提高农光互补光伏支架安装质量管理探析

侯学强

（山西四建集团有限公司，山西 太原 030000）

第七十五届联合国大会上庄严宣告“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030 年前达到峰值，努力争取2060 年前实现碳中和”，进一步推动了新能源产业的快速发展，为了相应国家节能减排以及碳达峰、碳中和的要求，光伏产业得到了突飞猛进的发展，截止2020 年，中国光伏产业已经连续六年稳居世界首位。而且随着地面光伏的快速发展，传统的山地光伏等需要大面积占用土地的模式已经不再那么的受欢迎，取而代之的是一些屋顶光伏、渔光互补、牧光互补以及农光互补等。这些形式的光伏不仅能够满足施工生产以及养殖、种植的要求，而且能够实现光伏发电的二次收益，可以获得更大的经济效益和社会效益。但是这些形式的光伏发电模式需要更高的支架高度，需要更高的支架安装质量。在行业的发展过程中，其自身管理以及施工方法中还存在一定的缺陷，导致光伏支架安装质量问题频出。因光伏支架安装质量造成的各种损失以及各种问题频繁发生，基于此应对其进行光伏支架安装质量施工管理和优化，进而促进光伏支架安装质量得以全面提升，增加工程的建设水准，为日后投入应用提供相应的保证。

1 工程概况

石楼县2018 年26.2MW 村级光伏扶贫电站建设项目位于石楼县灵泉镇境内，基础采用钻孔灌注预埋桩，钻孔深度2.5m，孔径250mm，桩长2650mm，入土深度2500mm，出地面150mm做护脚。采用2 ×9阵列布置，前立柱高度2.5m，后立柱高度3.57m，立柱前后距离1.9m，左右距离2.8m，倾斜角33°，前后阵列间距8.8m，要求前排光伏板离地高度不得低于2m。光伏支架2m以下范围内以种植低矮作物以及受光照影响较小作物为主。

2 农光互补光伏支架安装过程中存在的问题

农光互补光伏支架的安装质量与安装过程中的各项工序都有不可分割的关系，包括桩位放点、钻孔、预埋桩混凝土浇筑及安装、支架安装以及对穿螺栓的打孔与固定。其次，还受到设计因素的制约，设计单位对当地的地质条件、风霜雨雪等气候条件的掌握以及设计与施工的结合是否紧密等因素都会影响农光互补光伏支架的安装质量。因此，接下来关于农光互补光伏支架的安装质量主要从以上提到的六个方面进行分析和研究。

2.1 桩位放点直线度、间距、方正控制较差

桩位放点是光伏支架安装质量控制的第一步，也是至关重要的一步。施工过程中由于操作人员素质参差不齐、放点设备的精度以及设备的检定质量不稳定致使放点时桩位的前后排间距、左右间距、整排的直线度以及整组的方正存在偏差。

2.2 钻孔深度、垂直度、直线度控制较差

钻孔是光伏支架安装质量控制的第二步，钻孔过程中由于钻孔机械性能的稳定性、操作人员的技术水平以及光伏场区对放点标识的成品保护措施不到位导致钻孔的深度不够、孔的垂直度偏差较大、前后左右排孔的直线度偏差较大。

2.3 混凝土浇筑质量及预埋桩安装质量控制较差

混凝土浇筑质量及预埋桩的安装质量是控制农光互补支架安装质量所有工序中最重要的一步，主要是因为混凝土的浇筑质量直接影响到后期农光互补支架在大风、雨雪等恶劣天气下是否能够满足支架抗拔、抗侧压力的能力。同时，预埋桩的垂直度直接影响到后期农光互补支架立柱的垂直度，预埋桩的直线度直接影响到后期农光互补支架立柱的直线度，所以混凝土浇筑质量以及预埋桩安装质量是影响农光互补光伏支架安装质量最重要的一步。但是施工过程中受限于钻孔后对孔的保护、混凝土的浇筑和振捣、施工人员的技术水平、前期施工场地的平整等问题致使施工质量很难控制到要求的精度范围内。

