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摘要：在建筑工程领域的流水施工原理研究和应用中，关于组织多施工层的异步距异节拍流水问题，目前还没有建立一个能广泛应用的分析模型，提出的工期计算表达式也没有考虑关键参数的作用，存在逻辑不严密和参数间冲突现象，难以被工程人员直接采用。为了简化异步距异节拍流水在分层时的流水工期计算，研究了关键参数对异步距异节拍流水分层施工模型的影响和在计算工期中的贡献，通过引入逆流水步距概念，提出了异步距异节拍流水在分层时的流水工期简明计算公式。
关键词：流水施工，施工层，流水工期，异步距异节拍，逆流水步距
中图号：TU721.2文献标识码：A
1概述
在建设工程领域中，随着现代施工组织与管理相应理论的快速发展，特别是其中的横道图能够直观形象地表达工程进度计划，且易于被理解和执行，因而推动了流水施工原理被广泛地应用于工程进度管理的全过程。与传统的施工组织方法相比，流水施工组织可以实现资源供应均衡和工期有效缩短以及专业化施工，并有效提高施工的综合生产效率。另一方面，在全球性能源与环境日益严峻的现实问题中，传统的粗放型施工组织是导致这一问题继续恶化的三大主因之一，因此，如何合理采用流水施工技术已成为绿色施工领域的热点。
在流水施工原理中，根据施工过程、施工段、流水节拍、流水步距等流水参数间的相关性，可以将流水施工的基本组织方式分为等步距流水（包括等步距等节拍流水与等步距异节拍流水）和异步距流水（包括异步距异节拍流水与无节奏流水）两大类，工程中可根据施工特点和流水参数模型选用某基本组织方式或组合方式。由于等步距流水参数模型考虑了较多的约束条件，其工程应用受到较大的限制，而异步距流水的参数模型能具体反应实际工程的施工特点，因而被广泛应用。
绝大多数建筑都存在层间关系，但对分层施工采用流水组织及其应用研究的成果并不多，以异步距异节拍流水的施工组织为研究对象则更少，要建立基于异步距异节拍流水组织分层施工的工期模型，需要对分层时异步距异节拍流水的组织条件、主要流水参数、计划工期的时间参数构成关系等方面进行深入的研究。目前工程界和学界针对间歇时间在计划工期中的构成性质、流水步距在分层时的求和以及施工队伍作业的总持续时间表达形式等提出了相应观点[1]~[3]，但难以被工程施工人员直接采用。本文针对异步距异节拍流水，拟首先识别流水施工组织的关键条件，确定关键参数并分析其流水特性，建立一种相对直观简洁的分层的工期模型。
2异步距异节拍流水的施工基本原理
2.1 基本概念
流水施工是工程管理中较为有效的科学组织方法之一。首先将拟建工程的全部建造过程，在工艺上分解为若干个施工过程，在平面上划分为若干个施工段，在竖向上划分为若干个施工层。然后按照施工过程组建专业工作队（或组），专业工作队完成第一施工段上施工任务后，依次地、连续地投入到第二、第三、……第m个施工段，完成相同的施工任务，并使相邻的两个专业工作队，在开工时间上最大限度地、合理地搭接起来。当第一施工层各施工段的相应施工过程全部完成之后，专业工作队又依次地、连续地投入到第二、第三、……第j个施工层，保证工程施工全过程在时间和空间上，有节奏、均衡、连续地进行下去，直到完成全部工程任务。这种组织施工的方法称为流水施工[4]。流水施工原理有几个主要的基本参数，其中根据各施工过程在各施工段上流水节拍的相互关系，可以划分为前文所述的四种基本流水组织方式，其中异步距异节拍流水即表现为任意施工过程之间的流水节拍不完全相等。
因此，对多层或高层建筑工程组织分层下的流水施工需要五个基本条件，即对工程对象从工艺角度划分施工过程，对每个施工过程安排独立的专业队伍，对工程对象从平面和空间上分别划分施工段和施工层，相邻施工过程尽可能平行搭接，主导施工过程必须连续作业。其中，第五个条件是组织分层时异步距异节拍流水的关键条件。按照异步距异节拍流水组织分层时的施工，还需要满足流水施工的根本性要求，即尽可能实现作业连续性和工作面连续利用，以及资源供应的均衡性和节奏性。
