工学第二章施工过程组织原理

第二章第二章 施工过程组织原理施工过程组织原理第一节第一节 施工过程的组织原则施工过程的组织原则施工过程施工过程：就是生产建筑产品的过程就是生产建筑产品的过程,是劳动者利是劳动者利用劳动工具作用于劳动对象的过程。施工过程用劳动工具作用于劳动对象的过程。施工过程是是劳动过程和自然过程劳动过程和自然过程的全部生产活动的结合的全部生产活动的结合总和。总和。劳动过程劳动过程:人、材料、机械投入；人、材料、机械投入；自然过程自然过程:自然规则，如混凝土硬化过程。自然规则，如混凝土硬化过程。施工过程划分：施工过程划分：施工准备过程：是指产品在投入生产前所进行的全部生产施工准备过程：是指产品在投入生产前所进行的全部生产 技术准备工作；技术准备工作；基本施工过程：是指直接为完成产品而进行的生产活动；基本施工过程：是指直接为完成产品而进行的生产活动；辅助施工过程：是指为保证基本施工过程的正常进行所辅助施工过程：是指为保证基本施工过程的正常进行所 必需的各种辅助生产活动；必需的各种辅助生产活动；施工服务过程：是指为基本施工和辅助施工服务的各种服施工服务过程：是指为基本施工和辅助施工服务的各种服 务过程。务过程。一 公路施工过程组成1.动作与操作2.工序工序质量控制、质量控制、计量与计价基本项目计量与计价基本项目3.操作过程（施工段）4.综合过程示例：n综合过程 n操作过程 路基 路面 桥涵 n工序 路槽 路肩 垫层 基层 面层 n 操作 清理 铺料 碾压 养护n n 动作 整形 碾压 找补二 组织原则n施工过程的连续性n施工过程的协调性n施工过程的均衡性n施工过程的经济性第二节第二节 施工过程的时间组织施工过程的时间组织q 时间组织时间组织：主要解决工程项目的施工作业方式，以及施工作业单位的排序和衔接问题。q 空间组织空间组织:主要研究和解决加工厂内部或施工现场各施工作业单位的设置、分布、以及原材料、半成品、构件等的运输路线问题。q 资源组织资源组织:一 时间排序问题1 简单排序法（1）二道工序，多项任务施工顺序：l采用约翰逊约翰逊贝尔曼贝尔曼法则，在tiA 和tiB 中挑出其最小值，先行工序排在最前施工，后续工序排在最后施工。l挑出一个任务后，任务数减少一个，但仍可以列出上述关系。只是任务数变为m-1个，排序方法按此顺序进行，最后可得到最佳施工顺序。例：n五座小桥基础工程，工序工作时间如下表：任务工序挖基砌基1号452号413号844号685号23 解：n 表中2#任务t2B=1为最小，是后续工序，2#任务放在最后施工。n表中5#任务t5A=2为最小，是先行工序，5#任务放在最前施工。n表中1#任务t1A=4为最小，是先行工序，1#任务放在第二施工。n表中3#任务t3B=4为最小，是后续工序，3#任务放在第四施工。n4#任务放在第三施工。n因此五座小桥的施工顺序为：5#1#4#3#2#绘制施工进度图，确定总工期。n按5#1#4#3#2#顺序绘制。进度工序挖基砌基础25#41#5#681#104#1214163#184#20223#242#262#按15的自然顺序绘制：工序进度246810121416182022242628303234挖基1#2#3#4#5#砌基础1#2#3#4#5#（2）三道工序，多项任务的施工顺序：n条件（1）：第一道工序最小的施工周期t（iA）min大于或等于第二道工序的最大施工周期t（iB）max 即t（iA）mint（iB）max。n条件（2）：第三道工序最小的施工周期t（iC）min大于或等于第二道工序的最大施工周期t（iB）max 即t（iC）mint（iB）max。n符合上述条件之一的工程项目，可按下法计算。下面以一工程项目为例，介绍三道工序，多项任务的施工顺序排序方法。