，就不会出现循环回路。

(4)网络图中严禁出现双向箭头和无箭头的连线。因为工作进行的方向不明确，因而不能达到网络图有向的要求。

(5)网络图中严禁出现没有箭尾节点的箭线和没有箭头节点的箭线。图3—7即为错误的画法。

(6)严禁在箭线上引入或引出箭线，图3—8即为错误的画法。

但当网络图的起点节点有多条箭线引出(外向箭线)或终点节点

有多条箭线引入(内向箭线)时，为使图形简洁，可用母线法绘图。即：将多条箭线经一条共用的垂直线段从起点节点引出，或将多条箭线经一条共用的垂直线段引入终点节点，如图3—9所示。对于特殊线型的箭线，如粗箭线、双箭线、虚箭线、彩色箭线等，可在从母线上引出的支线上标出。

(7)应尽量避免网络图中工作箭线的交叉。当交叉不可避免时，可以采用过桥法或指向法处理，如图3—10所示。

(8)网络图中应只有一个起点节点和一个终点节点(任务中部分工作需要分期完成的网络计划除外)。除网络图的起点节点和终点节点外，不允许出现没有外向箭线的节点和没有内向箭线的节点。

(二)绘图方法

当已知每一项工作的紧前工作时，可按下述步骤绘制双代号网络图：

1．绘制没有紧前工作的工作箭线，使它们具有相同的开始节点，以保证网络图只有一个起点节点。

2．依次绘制其他工作箭线。这些工作箭线的绘制条件是其所有紧前工作箭线都已经绘制出来。在绘制这些工作箭线时，应按下列原则进行：

(1)当所要绘制的工作只有一项紧前工作时，则将该工作箭线直接画在其紧前工作箭线之后即可。

(2)当所要绘制的工作有多项紧前工作时，应按以下四种情况分别予以考虑：

①对于所要绘制的工作(本工作)而言，如果在其紧前工作之中存在一项只作为本工作紧前工作的工作(即在紧前工作栏目中，该紧前工作只出现一次)，则应将本工作箭线直接画在该紧前工作箭线之后，然后用虚箭线将其他紧前工作箭线的箭头节点与本工作箭线的箭尾节点分别相连，以表达它们之间的逻辑关系。

②对于所要绘制的工作(本工作)而言，如果在其紧前工作之中存在多项只作为本工作紧前工作的工作，应先将这些紧前工作箭线的箭头节点合并，再从合并后的节点开始，画出本工作箭线，最后用虚箭线将其他紧前工作箭线的箭头节点与本工作箭线的箭尾节点分别相连，以表达它们之间的逻辑关系。

③对于所要绘制的工作(本工作)而言，如果不存在情况①和情况②时，应判断本工作的所有紧前工作是否都同时作为其他工作的紧前工作(即在紧前工作栏目中，这几项紧前工作是否均同时出现若干次)。如果上述条件成立，应先将这些紧前工作箭线的箭头节点合并后，再从合并后的节点开始画出本工作箭线。

④对于所要绘制的工作(本工作)而言，如果既不存在情况①和情况②，也不存在情况③时，则应将本工作箭线单独画在其紧前工作箭线之后的中部，然后用虚箭线将其各紧前工作箭线的箭头节点与本工作箭线的箭尾节点分别相连，以表达它们之间的逻辑关系。

3．当各项工作箭线都绘制出来之后，应合并那些没有紧后工

作之工作箭线的箭头节点，以保证网络图只有一个终点节点(多目标网络计划除外)。

4．当确认所绘制的网络图正确后，即可进行节点编号。网络图的节点编号在满足前述要求的前提下，既可采用连续的编号方法，也可采用不连续的编号方法，如1、3、5、„„或5、10、15、„„等，以避免以后增加工作时而改动整个网络图的节点编号。

以上所述是已知每一项工作的紧前工作时的绘图方法，当已知每一项工作的紧后工作时，也可按类似的方法进行网络图的绘制，只是其绘图顺序由前述的从左向右改为从右向左。

(三)绘图示例

现举例说明前述双代号网络图的绘制方法。

[例3-1] 已知各工作之间的逻辑关系如表3-2所示，则可按下述步骤绘制其双代号网络图。

1．绘制工作箭线A和工作箭线B，如图3—13(a)所示。

2．按前述原则(2)中的情况①绘制工作箭线C，如图3—13(b)所示。

3．按前述原则(1)绘制工作箭线D后，将工作箭线C和D的箭头节点合并，以保证网络图只有一个终点节点。当确认给定的逻辑关系表达正确后，再进行节点编号。表3—2给定逻辑关系所对应的双代号网络图如图3—13(c)所示。

[例3-2] 已知各工作之间的逻辑关系如表3-3所示，则可按下述步骤绘制其双代号网络图。

工作逻辑关系表 表3-3

1．绘制工作箭线A、工作箭线B和工作箭线C，如图3—14(a)所示。

2．按前述原则(2)中的情况③绘制工作箭线D，如图3—14(b)所示。

3．按前述原则(2)中的情况①绘制工作箭线E，如图3—14(c)所示。

4．按前述原则(2)中的情况②绘制工作箭线G。当确认给定的逻辑关系表达正确后，再进行节点编号。表3-3给定逻辑关系所对应的双代号网络图如图3—14(d)所示

[例3-3] 已知各工作之间的逻辑关系如表3-4所示，则可按下述步骤绘制其双代号网络图。

工作逻辑关系表 表3-4

1．绘制工作箭线A和工作箭线B，如图3—15(a)所示。

2．按前述原则(1)分别绘制工作箭线C和工作箭线E，如图3—15(b)所示。

3．按前述原则(2)中的情况④绘制工作箭线D，并将工作箭线C、工作箭线D和工作箭线正的箭头节点合并，以保证网络图的终点节点

只有一个。当确认给定的逻辑关系表达正确后，再进行节点编号。表3—4给定逻辑关系所对应的双代号网络图如图3—15(c)所示。

[例3—4] 已知各工作之间的逻辑关系如表3—5所示，则可按下述步骤绘制其双代号网络图。

工作逻辑关系表 表3—5

1、绘制工作箭线A、箭线B、箭线C、箭线D、如图3-16（a）所示。

2、按前原则（2）中的情况①绘制工作箭线E，如图3-16（b）所示。

3、按前述原则（2）中的情况②绘制工作箭线H，如图3-16（c）所示。

4、按前述原则（2）中的情况④绘制工作箭线G，并将工作箭线E、工作箭线G和工作箭线H的箭头节点合并，以保证网络的终点节点中有一个。当确认给定的逻辑关系表达正确后，再进行节点编号。表3-5给定逻辑关系所对应的双代号网络图如图3-16（d）所示。 二，单代号网络图的绘制

(一)绘图规则

单代号网络图的绘图规则与双代号网络图的绘图规则基本相同，主要区别在于：

当网络图中有多项开始工作时，应增设一项虚拟的工作(S)，作

为该网络图的起点节点；当网络图中有多项结束工作时，应增设一项虚拟的工作(F)，作为该网络图的终点节点。

如图3-17所示，其中S和F为虚拟工作。

(二)绘图示例

绘制单代号网络图比绘制双代号网络图容易得多，这里仅举一例说明单代号网络图的绘制方法。

[例3-5] 已知各工作之间的逻辑关系如表3-6所示，绘制单代号网络图的过程如图3-18所示。

工作逻辑关系

表 表3-6