2.2 关鍵参数
在编制流水施工进度计划过程中，施工过程数（n）、施工段（m）、施工层（j）流水节拍（ti）、间歇（zi、zi,i+1）[5]均可以直接确定，而流水步距（Ki,i+1）则需要根据基本组织方式的特点通过其他参数间接确定，然后才能进行进度计划编制的关键环节，即依次确定每支施工队伍的入场时间。因此，无论分层与否，流水步距均是异步距异节拍流水施工组织中绘制进度计划并确定工期的关键参数。流水步距是指在组织流水施工时，相邻两支施工队伍先后入场的最小且合理的时间间隔（不包含间歇时间）[5]。
在组织流水施工时，流水步距的作用是保证施工队伍在层内作业连续的前提下，实现相邻施工过程最大限度的平行搭接。即施工队伍一旦进入某施工层，便开始连续作业。由于不同施工过程之间的流水节拍不完全相等，同一施工过程在不同施工段上的流水节拍也不完全相等，导致各相邻施工队伍之间的流水步距也不完全相等，其计算方法可根据潘特考夫斯基取大值法[5] [6]确定。根据潘特考夫斯基取大值法的基本原理，为保证施工队伍连续作业及工作面尽可能连续利用，异步距异节拍流水中流水步距的连续性表现有两种形式：当，且施工过程i的流水节拍分别为2、2、2、2，施工过程i+1的流水节拍分别为3、3、3、3，绘制横道图简例如图1所示；当，且施工过程i的流水节拍分别为3、3、3、3，施工过程i+1的流水节拍分别为2、2、2、2，绘制横道图简例如图2所示。
图1横道图图2横道图
从图1可知，除第一个施工段能实现两个相邻施工过程的连续施工，其他施工段均出现闲置。即施工过程i的第一施工段完成后，施工过程i+1的开始时间由此确定（如有间歇或搭接，在第一个施工段考虑）。
从图2可知，除最后施工段能实现两相邻施工过程的连续施工，其他施工段均存在闲置状态。即施工过程i的最后一个施工段完成后，可连续进行施工过程i+1的最后施工段，再根据作业连续性逆回得到该施工过程的开始时间。于是得到两个相邻施工队伍的入场时间间隔即流水步距（如有间歇或搭接，在最后施工段考虑）。
根据以上分析，还可以从退场的角度进一步的定义异步距异节拍流水施工的逆流水步距[7]，即指在组织异步距异节拍流水施工时，相邻两支施工队伍先后退场的最小且合理的时间间隔（不包含间歇时间）。
3异步距异节拍流水在分层时的施工组织案例
某5栋装配整体式框架结构的公租房项目，采用住宅工业化方式建造，其中柱预制、梁板采用半预制叠合形式，梁柱节点后浇，墙板采用轻质预制条板，每栋楼建筑面积相同，且楼层工程量完全相等，框架主体分部工程的各工序经综合考虑后，划分为预制梁柱吊装、预制楼板吊装、后浇混凝土三个施工过程，竖向上划分5个施工层（为简化考虑，本例以其中相邻两层为对象进行分析）。后浇砼在浇捣前有1天的组织间歇，第一层砼浇筑完毕后至少需1天的养护才可以上人进行上一层的梁柱吊装作业。流水节拍（单位：天）分别为预制梁柱吊装：3、3、3、3、4，预制楼板吊装：4、4、4、4、4，后浇混凝土：2、2、2、2、2。
分析：提取直接流水参数（m、n、j、tAi、tBi、tCi、Z1、Z12），确定间接流水参数（Ki,i+1）。
按照如下步骤绘制横道图，见图3所示。
Ⅰ.绘制第一层所有施工过程各施工段的横道图；
Ⅱ.由于预制楼板吊装为主导施工过程，必须连续，因此，首先绘制第二层中预制楼板吊装的所有施工段，再根据流水步距确定第二层预制梁柱吊装和后浇混凝土开始时间，最后根据层内的连续作业完成第二层预制梁柱吊装和后浇混凝土的全部施工段任务；
Ⅲ.检查完成的横道图可知，实际的层间工作面可利用时间满足工程的层间间歇要求。
图3施工进度横道图
4流水工期计算公式
根据流水工期的定义公式：
（1）
TN——最后一支施工队伍的作业总时间；
Z1——第一层层内所有间歇和搭接时间之和。
分析图3可得出如下结论：
只有主导施工过程的施工队伍在两层中实现完全连续作业；
由于第一层和第二层各施工过程的工程量完全相等，因此，第二层的横道图可看作是以主导施工过程在第一层的开始时间为基点整体复制偏移而形成，则流水步距也随之复制偏移；
