提高農(nóng)光互補(bǔ)光伏支架安裝質(zhì)量管理探析

侯學(xué)強(qiáng)

（山西四建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030000）

第七十五屆聯(lián)合國大會(huì)上莊嚴(yán)宣告“中國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030 年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和”，進(jìn)一步推動(dòng)了新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，為了相應(yīng)國家節(jié)能減排以及碳達(dá)峰、碳中和的要求，光伏產(chǎn)業(yè)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，截止2020 年，中國光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)連續(xù)六年穩(wěn)居世界首位。而且隨著地面光伏的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的山地光伏等需要大面積占用土地的模式已經(jīng)不再那么的受歡迎，取而代之的是一些屋頂光伏、漁光互補(bǔ)、牧光互補(bǔ)以及農(nóng)光互補(bǔ)等。這些形式的光伏不僅能夠滿足施工生產(chǎn)以及養(yǎng)殖、種植的要求，而且能夠?qū)崿F(xiàn)光伏發(fā)電的二次收益，可以獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。但是這些形式的光伏發(fā)電模式需要更高的支架高度，需要更高的支架安裝質(zhì)量。在行業(yè)的發(fā)展過程中，其自身管理以及施工方法中還存在一定的缺陷，導(dǎo)致光伏支架安裝質(zhì)量問題頻出。因光伏支架安裝質(zhì)量造成的各種損失以及各種問題頻繁發(fā)生，基于此應(yīng)對(duì)其進(jìn)行光伏支架安裝質(zhì)量施工管理和優(yōu)化，進(jìn)而促進(jìn)光伏支架安裝質(zhì)量得以全面提升，增加工程的建設(shè)水準(zhǔn)，為日后投入應(yīng)用提供相應(yīng)的保證。

1 工程概況

石樓縣2018 年26.2MW 村級(jí)光伏扶貧電站建設(shè)項(xiàng)目位于石樓縣靈泉鎮(zhèn)境內(nèi)，基礎(chǔ)采用鉆孔灌注預(yù)埋樁，鉆孔深度2.5m，孔徑250mm，樁長2650mm，入土深度2500mm，出地面150mm做護(hù)腳。采用2 ×9陣列布置，前立柱高度2.5m，后立柱高度3.57m，立柱前后距離1.9m，左右距離2.8m，傾斜角33°，前后陣列間距8.8m，要求前排光伏板離地高度不得低于2m。光伏支架2m以下范圍內(nèi)以種植低矮作物以及受光照影響較小作物為主。

2 農(nóng)光互補(bǔ)光伏支架安裝過程中存在的問題

農(nóng)光互補(bǔ)光伏支架的安裝質(zhì)量與安裝過程中的各項(xiàng)工序都有不可分割的關(guān)系，包括樁位放點(diǎn)、鉆孔、預(yù)埋樁混凝土澆筑及安裝、支架安裝以及對(duì)穿螺栓的打孔與固定。其次，還受到設(shè)計(jì)因素的制約，設(shè)計(jì)單位對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件、風(fēng)霜雨雪等氣候條件的掌握以及設(shè)計(jì)與施工的結(jié)合是否緊密等因素都會(huì)影響農(nóng)光互補(bǔ)光伏支架的安裝質(zhì)量。因此，接下來關(guān)于農(nóng)光互補(bǔ)光伏支架的安裝質(zhì)量主要從以上提到的六個(gè)方面進(jìn)行分析和研究。

2.1 樁位放點(diǎn)直線度、間距、方正控制較差

樁位放點(diǎn)是光伏支架安裝質(zhì)量控制的第一步，也是至關(guān)重要的一步。施工過程中由于操作人員素質(zhì)參差不齊、放點(diǎn)設(shè)備的精度以及設(shè)備的檢定質(zhì)量不穩(wěn)定致使放點(diǎn)時(shí)樁位的前后排間距、左右間距、整排的直線度以及整組的方正存在偏差。