例n现有一工程项目，包括5个施工任务，每个任务有3道工序，每道工序的工作时间如下表所示，确定项目的最优施工顺序顺序及总工期。任务工序ABCA+BB+C1#4559102#226483#83811124#103913125#547911解：n1 首先验证是否符合条件（1）或条件（2）n tiAm in=t2A=2 tiBm a x=t1B=5 tiAm in=t2A=2 tiAm a n=t1B=5 条件（1）不成立。n tiCm in=t1C=5=tiBm a x=t1B=5 条件（2）成立。n2 工序合并：n 将第一道工序和第二道工序上各项任务的施工周期依次加在一起。n 将第三道工序和第二道工序上各项任务的施工周期依次加在一起。n 将第、步得到的周期序列看作两道工序的施工周期。n 按两道工序多项任务的计算方法求出最优施工顺序。n3 运用约翰逊贝尔曼法则，进行最优排序：n 在ti（A+B）和ti（B+C）中找出最小值，先行工序排在最前，后续工序排在最后施工。nt2（A+B）=4=ti（A+B）min 先行工序，2#任务第一施工。n t1（A+B）=t5（A+B）=9=tmin 都为先行工序，查其后续工序t1（B+C）=10，t5（B+C）=11，t1（B+C）=10t5（B+C）=11，1#任务排在5#任务后面，5#任务第二,1#任务第三。n t3（A+B）=11=tmin 为先行工序，3#任务第四施工，4#任务第五施工。n最优施工顺序为：2#5#1#3#4#绘制施工进度图，确定总工期。n注意：第二道工序要在第一道工序完的基础上才能开始；第三道工序要在第二道工序完的基础上才能开始。工序进度24681012141618202224262830323436384042A2#5#1#3#4#B2#5#1#3#4#C2#5#1#3#4#按1-5顺序，绘制施工进度图，确定总工期 工序369121518212427303336394245A1#2#3#4#5#B1#2#3#4#5#C1#2#3#4#5#确定下表的最优施工顺序及最短工期。工序1#2#3#4#5#A102694B43245C85967解工序1#2#3#4#5#A102694B43245C85967A+B1458139B+C128111012顺序：顺序：2#3#5#1#4#2 n（n3）道工序，多项任务的施工顺序n 分界排序法nn3时，按施工的客观规律，采用将前后关联工序的施工周期按一定方式合并的方法，分别应用约翰逊贝尔曼法则，求出“合并工序”相应的周期，最后再按选取最小值的方法求得施工顺序的最优安排。四道工序多施工段的最优排序方法n1 工序合并条件：q三相邻工序的工作时间应满足前后工序中任何一工序的最小工作时间应大于或等于中间工序的最大工作时间。qtAmintBmax tCmintBmax 或 tBmintCmax tDmintCmax q若出现tCmintBmax 则合并为a+b与b+c+d两道工序。q若出现tDmintCmax 则合并为a+b+c与c+d两道工序。n2合并为两道工序后，运用约翰逊贝尔曼法则进行最优排序。约贝法则的应用注意事项q工序划分的相对性q约一贝法则使用的局限性q约一贝法则与流水作业。二 工程项目施工作业方式 n顺序作业：工期长，不连续（窝工）n平行作业：工期短，资源集中n流水作业：专业化施工，加快施工进度，提高工程质量；工期不太长，资源供应比较方便；提高劳动生产率，降低成本，提供经济效益；具有鲜明的连续性、均衡性、节奏性和经济性。1 顺序作业：n按工艺流程和施工程序，按先后顺序进行施工操作。P26图。q组织：只组织一个施工队，该队完成所有施工段上的所有工序。q特点：顺序作业总工期长，劳动力需要量少，周期起伏不定。材料供应、作业班组的作业是间歇的。在工种和技工的使用上形成极大的不合理。2 平行作业：n划分几个施工段，同时按程序施工。