劉中平

（1.合肥工業(yè)大學(xué) 土木與水利工程學(xué)院，安徽 合肥 230009；2.安徽交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 230051）

當(dāng)前，合肥市城市大建設(shè)如火如荼，公路施工招投標(biāo)實(shí)行有效最低價(jià)中標(biāo)的評(píng)標(biāo)辦法。在低中標(biāo)價(jià)且工期又很緊的情況下，施工企業(yè)為了降低成本就必須進(jìn)行更科學(xué)的組織管理。只有創(chuàng)新地應(yīng)用約翰遜—貝爾法則（以下簡(jiǎn)稱(chēng)約貝法則），并將約貝法則與流水作業(yè)法相結(jié)合，才能確保達(dá)到“質(zhì)量有保證，工期盡可能短，成本盡可能低”的現(xiàn)代公路工程施工經(jīng)濟(jì)管理目標(biāo)[1]。

一、現(xiàn)代公路工程項(xiàng)目施工簡(jiǎn)況

公路工程項(xiàng)目施工的特點(diǎn)是周期長(zhǎng)、規(guī)模大、技術(shù)復(fù)雜、分工細(xì)、協(xié)作面廣、機(jī)械化、自動(dòng)化程度高，為保證公路建設(shè)在一定時(shí)間內(nèi)順利完成，且人力、資金、材料、機(jī)械最大發(fā)揮效力，就要求我們根據(jù)工程特點(diǎn)、自然條件、資源情況、周?chē)h(huán)境等對(duì)工程進(jìn)行科學(xué)、合理地安排，使之在一定的時(shí)間和空間內(nèi)能有組織、有計(jì)劃、有秩序地施工，實(shí)現(xiàn)公路項(xiàng)目施工過(guò)程連續(xù)性、協(xié)調(diào)性（比例性）、均衡性（節(jié)奏性）和經(jīng)濟(jì)性，以期達(dá)到工期短、質(zhì)量好、成本低的要求[2]。

公路施工企業(yè)要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)管理目標(biāo)，施工組織必須科學(xué)、合理，打破過(guò)去施工管理的常規(guī)和習(xí)慣，積極采取科學(xué)的施工組織措施：

（1）把機(jī)械化施工作為公路施工主要的施工方法。在選擇合適的施工機(jī)械并合理配套的情況下，大規(guī)模機(jī)械化施工具有提高機(jī)械效率、保證工程質(zhì)量、縮短施工工期、節(jié)約勞動(dòng)力、降低工程成本等優(yōu)勢(shì)。

（2）公路施工項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)管理要求強(qiáng)化施工組織協(xié)調(diào)工作。公路施工項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)管理中的組織協(xié)調(diào)工作可能十分艱難、復(fù)雜、多變，必須加以強(qiáng)化。其主要方法是優(yōu)選項(xiàng)目經(jīng)理，建立強(qiáng)有力的調(diào)度機(jī)構(gòu)，配備稱(chēng)職的有經(jīng)驗(yàn)的調(diào)度人員，對(duì)可能出現(xiàn)的影響施工的突發(fā)事件或復(fù)雜局面提前作出預(yù)案，一旦出現(xiàn)對(duì)施工不利的情況臨陣不亂，提高調(diào)度工作的科學(xué)化、信息化程度，建立起動(dòng)態(tài)有效的控制體系[3]。

（3）把流水作業(yè)法作為公路項(xiàng)目施工主要的施工組織方法。流水作業(yè)法是一種科學(xué)的施工組織方法，它建立在合理分工、緊密協(xié)作和批量生產(chǎn)的基礎(chǔ)上。流水作業(yè)法的特點(diǎn)是：

①流水作業(yè)法科學(xué)地利用工作面，組織比較合理，可以縮短總工期；

②施工隊(duì)采用專(zhuān)業(yè)化施工，可使工人的操作技術(shù)水平由熟練而不斷提高，為進(jìn)行技術(shù)改造、革新創(chuàng)造了條件，更能保證工程質(zhì)量，同時(shí)獲得更高的勞動(dòng)生產(chǎn)率；