2.2 鉆孔深度、垂直度、直線度控制較差

鉆孔是光伏支架安裝質(zhì)量控制的第二步，鉆孔過程中由于鉆孔機(jī)械性能的穩(wěn)定性、操作人員的技術(shù)水平以及光伏場(chǎng)區(qū)對(duì)放點(diǎn)標(biāo)識(shí)的成品保護(hù)措施不到位導(dǎo)致鉆孔的深度不夠、孔的垂直度偏差較大、前后左右排孔的直線度偏差較大。

2.3 混凝土澆筑質(zhì)量及預(yù)埋樁安裝質(zhì)量控制較差

混凝土澆筑質(zhì)量及預(yù)埋樁的安裝質(zhì)量是控制農(nóng)光互補(bǔ)支架安裝質(zhì)量所有工序中最重要的一步，主要是因?yàn)榛炷恋臐仓|(zhì)量直接影響到后期農(nóng)光互補(bǔ)支架在大風(fēng)、雨雪等惡劣天氣下是否能夠滿足支架抗拔、抗側(cè)壓力的能力。同時(shí)，預(yù)埋樁的垂直度直接影響到后期農(nóng)光互補(bǔ)支架立柱的垂直度，預(yù)埋樁的直線度直接影響到后期農(nóng)光互補(bǔ)支架立柱的直線度，所以混凝土澆筑質(zhì)量以及預(yù)埋樁安裝質(zhì)量是影響農(nóng)光互補(bǔ)光伏支架安裝質(zhì)量最重要的一步。但是施工過程中受限于鉆孔后對(duì)孔的保護(hù)、混凝土的澆筑和振搗、施工人員的技術(shù)水平、前期施工場(chǎng)地的平整等問題致使施工質(zhì)量很難控制到要求的精度范圍內(nèi)。

2.4 支架安裝質(zhì)量不滿足要求

支架的安裝質(zhì)量是農(nóng)光互補(bǔ)光伏支架安裝質(zhì)量控制中最為直觀的一個(gè)工序，施工中受限于施工人員的技術(shù)水平、預(yù)埋樁的成型質(zhì)量、進(jìn)場(chǎng)材料的質(zhì)量等經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)很多問題，例如： 立柱垂直度和直線度偏差較大、支架的固定傾角控制不到位、支架上各個(gè)節(jié)點(diǎn)的螺栓固定不滿足要求等問題。

2.5 對(duì)穿螺栓的打孔和固定質(zhì)量較差

對(duì)穿螺栓的打孔和固定是農(nóng)光互補(bǔ)光伏支架安裝質(zhì)量控制的最后一道工序，對(duì)穿螺栓的固定質(zhì)量關(guān)系到整個(gè)支架的固定質(zhì)量，對(duì)穿螺栓孔位打偏的話需要進(jìn)行擴(kuò)孔，改變了支架立柱的受力性能，降低了使用壽命。施工中受限于施工人員的技術(shù)水平、對(duì)打孔機(jī)械的操作方法等因素常會(huì)出現(xiàn)孔位打偏、孔位不水平以及對(duì)穿螺栓固定不牢固等問題。

2.6 設(shè)計(jì)與施工不匹配

局限于設(shè)計(jì)人員的技術(shù)水平以及設(shè)計(jì)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件、氣候條件以及施工工藝的不熟悉，設(shè)計(jì)中經(jīng)常也會(huì)出現(xiàn)基礎(chǔ)形式與支架安裝不匹配或者基礎(chǔ)形式不滿足支架承載力，致使基礎(chǔ)在風(fēng)雪荷載的長期拉拔作用下，預(yù)埋樁被逐漸的拔出地面，致使支架整體傾倒或者組件大面積損壞。

3 優(yōu)化施工管理及施工工藝以提高農(nóng)光互補(bǔ)光伏支架安裝質(zhì)量探析

針對(duì)以上所述影響農(nóng)光互補(bǔ)光伏支架安裝質(zhì)量的六個(gè)方面，接下來從以下八個(gè)方面對(duì)以上所述的問題進(jìn)行針對(duì)性的控制和改進(jìn)，以期達(dá)到農(nóng)光互補(bǔ)光伏支架的安裝質(zhì)量要求。