P26图。q组织：划分几个施工段，就组织几个施工队，各施工队需完成相应施工段上的所有工序。q特点：总工期短，劳动力需要量增加、设备、机具供应不易实现，出现人力高峰，易造成窝工，增加生活福利设施的支出，材料供应集中而间歇。3 流水作业：n将不同工程对象的同一施工工序交给专业施工队执行，各施工队在统一计划安排下，依次在各个作业面上完成指定操作，前一操作完成后，转移至另一作业面，执行同样的操作，后一操作由其它专业队执行。n组织：划分几道工序，就组织几个专业施工队，各施工队在施工中只完成相同的操作，一个施工段的任务是由多个施工队共同协作完成。特点：q（1）工期适中。q（2）劳动力得到合理的利用，避免了短期内的高峰现象。q（3）当各专业队都进入流水作业后，机具和材料的供应与使用都稳定而均衡。q（4）流水作业法是组织专业队施工，工程质量有保证。组织施工的三种方式特点比较组织施工的三种方式特点比较比较内容比较内容顺序顺序施工施工平行施工平行施工流水施工流水施工工作面利用情况工作面利用情况不能充分利用工作不能充分利用工作面面最充分地利用了工最充分地利用了工作面作面合理、充分地利用合理、充分地利用了工作面了工作面工期工期最长最长最短最短适中适中窝工情况窝工情况按施工段依次施工按施工段依次施工有窝工现象有窝工现象若不进行协调，则若不进行协调，则有窝工有窝工主导施工过程班组主导施工过程班组不会有窝工现象不会有窝工现象专业班组专业班组实行，但要消除窝实行，但要消除窝工，则不能实行工，则不能实行实行实行实行实行资源投入情况资源投入情况日资源用量少，品日资源用量少，品种单一，但不均匀种单一，但不均匀日资源用量大，品日资源用量大，品种单一，且不均匀种单一，且不均匀日资源用量适中，日资源用量适中，且比较均匀且比较均匀对劳动生产率和工对劳动生产率和工程质量的影响程质量的影响不利不利不利不利有利有利三种方式特点比较三种方式特点比较三 综合作业方式 n平行流水作业：在平行的基础上，再流水。如一个项目划分几个施工段，每个施工段同时开工，而每工序流水作业。n顺序平行作业：以增加施工力量，来缩短工期，缺点突出，适用于突击作业。n立体交叉流水作业：在平行流水的基础上，采用上、下、左、右全面施工的方法。它可充分利用工作面，有效地缩短工期。一般适用于工序繁多、工程集中的大型构造物。例如立交工程。第三节 流水施工原理 组织形式：n流水段法：涵洞、桥墩（集中性工程，各段施工过程相同）n流水线法：路基、路面工程（线性工程）n分别流水法：公路综合工程（按逻辑关系搭接）一 流水施工特点流水施工组织步骤 1.按生产对象划分劳动量大致相等的工作段（定m）2.根据施工进程划分工序（定n）3.建立专业班组，由一个施工段转入下一施工段施工4.计算确定时间参数（m，n，t，B）5.要求主导施工过程连续、均衡地施工，相邻施工段及相邻工序紧密衔接二 流水作业主要参数 1 工艺参数工艺参数 在组织流水施工时，用以表达流水施工在施工工艺上开展顺序及特征的参数称工艺参数。具体说工艺参数是指在组织流水施工时，将拟建工程项目的整个建造过程分解为施工过程的种类、性质和数目的总称。包括：l工序数l流水强度工艺参数n工序数n（施工过程数）把一个综合的施工过程划分为若干具有独立工艺特点的个别施工过程，其数量n为施工过程数。即工序数n。施工过程应根据构造物的特点和施工方法划分，不宜少，也不宜多。n流水强度V（流水能力、流水速度）每一施工过程在单位时间内完成的工程量，称流水强度。（1）机械施工工程的流水强度：v=RiCiR：机械台数 C：机械台班产量 X：机械种类例：某铲运机铲运土方工程，推土机1台，C=1562.5m3/台班,铲运机3台,C=223.2m3/台班。解：v=11562.5+3223.2=2232.1m3/台班（2）手工操作流水强度：v=RcR：施工人数 C：每人工日产量。