③專(zhuān)業(yè)施工隊(duì)實(shí)行連續(xù)作業(yè)，相鄰專(zhuān)業(yè)施工隊(duì)之間搭接緊湊，體現(xiàn)了施工的連續(xù)性；

④單位時(shí)間內(nèi)需要投入施工現(xiàn)場(chǎng)的資源數(shù)量較為均衡，有利于資源供應(yīng)的組織工作；

⑤施工有節(jié)奏，為文明施工和進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)的科學(xué)管理創(chuàng)造了條件，采用流水作業(yè)法組織施工，施工段的數(shù)量和工作面的大小如能滿足要求，流水作業(yè)法就能很好地發(fā)揮它的優(yōu)越性[4]。

（4）公路項(xiàng)目施工周期長(zhǎng)、流動(dòng)性大、施工協(xié)作性高、受外界干擾及自然因素影響大。眾所周知，壓縮工期必然增加施工成本。特別是在人員工資和油價(jià)上漲造成施工成本越來(lái)越高的背景下，只有預(yù)先作好機(jī)械化施工組織設(shè)計(jì)，大規(guī)模采用機(jī)械化施工，并且在全面采用流水作業(yè)法的同時(shí)積極創(chuàng)新地應(yīng)用約貝法則，在不增加成本的前提下縮短工期，才能實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)管理目標(biāo)。

二、約貝法則結(jié)合流水作業(yè)法在施工經(jīng)濟(jì)管理中的應(yīng)用

約貝法則與流水作業(yè)法一樣是一種科學(xué)的組織管理方法，在現(xiàn)代公路工程施工中流水作業(yè)法得到了廣泛應(yīng)用，但約貝法則卻沒(méi)有。只有將約貝法則與流水作業(yè)法結(jié)合起來(lái)應(yīng)用即創(chuàng)新地應(yīng)用，才可以在工程施工經(jīng)濟(jì)管理中體現(xiàn)其先進(jìn)性。

在公路工程施工過(guò)程中，將工程施工的某項(xiàng)目各道工序分配給不同的專(zhuān)業(yè)隊(duì)依次去完成，由此形成專(zhuān)業(yè)隊(duì)、施工機(jī)械和材料供應(yīng)的移動(dòng)路線，稱(chēng)為流水線。公路工程施工現(xiàn)場(chǎng)規(guī)模較大，可容納各種不同專(zhuān)業(yè)的工人、施工機(jī)具，在不同的位置（施工段）進(jìn)行施工生產(chǎn)，可將該施工項(xiàng)目劃分為若干個(gè)施工段，以流水形式組織施工作業(yè)，使整個(gè)施工過(guò)程始終連續(xù)、均衡、有節(jié)奏的施工[5]。

把某公路施工項(xiàng)目劃分m個(gè)施工段，每個(gè)施工段都劃分n道相同的工序，然后應(yīng)用約貝法則計(jì)算求得各個(gè)施工段的最優(yōu)施工次序，使得施工項(xiàng)目總工期最短。

（一）約貝法則的基本思想

先行工序施工工期短的要排在前面施工；而后續(xù)工序施工工期短的要排在后面施工。也即，首先列出m個(gè)施工段的“流水節(jié)拍表”，然后在表中依次選取最小數(shù)，而且每列只選一次，若此“數(shù)”屬于先行工序，則從前面排，反之，則從后面排[6]。

（1）對(duì)于m個(gè)施工段2道工序，用a、b來(lái)表示（見(jiàn)表1），應(yīng)用約貝法則計(jì)算求各個(gè)施工段的最優(yōu)施工次序：計(jì)算求m個(gè)施工段2道工序各施工段施工次序的最優(yōu)排序問(wèn)題，可根據(jù)表1應(yīng)用約貝法則按下述步驟來(lái)求（見(jiàn)表2）。