3.1 強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)施工人員綜合素質(zhì)

施工過程中施工人員對(duì)于光伏支架安裝質(zhì)量的控制具有直接的影響，因此對(duì)整個(gè)光伏項(xiàng)目的施工以及整體施工質(zhì)量具有至關(guān)重要的作用。實(shí)際施工人員的綜合素質(zhì)越高、專業(yè)能力越強(qiáng)，其執(zhí)行能力越強(qiáng)，對(duì)于工程施工管理水平的提升越有幫助。因此，為提高施工質(zhì)量，在施工中必須運(yùn)用有專業(yè)知識(shí)和專業(yè)能力的施工人員，對(duì)沒有施工經(jīng)驗(yàn)的施工人員進(jìn)行崗前培訓(xùn)與考試，在不斷進(jìn)行專業(yè)化素質(zhì)的培訓(xùn)中有效提升自身的專業(yè)水平和專業(yè)技能，進(jìn)而促進(jìn)自身綜合素質(zhì)的提升。其次，要做好施工的交底工作，對(duì)于一些先進(jìn)的施工工藝要切實(shí)交底到每位施工人員，最好采用BIM或者圖文結(jié)合的方式，讓每位施工人員有一個(gè)直觀的感覺，技術(shù)交底工作要細(xì)化到每顆螺栓的安裝，同時(shí)要讓所有參與交底人員簽字。最后，要嚴(yán)格落實(shí)樣板先行制度，對(duì)于樣板施工過程中發(fā)現(xiàn)的問題要制定針對(duì)性的整改措施，同時(shí)要滿足施工的標(biāo)準(zhǔn)。后續(xù)到場(chǎng)的施工人員要嚴(yán)格按照樣板區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，讓工人了解施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量要求及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，在不斷提高工人素質(zhì)的基礎(chǔ)上打造一個(gè)高標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目。

3.2 完善施工現(xiàn)場(chǎng)管理制度

為了在實(shí)際施工中提升農(nóng)光互補(bǔ)光伏支架的施工質(zhì)量，除了對(duì)施工管理人員綜合素質(zhì)進(jìn)行提升外，還需建立和不斷完善施工過程管理制度，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況制定合理化的管理制度，使其在進(jìn)行實(shí)際管理時(shí)能夠具有時(shí)效性和科學(xué)性。在進(jìn)行管理制度的制定中，只有根據(jù)實(shí)際的施工工藝流程量身打造制定規(guī)范性的規(guī)章制度，才能確保制度實(shí)施過程中，能夠?qū)φw工作的開展具有約束性的實(shí)際效果。以此保證施工過程的有序性和合理性，進(jìn)而通過管理制度來進(jìn)行制定相應(yīng)獎(jiǎng)懲措施，以此提高工作人員對(duì)規(guī)章制度的執(zhí)行力度。

3.3 樁位放點(diǎn)直線度、間距、方正控制措施

關(guān)于施工人員技術(shù)水平的措施上面已經(jīng)敘述相應(yīng)的控制措施，接下來主要從技術(shù)方面和實(shí)際施工操作工藝方面進(jìn)行控制。

首先，進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的放線設(shè)備要提供設(shè)備檢定的報(bào)告，同時(shí)要與測(cè)繪局提供的樁位進(jìn)行復(fù)核，確保設(shè)備的精度沒有問題。

其次，在樁位放點(diǎn)完畢后，要由項(xiàng)目質(zhì)量檢測(cè)人員對(duì)點(diǎn)位的坐標(biāo)、前后左右排的間距以及整組的方正進(jìn)行檢查并形成檢查記錄，檢查記錄要體現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量數(shù)據(jù)、測(cè)量部位、時(shí)間以及監(jiān)理見證情況、采用的設(shè)備規(guī)格型號(hào)等信息。

最后要進(jìn)行樁位的有效標(biāo)識(shí)和保護(hù)，常規(guī)的標(biāo)識(shí)采用木頭筷子綁扎紅布條或者刷油漆的方式進(jìn)行標(biāo)識(shí)，清晰明了（如圖1 所示）。