2.4 支架安装质量不满足要求

支架的安装质量是农光互补光伏支架安装质量控制中最为直观的一个工序，施工中受限于施工人员的技术水平、预埋桩的成型质量、进场材料的质量等经常会出现很多问题，例如： 立柱垂直度和直线度偏差较大、支架的固定倾角控制不到位、支架上各个节点的螺栓固定不满足要求等问题。

2.5 对穿螺栓的打孔和固定质量较差

对穿螺栓的打孔和固定是农光互补光伏支架安装质量控制的最后一道工序，对穿螺栓的固定质量关系到整个支架的固定质量，对穿螺栓孔位打偏的话需要进行扩孔，改变了支架立柱的受力性能，降低了使用寿命。施工中受限于施工人员的技术水平、对打孔机械的操作方法等因素常会出现孔位打偏、孔位不水平以及对穿螺栓固定不牢固等问题。

2.6 设计与施工不匹配

局限于设计人员的技术水平以及设计人员对现场地质条件、气候条件以及施工工艺的不熟悉，设计中经常也会出现基础形式与支架安装不匹配或者基础形式不满足支架承载力，致使基础在风雪荷载的长期拉拔作用下，预埋桩被逐渐的拔出地面，致使支架整体倾倒或者组件大面积损坏。

3 优化施工管理及施工工艺以提高农光互补光伏支架安装质量探析

针对以上所述影响农光互补光伏支架安装质量的六个方面，接下来从以下八个方面对以上所述的问题进行针对性的控制和改进，以期达到农光互补光伏支架的安装质量要求。

3.1 强化现场施工人员综合素质

施工过程中施工人员对于光伏支架安装质量的控制具有直接的影响，因此对整个光伏项目的施工以及整体施工质量具有至关重要的作用。实际施工人员的综合素质越高、专业能力越强，其执行能力越强，对于工程施工管理水平的提升越有帮助。因此，为提高施工质量，在施工中必须运用有专业知识和专业能力的施工人员，对没有施工经验的施工人员进行岗前培训与考试，在不断进行专业化素质的培训中有效提升自身的专业水平和专业技能，进而促进自身综合素质的提升。其次，要做好施工的交底工作，对于一些先进的施工工艺要切实交底到每位施工人员，最好采用BIM或者图文结合的方式，让每位施工人员有一个直观的感觉，技术交底工作要细化到每颗螺栓的安装，同时要让所有参与交底人员签字。最后，要严格落实样板先行制度，对于样板施工过程中发现的问题要制定针对性的整改措施，同时要满足施工的标准。后续到场的施工人员要严格按照样板区的标准进行施工，让工人了解施工现场的质量要求及检验标准，在不断提高工人素质的基础上打造一个高标准的项目。

3.2 完善施工现场管理制度

为了在实际施工中提升农光互补光伏支架的施工质量，除了对施工管理人员综合素质进行提升外，还需建立和不断完善施工过程管理制度，根据现场施工情况制定合理化的管理制度，使其在进行实际管理时能够具有时效性和科学性。在进行管理制度的制定中，只有根据实际的施工工艺流程量身打造制定规范性的规章制度，才能确保制度实施过程中，能够对整体工作的开展具有约束性的实际效果。以此保证施工过程的有序性和合理性，进而通过管理制度来进行制定相应奖惩措施，以此提高工作人员对规章制度的执行力度。

3.3 桩位放点直线度、间距、方正控制措施

关于施工人员技术水平的措施上面已经叙述相应的控制措施，接下来主要从技术方面和实际施工操作工艺方面进行控制。

首先，进入施工现场的放线设备要提供设备检定的报告，同时要与测绘局提供的桩位进行复核，确保设备的精度没有问题。

其次，在桩位放点完毕后，要由项目质量检测人员对点位的坐标、前后左右排的间距以及整组的方正进行检查并形成检查记录，检查记录要体现现场的测量数据、测量部位、时间以及监理见证情况、采用的设备规格型号等信息。