人工开挖土阶工程：C=22.2m3/工日 R=5人 v=522.2=111m3 2 时间参数时间参数 在组织流水施工时，用以表达流水施工在时间排序上的参数，称为时间参数。包括：n流水节拍ti：n流水步距Bijn工艺间歇时间：养生、检测、油漆待干n组织间歇时间：人员机械有限、材料供应、验收n流水展开期t0：从第一个专业队开始作业起，至最后一个专业队开始作业止的时间间隔。流水节拍tin1 流水节拍ti:某个施工过程,在某个施工段上的持续时间。n确定方法：1）定额计算法。2）经验估算法。3）工期计算法。ti=Q i/CR=Pi/R nQ i:工程量。C：日产量。R：人、机械数量。P：工作日数。n例：人工挖运土方工程Q=24500m3 C=24.5m3/工日 R=20人求：t=？若R=50人则t=？n解：P=24500/24.5=1000工日nR=20人t=1000/20=50天nR=50人t=1000/50=20天流水步距Bij：定义：两个相邻的施工队先后进入第一施工段进行流水施工的时间间隔。确定流水步距的目的：保证作业组在不同施工段上连续作业，不出现窝工现象。确定流水步距的要求：(1)保证施工工艺的先后顺序：垫层、基层、面层。(2)保持施工的连续性。(3)施工过程最好的搭接，工作面不拥挤。(4)满足工艺、组织、质量的要求。流水展开期：从第一个专业队开始作业起，至最后一个专业队开始作业止的时间间隔。101nijitB3 空间参数 在组织流水施工时，用以表达流水施工在空间布置上所处状态的参数，称为空间参数，包括：n工作面：指能容纳的劳动力和机械的大小n施工段：各段劳动量、工程量基本相等3空间参数：n作业面A：安置工人操作和布置机械地段的大小。依施工过程、技术要求等n施工段数m：定义：把施工对象划分为劳动量大致相同的 划分施工段的目的：保证不同工种能在不同作业面上同时工作，为流水作业创造条件。只有划分了施工段才能开展流水作业。考虑的因素：结构界限、劳动量大致相同、足够的施工作业面、考虑施工机械、人员、材料、安全等因素。施工段的数目要满足合理流水施工组织的要求，即m=n；三 流水施工的类型及总工期 流水施工组织方法：n有节拍流水：流水节拍ti=C 包括：全等节拍流水 成倍节拍流水 分别流水n无节拍流水1 全等节拍流水：n指各施工过程的流水节拍ti与相邻施工过程之间的流水步距Bij 完全相等的流水作业。n特点：ti=Bij=C。n工期：T（n-1）Bij+m ti（m+n-1）tin例：某施工项目有三个施工段，每个施工段有5道工序，每道工序的流水节拍ti=2天，Bij=2天。确定施工组织的方法，绘制施工进度图，计算总工期。例：n总工期T=t0+tn=（n-1）Bij+m ti=（m+n-1）ti n T=（3+5-1）2=14天。进度工序ABCDE21#42#1#63#2#1#83#2#1#103#2#1#123#2#143#流水开展期t0=（n-1）Bij 最后专业队作业时间 te=m ti 2 成倍节拍流水 施工过程的流水节拍彼此不等，但互成倍数关系。总工期的计算步骤：（1）求各流水节拍的最大公约数K，相当于各施工过程共同遵守的“公共流水步距”，仍称流水步距。（2）求各施工过程的施工队伍数目bi。每个施工过程流水节拍ti是K的几倍，就组织几个专业队 bi=ti/K。（3）将专业队数综合bi 看成施工过程数n，K看成流水步距，按全等节拍流水法组织施工。（4）总工期：T=（m+n-1）ti=（m+bi 1）K 例有6座类型相同的涵洞，每座涵洞包括四道工序。每个专业队由4人组成工作时间为：挖槽：2天，砌基：4天，安管：6天，洞口：2天，求：总工期T，绘制施工进度图。解：（1）由t1=2 t2=4 t3=2 t4=4，得K=2天。