流水步距求和可分解为两部分考虑。其一，第一层中第一支队伍至主导施工队伍的顺向求和（即流水步距的求和），其二，第二层中最后一支队伍逆回至主导施工队伍在结束时间上的反向求和（即逆流水步距的求和）。
注意到，因为是整体偏移，第二层逆流水步距求和的组成与第一层具有一致性。
因此，异步距异节拍流水施工的工期可表示为：
（2）
max——主导施工过程代号；
Tmax——主导施工过程的施工队伍作业总时间；
其他符号见上文。
5结论
本文从流水施工组织的原则性要求及连续和均衡特性角度出发，尝试从根本上解决异步距异节拍流水施工的组织过程，以演绎的方式提炼出流水工期的简明计算公式，将层间间歇消化在主导施工队伍作业的总持续时间里。并且，工期的计算公式還可以延用到无节奏流水当中。一定程度上，本文建立的基于异步距异节拍流水组织分层施工的进度计划模型和工期表达式可以解决现有理论上的一些匮乏或繁琐问题。工期计算公式的关键在于逆流水步距的定义，通过这一途径，建立了异步距流水与等步距流水的联系，有助于形成流水施工原理的整体性认识和理解。
［参考文献］
[1]鲁雷，崔秀琴.流水步距定义问题的分析[J]，焦作大学学报，2007，（1）：92-93.
[2]续宪宏，向健.关于流水步距和流水工期计算方法的讨论[J]，甘肃科技，2007，[23（6）]:155-156，66.
[3]何夕平.搭接与间歇对流水施工工期影响分析[J]，四川建筑科学研究，2004，[30（2）]:107-108.
[4]穆静波.多施工层无节奏流水的组织方法[J]，施工技术，2006，（12）：150-152.
[5]于立君，孙宝庆.建筑工程施工组织[M]，北京：高等教育出版社，2005.
[6]危道军.建筑施工组织[M]，北京：中国建筑工业出版社，2008.
[7]Wu Tao,Jiang Qing,Jiang Yaqiong. Construction Management Plan for Multiple Construction Layers of Flow Precess with Asynchronous Rhythms(A).ICEE (C). New York:IEEE Catalog,2011:6829-6832.
关键词：流水施工，施工层，流水工期，异步距异节拍，逆流水步距
中图号：TU721.2文献标识码：A
1概述
在建设工程领域中，随着现代施工组织与管理相应理论的快速发展，特别是其中的横道图能够直观形象地表达工程进度计划，且易于被理解和执行，因而推动了流水施工原理被广泛地应用于工程进度管理的全过程。与传统的施工组织方法相比，流水施工组织可以实现资源供应均衡和工期有效缩短以及专业化施工，并有效提高施工的综合生产效率。另一方面，在全球性能源与环境日益严峻的现实问题中，传统的粗放型施工组织是导致这一问题继续恶化的三大主因之一，因此，如何合理采用流水施工技术已成为绿色施工领域的热点。
在流水施工原理中，根据施工过程、施工段、流水节拍、流水步距等流水参数间的相关性，可以将流水施工的基本组织方式分为等步距流水（包括等步距等节拍流水与等步距异节拍流水）和异步距流水（包括异步距异节拍流水与无节奏流水）两大类，工程中可根据施工特点和流水参数模型选用某基本组织方式或组合方式。由于等步距流水参数模型考虑了较多的约束条件，其工程应用受到较大的限制，而异步距流水的参数模型能具体反应实际工程的施工特点，因而被广泛应用。
绝大多数建筑都存在层间关系，但对分层施工采用流水组织及其应用研究的成果并不多，以异步距异节拍流水的施工组织为研究对象则更少，要建立基于异步距异节拍流水组织分层施工的工期模型，需要对分层时异步距异节拍流水的组织条件、主要流水参数、计划工期的时间参数构成关系等方面进行深入的研究。目前工程界和学界针对间歇时间在计划工期中的构成性质、流水步距在分层时的求和以及施工队伍作业的总持续时间表达形式等提出了相应观点[1]~[3]，但难以被工程施工人员直接采用。本文针对异步距异节拍流水，拟首先识别流水施工组织的关键条件，确定关键参数并分析其流水特性，建立一种相对直观简洁的分层的工期模型。