找出表1中流水節(jié)拍的第一個(gè)最小數(shù)是C施工段上第二道工序b工序的流水節(jié)拍（工序工期）6，由于b工序?qū)儆诘诙拦ば蚣春罄m(xù)工序，故填列在表2中施工次序排列表的第一行最后一格，并將表2中C施工段這一列劃去；再找出表1中流水節(jié)拍的第二個(gè)最小數(shù)是8，也屬于后續(xù)工序，所以填列在表2中施工次序的倒數(shù)第二格，并將表2中B施工段這一列劃去；以此類(lèi)推，將表2填列完畢，可確定各個(gè)施工段的最優(yōu)施工次序?yàn)椋篍、A、D、B、C。

表1 流水節(jié)拍表 單位：天

表2 施工次序排列表 單位：天

（2）一般公路施工項(xiàng)目的工序都比較多，但在求最優(yōu)施工次序和相應(yīng)工期時(shí)可以簡(jiǎn)化為3道工序，用a、b、c來(lái)表示，然后用約貝法則求得各施工段的最優(yōu)施工次序，見(jiàn)表3。

表3中第2道工序最小的施工期bmin=10，大于（或等于）第1道工序中最大的施工期amax=8，即bmin≥amax。

對(duì)于m個(gè)施工段3道工序時(shí)，施工次序的排序問(wèn)題，只要有一條符合上述特定條件時(shí)，即可按下述步驟來(lái)求得最優(yōu)施工次序。

第一步：將表3中各個(gè)施工段中第1道工序和第2道工序b的流水節(jié)拍（施工期）依次加在一起，即a+b；

第二步：將表3中各個(gè)施工段中第1道工序a和第3道工序c的流水節(jié)拍（施工期）依次加在一起，即a+c；

第三步：將上兩步中得到的流水節(jié)拍表（施工工期表）看作兩道工序的流水節(jié)拍，見(jiàn)表3中的a+b和a+c；

第四步：按m個(gè)施工段2道工序的排序方法求出最優(yōu)施工次序見(jiàn)表2；

第五步：按所確定的施工次序繪制施工進(jìn)度圖，確定施工總工期[7]。

現(xiàn)舉例說(shuō)明。濱湖公路某標(biāo)段路基工程有五座蓋板涵，依樁號(hào)從小到大的原始順序以A、B、C、D、E表示。每一座涵洞即每一個(gè)施工段劃分3道工序：基礎(chǔ)施工a；洞身施工b；洞口施工c，流水節(jié)拍（施工工期）見(jiàn)表3。

表3 流水節(jié)拍表 單位：天

表3為5個(gè)施工段3道工序，滿足上述特定條件的情況。將由表2得到的最優(yōu)施工次序?yàn)镋、A、D、B、C填入表3中，然后畫(huà)出進(jìn)度圖確定總工期為68d；若按A、B、C、D、E的順序施工，畫(huà)出進(jìn)度圖確定總工期則為82d。

（3）公路施工項(xiàng)目涉及面廣、影響施工工期的因素很多。也存在m個(gè)施工段3道工序不滿足上述特定條件的情況，例如：將表3中第1道工序（即基礎(chǔ)施工a工序）中最大的施工期改為amax＞10 d，即amax＞bmin，得出結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 流水節(jié)拍表 單位：天

表4為5個(gè)施工段3道工序，但是amax=11d，amax＞bmin，即不滿足上述特定條件的情況下，可以把a(bǔ)、b、c三道工序重新組合成以下虛擬的2道工序：（a，b+c）；（a+b，c）；（a+b，a+c）；（a+b，b+c）；（a+c，b）；（a+c，b+c）共有六種組合情況，但要注意的是先行工序和后續(xù)工序的位置不能顛倒，不能出現(xiàn)諸如（a+c，a+b）這樣的組合。對(duì)于這種情況，采用窮舉法先確定較優(yōu)施工次序，即還是按照上述原理，將工序重新組合成包括所有可能的虛擬2道工序，再按約貝法則逐一確定較優(yōu)施工次序，然后再?gòu)乃休^優(yōu)施工次序中找出最短工期所對(duì)應(yīng)的較優(yōu)施工次序即為最優(yōu)施工次序[8]。