圖1 樁位方正檢查及預(yù)埋樁混凝土澆筑方正控制工具

3.4 鉆孔深度、垂直度、直線度控制措施

首先，鉆孔機(jī)械進(jìn)場(chǎng)后要提供鉆孔機(jī)械的相關(guān)資料以及鉆孔人員的操作證書，同時(shí)對(duì)鉆孔機(jī)械進(jìn)行檢查，確保安全保護(hù)措施到位。在鉆孔機(jī)械的鉆桿上要用紅油漆或者反光條對(duì)鉆孔深度進(jìn)行標(biāo)識(shí)，標(biāo)識(shí)要醒目清晰。鉆孔過程中要確保鉆桿中心與之前放點(diǎn)插到點(diǎn)位的筷子重合。

其次，鉆孔后要采用尺量或者用PVC管標(biāo)識(shí)高度的方式進(jìn)行鉆孔深度的檢查，對(duì)于整排的直線度采用拉通線的方式進(jìn)行檢查。

最后，要做好孔位的成品保護(hù)工作，將鉆孔鉆桿提升出的土清理干凈，避免人員或者車輛行走將孔邊土帶到孔中，將孔的深度變小或者樁間土不密實(shí)。

3.5 混凝土澆筑質(zhì)量及預(yù)埋樁安裝質(zhì)量控制措施

首先，進(jìn)場(chǎng)的混凝土要檢查合格證、配合比等資料，預(yù)埋樁要檢查出廠合格證及生產(chǎn)廠家的相關(guān)資料，同時(shí)由監(jiān)理進(jìn)行驗(yàn)收。預(yù)埋樁要注意檢查壁厚、鍍鋅層厚度，確保使用周期內(nèi)的質(zhì)量。注意檢查鍍鋅層流墜情況，避免后期立柱插到預(yù)埋樁孔時(shí)調(diào)節(jié)余量太少導(dǎo)致的垂直度控制困難。

其次，混凝土澆筑過程中要注意孔位提前澆水進(jìn)行濕潤以及混凝土的振搗工作，振搗棒的長度、直徑以及振動(dòng)頻率要與孔深、孔徑相匹配。混凝土澆筑過程中，要重點(diǎn)控制預(yù)埋樁的垂直度、直線度以及方正，垂直度采用靠尺進(jìn)行檢查，直線度采用拉通線的方式進(jìn)行檢查，方正采用以上提到的方正檢測(cè)及控制工具進(jìn)行檢查，在混凝土初凝之前將各項(xiàng)數(shù)據(jù)檢查完畢，根據(jù)檢查情況及時(shí)進(jìn)行整改。直到滿足施工標(biāo)準(zhǔn)。

最后，要加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，因地處山地缺少水源，因此預(yù)埋樁澆筑混凝土采用涂刷養(yǎng)護(hù)液后套塑料袋的方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。同時(shí)，要注意成品保護(hù)工作，避免施工過程中車輛或者人員行走破壞樁頭混凝土。

3.6 支架安裝質(zhì)量控制措施

首先，進(jìn)場(chǎng)的支架材料要提供合格證及廠家相關(guān)資料并會(huì)同監(jiān)理進(jìn)行檢查，檢查構(gòu)成支架各個(gè)部分的規(guī)格、尺寸、鍍鋅層厚度，確保支架使用壽命。

其次，要對(duì)安裝質(zhì)量進(jìn)行控制及檢查，特別是支架立柱垂直度的控制及支架固定傾角的檢查，由于上道工序個(gè)別預(yù)埋樁的成型質(zhì)量較差或者預(yù)埋樁鍍鋅層流墜嚴(yán)重造成的垂直度調(diào)整余量不足，致使支架立柱垂直度不能滿足施工要求，這就需要對(duì)支架立柱垂直度進(jìn)行調(diào)整，采用一種專用的垂直度調(diào)整工具，既不需要反復(fù)的進(jìn)行立柱拆裝，也不需要太多的人進(jìn)行操作，簡(jiǎn)便快捷、效率極高（如圖2 所示）。