2异步距异节拍流水的施工基本原理
2.1 基本概念
流水施工是工程管理中较为有效的科学组织方法之一。首先将拟建工程的全部建造过程，在工艺上分解为若干个施工过程，在平面上划分为若干个施工段，在竖向上划分为若干个施工层。然后按照施工过程组建专业工作队（或组），专业工作队完成第一施工段上施工任务后，依次地、连续地投入到第二、第三、……第m个施工段，完成相同的施工任务，并使相邻的两个专业工作队，在开工时间上最大限度地、合理地搭接起来。当第一施工层各施工段的相应施工过程全部完成之后，专业工作队又依次地、连续地投入到第二、第三、……第j个施工层，保证工程施工全过程在时间和空间上，有节奏、均衡、连续地进行下去，直到完成全部工程任务。这种组织施工的方法称为流水施工[4]。流水施工原理有几个主要的基本参数，其中根据各施工过程在各施工段上流水节拍的相互关系，可以划分为前文所述的四种基本流水组织方式，其中异步距异节拍流水即表现为任意施工过程之间的流水节拍不完全相等。
因此，对多层或高层建筑工程组织分层下的流水施工需要五个基本条件，即对工程对象从工艺角度划分施工过程，对每个施工过程安排独立的专业队伍，对工程对象从平面和空间上分别划分施工段和施工层，相邻施工过程尽可能平行搭接，主导施工过程必须连续作业。其中，第五个条件是组织分层时异步距异节拍流水的关键条件。按照异步距异节拍流水组织分层时的施工，还需要满足流水施工的根本性要求，即尽可能实现作业连续性和工作面连续利用，以及资源供应的均衡性和节奏性。
2.2 关鍵参数
在编制流水施工进度计划过程中，施工过程数（n）、施工段（m）、施工层（j）流水节拍（ti）、间歇（zi、zi,i+1）[5]均可以直接确定，而流水步距（Ki,i+1）则需要根据基本组织方式的特点通过其他参数间接确定，然后才能进行进度计划编制的关键环节，即依次确定每支施工队伍的入场时间。因此，无论分层与否，流水步距均是异步距异节拍流水施工组织中绘制进度计划并确定工期的关键参数。流水步距是指在组织流水施工时，相邻两支施工队伍先后入场的最小且合理的时间间隔（不包含间歇时间）[5]。
在组织流水施工时，流水步距的作用是保证施工队伍在层内作业连续的前提下，实现相邻施工过程最大限度的平行搭接。即施工队伍一旦进入某施工层，便开始连续作业。由于不同施工过程之间的流水节拍不完全相等，同一施工过程在不同施工段上的流水节拍也不完全相等，导致各相邻施工队伍之间的流水步距也不完全相等，其计算方法可根据潘特考夫斯基取大值法[5] [6]确定。根据潘特考夫斯基取大值法的基本原理，为保证施工队伍连续作业及工作面尽可能连续利用，异步距异节拍流水中流水步距的连续性表现有两种形式：当，且施工过程i的流水节拍分别为2、2、2、2，施工过程i+1的流水节拍分别为3、3、3、3，绘制横道图简例如图1所示；当，且施工过程i的流水节拍分别为3、3、3、3，施工过程i+1的流水节拍分别为2、2、2、2，绘制横道图简例如图2所示。
图1横道图图2横道图
从图1可知，除第一个施工段能实现两个相邻施工过程的连续施工，其他施工段均出现闲置。即施工过程i的第一施工段完成后，施工过程i+1的开始时间由此确定（如有间歇或搭接，在第一个施工段考虑）。
从图2可知，除最后施工段能实现两相邻施工过程的连续施工，其他施工段均存在闲置状态。即施工过程i的最后一个施工段完成后，可连续进行施工过程i+1的最后施工段，再根据作业连续性逆回得到该施工过程的开始时间。于是得到两个相邻施工队伍的入场时间间隔即流水步距（如有间歇或搭接，在最后施工段考虑）。
根据以上分析，还可以从退场的角度进一步的定义异步距异节拍流水施工的逆流水步距[7]，即指在组织异步距异节拍流水施工时，相邻两支施工队伍先后退场的最小且合理的时间间隔（不包含间歇时间）。
3异步距异节拍流水在分层时的施工组织案例