（4）在實(shí)際施工中，對(duì)于小型施工項(xiàng)目的排序問(wèn)題，可以畫(huà)出進(jìn)度圖來(lái)確定總工期，但是對(duì)于大中型公路施工項(xiàng)目若每一次要都畫(huà)出進(jìn)度圖就比較麻煩，可以用直接編陣法計(jì)算。直接編陣法計(jì)算工期的原理是：只要具備了開(kāi)工要素就開(kāi)工，屬于緊湊法施工組織安排[9]。以下仍用上例來(lái)說(shuō)明直接編陣法的具體計(jì)算方法，見(jiàn)表5。表5中括號(hào)外的數(shù)字為原始工期元素?cái)?shù)據(jù)，括號(hào)內(nèi)的數(shù)字為新元素?cái)?shù)據(jù)。用直接編陣法計(jì)算工期的步驟：①計(jì)算第一行新元素。對(duì)于第一行各新元素，可以直接逐個(gè)相加得到。因?yàn)椋瑢?duì)于a工序來(lái)說(shuō)，所有施工段上的工作面都是具備開(kāi)工條件的，只要有生產(chǎn)力就可以開(kāi)工，所以可以直接用舊元素值加左邊新元素值得到該新元素值。也就是說(shuō)，到第18d，a工序（第一個(gè)作業(yè)隊(duì)）就完成了所有施工段上的施工任務(wù)。②計(jì)算第一列新元素。對(duì)于第一列（即第一個(gè)先開(kāi)工的施工段E）各新元素，也是直接用舊元素值加上面新元素值得到該新元素值。因?yàn)?，所有工序（?zhuān)業(yè)隊(duì)）都是具備開(kāi)工條件的，即生產(chǎn)力能滿足要求，只要有工作面就可以開(kāi)工，所以，每累加一個(gè)數(shù)，也就是一道工序已完成了在第一個(gè)先開(kāi)工的施工段E上的操作。③計(jì)算其他新元素值。對(duì)于中間的其他新元素值，用原始工期的舊元素值加上面或左邊兩者新元素值中的較大值（之所以加較大值是為了具備開(kāi)工要素，上面的數(shù)值說(shuō)明有無(wú)工作面，左邊的數(shù)值說(shuō)明有無(wú)生產(chǎn)力，只有加較大值才保證具備開(kāi)工條件）得該新元素值，從第二行起順序進(jìn)行，直至完成[10]。由此按最優(yōu)施工次序?yàn)镋、A、D、B、C計(jì)算的結(jié)果得到施工總工期為68d，見(jiàn)表5。

表5 流水節(jié)拍表 單位：天

同理用直接編陣法可求出按原始順序A、B、C、D、E的排列順序施工的總工期為82d，見(jiàn)表6。

表6 流水節(jié)拍表 單位：天

利用約貝法則在沒(méi)有增加投入任何資源（即增加成本）的情況下縮短總工期82-68=14天（有效工作日）?？s短工期即可有效降低成本，以濱湖公路某標(biāo)段五座蓋板涵施工為例：該工程施工現(xiàn)場(chǎng)共有65人，14天有效工作日有關(guān)人工方面一項(xiàng)的直接費(fèi)用計(jì)算見(jiàn)表7。

表7 公路施工現(xiàn)場(chǎng)人工（有效工作日）有關(guān)直接費(fèi)用計(jì)算表

表7計(jì)算結(jié)果顯示：縮短有效工作日14天，可有效降低工程施工有關(guān)人工一項(xiàng)的直接成本147000元，若再加上機(jī)械租賃費(fèi)、提前竣工獎(jiǎng)金等的收益，那么經(jīng)濟(jì)效益就更加可觀。由此可見(jiàn)，在公路工程施工經(jīng)濟(jì)管理中創(chuàng)新地應(yīng)用約貝法則效果非常明顯。

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