（2）求bi：b1=1 b2=2 b3=3 b4=1，bi=1+2+3+1=7（3）按7 个专业队，流水步距为2 组织施工。（4）总工期T=t0+te=（m+bi 1）K=（6+7-1）2=24天。（5）绘制施工进度图。绘制施工进度图。(水平）工序施工队 进 度24681012141618202224挖槽1队1#2#3#4#5#6#砌基1队1#3#5#2队2#4#6#安管1队1#4#2队2#5#3队3#6#洞口1队1#2#3#4#5#6#绘制施工进度图。(垂直）施工段 进 度24681012141618202224六五四槽基口三挖砌安管洞二一3 分别流水：（1）定义：指各施工过程的流水节拍各自保持不变。（ti=c），但不存在最大公约数，流水步距Bij 也是一个变数的流水作业。（2）要求：避免各施工过程之间发生矛盾；减少作业面间歇，安排紧凑，缩短工期。（3）流水步距Bij：（4）总工期计算：T=t0+tn B+tn 流水步距Bi（1）当后一施工过程的作业持续时间 mti+1 等于或大于前一施工过程的作业持续时间mti 时：一般依施工过程所要求的时间间隔确定，Bi,i+1=ti。（2）当后一施工过程的作业持续时间tn+1 小于前一施工过程的作业持续时间tn 时,Bn+1=m(tn-tn+1)+ti+1 例n有结构尺寸相同的涵洞5座,每个涵洞四道工序,各涵每道工序的工作时间为t1=3d,t2=2d,t3=4d,t4=5d,求总工期,绘制水平进度图.n解：T1=53=15 T2=52=10 T3=54=20 T4=55=25 nT2=10T1=15,B12=15-10+2=7nT3=20T2=10 取B23=2天 nT4=25T3=20 取B34=4天 nt0=B12+B23+B34=7+2+4=13nT=t0+te=13+25=38天绘制进度图工序 进 度2468101214161820222426283032343638挖槽1#2#3#4#5#砌基B12=7 1#2#3#4#5#安管B23=21#2#3#4#5#洞口B34=41#2#3#4#5#4无节拍流水：（1）定义：同类工序的流水节拍在各施工段）定义：同类工序的流水节拍在各施工段上不相同，不同类工序的流水节拍也不相同的上不相同，不同类工序的流水节拍也不相同的流水作业。流水作业。（2）最小流水步距：）最小流水步距：确定最小流水步距的目的：保证各作业组在确定最小流水步距的目的：保证各作业组在不同作业面上能连续施工，不出现窝工。不同作业面上能连续施工，不出现窝工。（3）确定方法：累加数列错位相减取大差。确定方法：累加数列错位相减取大差。所取大差为最小流水步距。所取大差为最小流水步距。例 现有一钢筋混凝土结构物，分为、四个施工段，每个施工段又分为立模、扎筋、浇混凝土三道工序、各工序工作时间如下表。确定最小流水步距，求总工期，绘制其施工进度图。施工段工序ABC232343423352解：（1）计算B12（2）计算B23：（3）计算总工期T：T=t0+te=B12+B23+te =3+6+（2+3+3+2）=19（4）绘制施工进度图：（1）计算B12将第一道工序的工作时间依次累加后得：2 5 9 12将第二道工序的工作时间依次累加后得：3 7 9 14 将上面两步得到的二行错位相减，取大差得B12 2 5 9 12 -）3 7 9 14 2 2 2 3 -14B12 =3（2）计算B23：将第二道工序的工作时间依次累加后得：3 7 9 14将第三道工序的工作时间依次累加后得：2 5 8 10 将上面两步得到的二行错位相减，取大差得B23 3 7 9 14-）2 5 8 103 5 4 6 -10B23 =6绘制施工进度图：工序 进 度2468101214161820ABB12 =3CB23 =6