某5栋装配整体式框架结构的公租房项目，采用住宅工业化方式建造，其中柱预制、梁板采用半预制叠合形式，梁柱节点后浇，墙板采用轻质预制条板，每栋楼建筑面积相同，且楼层工程量完全相等，框架主体分部工程的各工序经综合考虑后，划分为预制梁柱吊装、预制楼板吊装、后浇混凝土三个施工过程，竖向上划分5个施工层（为简化考虑，本例以其中相邻两层为对象进行分析）。后浇砼在浇捣前有1天的组织间歇，第一层砼浇筑完毕后至少需1天的养护才可以上人进行上一层的梁柱吊装作业。流水节拍（单位：天）分别为预制梁柱吊装：3、3、3、3、4，预制楼板吊装：4、4、4、4、4，后浇混凝土：2、2、2、2、2。
分析：提取直接流水参数（m、n、j、tAi、tBi、tCi、Z1、Z12），确定间接流水参数（Ki,i+1）。
按照如下步骤绘制横道图，见图3所示。
Ⅰ.绘制第一层所有施工过程各施工段的横道图；
Ⅱ.由于预制楼板吊装为主导施工过程，必须连续，因此，首先绘制第二层中预制楼板吊装的所有施工段，再根据流水步距确定第二层预制梁柱吊装和后浇混凝土开始时间，最后根据层内的连续作业完成第二层预制梁柱吊装和后浇混凝土的全部施工段任务；
Ⅲ.检查完成的横道图可知，实际的层间工作面可利用时间满足工程的层间间歇要求。
图3施工进度横道图
4流水工期计算公式
根据流水工期的定义公式：
（1）
TN——最后一支施工队伍的作业总时间；
Z1——第一层层内所有间歇和搭接时间之和。
分析图3可得出如下结论：
只有主导施工过程的施工队伍在两层中实现完全连续作业；
由于第一层和第二层各施工过程的工程量完全相等，因此，第二层的横道图可看作是以主导施工过程在第一层的开始时间为基点整体复制偏移而形成，则流水步距也随之复制偏移；
流水步距求和可分解为两部分考虑。其一，第一层中第一支队伍至主导施工队伍的顺向求和（即流水步距的求和），其二，第二层中最后一支队伍逆回至主导施工队伍在结束时间上的反向求和（即逆流水步距的求和）。
注意到，因为是整体偏移，第二层逆流水步距求和的组成与第一层具有一致性。
因此，异步距异节拍流水施工的工期可表示为：
（2）
max——主导施工过程代号；
Tmax——主导施工过程的施工队伍作业总时间；
其他符号见上文。
5结论
本文从流水施工组织的原则性要求及连续和均衡特性角度出发，尝试从根本上解决异步距异节拍流水施工的组织过程，以演绎的方式提炼出流水工期的简明计算公式，将层间间歇消化在主导施工队伍作业的总持续时间里。并且，工期的计算公式還可以延用到无节奏流水当中。一定程度上，本文建立的基于异步距异节拍流水组织分层施工的进度计划模型和工期表达式可以解决现有理论上的一些匮乏或繁琐问题。工期计算公式的关键在于逆流水步距的定义，通过这一途径，建立了异步距流水与等步距流水的联系，有助于形成流水施工原理的整体性认识和理解。
［参考文献］
[1]鲁雷，崔秀琴.流水步距定义问题的分析[J]，焦作大学学报，2007，（1）：92-93.
[2]续宪宏，向健.关于流水步距和流水工期计算方法的讨论[J]，甘肃科技，2007，[23（6）]:155-156，66.
[3]何夕平.搭接与间歇对流水施工工期影响分析[J]，四川建筑科学研究，2004，[30（2）]:107-108.
[4]穆静波.多施工层无节奏流水的组织方法[J]，施工技术，2006，（12）：150-152.
[5]于立君，孙宝庆.建筑工程施工组织[M]，北京：高等教育出版社，2005.
[6]危道军.建筑施工组织[M]，北京：中国建筑工业出版社，2008.
[7]Wu Tao,Jiang Qing,Jiang Yaqiong. Construction Management Plan for Multiple Construction Layers of Flow Precess with Asynchronous Rhythms(A).ICEE (C). New York:IEEE Catalog,2011:6829-6832.