圖2 立柱垂直度調(diào)整工具

支架安裝完成后，要對(duì)支架各個(gè)節(jié)點(diǎn)螺栓的安裝質(zhì)量進(jìn)行檢查，檢查是否擰緊、防松零件是否齊全有效。用坡度尺對(duì)支架固定傾角進(jìn)行檢查。

最后，會(huì)同監(jiān)理對(duì)支架安裝質(zhì)量進(jìn)行檢查，并形成檢查記錄。

3.7 對(duì)穿螺栓的打孔和固定質(zhì)量控制措施

首先，要對(duì)對(duì)穿螺栓的打孔設(shè)備進(jìn)行檢查，確保安全。

其次，要對(duì)打孔質(zhì)量進(jìn)行控制，由于打孔設(shè)備比較笨重，螺栓孔離地高度為250mm左右，加上打孔時(shí)機(jī)械的振動(dòng)，因此，成孔質(zhì)量不能保證。采用一種專用的支架進(jìn)行輔助打孔，操作起來非常方便、省時(shí)省力（如圖3 所示）。

圖3 鉆孔裝置支撐架體及推力操作桿

最后，要對(duì)對(duì)穿螺栓的安裝質(zhì)量進(jìn)行檢查，檢查是否擰緊、防松零件是否齊全。

3.8 設(shè)計(jì)與施工匹配問題的控制措施

光伏項(xiàng)目的施工盡量采用EPC的模式，這樣方便進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工的溝通，施工人員了解設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)意圖，設(shè)計(jì)人員了解現(xiàn)場(chǎng)的施工情況、了解各道施工工序的施工難點(diǎn)，以期達(dá)到設(shè)計(jì)與施工的完美結(jié)合。

對(duì)于一些不是EPC施工的項(xiàng)目，施工之前要向建設(shè)單位申請(qǐng)進(jìn)行設(shè)計(jì)交底工作，施工過程中，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的施工情況定期、不定期的與設(shè)計(jì)單位進(jìn)行溝通，例如： 對(duì)于一些局部出現(xiàn)巖石的地層要進(jìn)行基礎(chǔ)形式的變更，特別硬的巖石地層可以采用條形基礎(chǔ)同時(shí)局部降低支架高度，減小風(fēng)荷載的影響； 對(duì)于卵石、碎石等一些不易成孔的地層，也需要進(jìn)行基礎(chǔ)形式變更，對(duì)于一些坡度較陡，混凝土澆筑工作量大的部位可以采用螺旋樁等； 對(duì)于一些水位比較高又有腐蝕性的地段，要加強(qiáng)接地及電纜的保護(hù)或者改變敷設(shè)路徑等等。

設(shè)計(jì)要能為施工服務(wù)，同時(shí)，施工要符合設(shè)計(jì)的要求，既方便施工又滿足施工質(zhì)量，還能兼顧美觀的要求。

4 結(jié)語

總而言之，在國家倡導(dǎo)節(jié)能減排以及碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的推動(dòng)下，光伏行業(yè)、特別是一些與光伏發(fā)電相結(jié)合的發(fā)電模式也在隨之進(jìn)行發(fā)展。但是在實(shí)際的工程項(xiàng)目施工中仍然存在著一定的問題需要對(duì)其進(jìn)行有效地解決，并要以項(xiàng)目施工實(shí)際的管理情況為依據(jù)，制定相應(yīng)的具有科學(xué)性和專業(yè)性施工管理和施工質(zhì)量控制措施，以此促進(jìn)整個(gè)工程項(xiàng)目質(zhì)量的提升，對(duì)施工過程中存在的隱患進(jìn)行有效的消除和處理，最終實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目質(zhì)量提升、建筑企業(yè)經(jīng)濟(jì)提升、運(yùn)維成本降低的目的，促進(jìn)光伏行業(yè)在健康發(fā)展的情況下進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展。