最后要进行桩位的有效标识和保护，常规的标识采用木头筷子绑扎红布条或者刷油漆的方式进行标识，清晰明了（如图1 所示）。

图1 桩位方正检查及预埋桩混凝土浇筑方正控制工具

3.4 钻孔深度、垂直度、直线度控制措施

首先，钻孔机械进场后要提供钻孔机械的相关资料以及钻孔人员的操作证书，同时对钻孔机械进行检查，确保安全保护措施到位。在钻孔机械的钻杆上要用红油漆或者反光条对钻孔深度进行标识，标识要醒目清晰。钻孔过程中要确保钻杆中心与之前放点插到点位的筷子重合。

其次，钻孔后要采用尺量或者用PVC管标识高度的方式进行钻孔深度的检查，对于整排的直线度采用拉通线的方式进行检查。

最后，要做好孔位的成品保护工作，将钻孔钻杆提升出的土清理干净，避免人员或者车辆行走将孔边土带到孔中，将孔的深度变小或者桩间土不密实。

3.5 混凝土浇筑质量及预埋桩安装质量控制措施

首先，进场的混凝土要检查合格证、配合比等资料，预埋桩要检查出厂合格证及生产厂家的相关资料，同时由监理进行验收。预埋桩要注意检查壁厚、镀锌层厚度，确保使用周期内的质量。注意检查镀锌层流坠情况，避免后期立柱插到预埋桩孔时调节余量太少导致的垂直度控制困难。

其次，混凝土浇筑过程中要注意孔位提前浇水进行湿润以及混凝土的振捣工作，振捣棒的长度、直径以及振动频率要与孔深、孔径相匹配。混凝土浇筑过程中，要重点控制预埋桩的垂直度、直线度以及方正，垂直度采用靠尺进行检查，直线度采用拉通线的方式进行检查，方正采用以上提到的方正检测及控制工具进行检查，在混凝土初凝之前将各项数据检查完毕，根据检查情况及时进行整改。直到满足施工标准。

最后，要加强混凝土的养护工作，因地处山地缺少水源，因此预埋桩浇筑混凝土采用涂刷养护液后套塑料袋的方式进行养护。同时，要注意成品保护工作，避免施工过程中车辆或者人员行走破坏桩头混凝土。

3.6 支架安装质量控制措施

首先，进场的支架材料要提供合格证及厂家相关资料并会同监理进行检查，检查构成支架各个部分的规格、尺寸、镀锌层厚度，确保支架使用寿命。

其次，要对安装质量进行控制及检查，特别是支架立柱垂直度的控制及支架固定倾角的检查，由于上道工序个别预埋桩的成型质量较差或者预埋桩镀锌层流坠严重造成的垂直度调整余量不足，致使支架立柱垂直度不能满足施工要求，这就需要对支架立柱垂直度进行调整，采用一种专用的垂直度调整工具，既不需要反复的进行立柱拆装，也不需要太多的人进行操作，简便快捷、效率极高（如图2 所示）。

图2 立柱垂直度调整工具

支架安装完成后，要对支架各个节点螺栓的安装质量进行检查，检查是否拧紧、防松零件是否齐全有效。用坡度尺对支架固定倾角进行检查。

最后，会同监理对支架安装质量进行检查，并形成检查记录。

3.7 对穿螺栓的打孔和固定质量控制措施

首先，要对对穿螺栓的打孔设备进行检查，确保安全。

其次，要对打孔质量进行控制，由于打孔设备比较笨重，螺栓孔离地高度为250mm左右，加上打孔时机械的振动，因此，成孔质量不能保证。采用一种专用的支架进行辅助打孔，操作起来非常方便、省时省力（如图3 所示）。

图3 钻孔装置支撑架体及推力操作杆

最后，要对对穿螺栓的安装质量进行检查，检查是否拧紧、防松零件是否齐全。

3.8 设计与施工匹配问题的控制措施

光伏项目的施工尽量采用EPC的模式，这样方便进行设计与施工的沟通，施工人员了解设计人员的设计意图，设计人员了解现场的施工情况、了解各道施工工序的施工难点，以期达到设计与施工的完美结合。

对于一些不是EPC施工的项目，施工之前要向建设单位申请进行设计交底工作，施工过程中，要根据现场的施工情况定期、不定期的与设计单位进行沟通，例如： 对于一些局部出现岩石的地层要进行基础形式的变更，特别硬的岩石地层可以采用条形基础同时局部降低支架高度，减小风荷载的影响； 对于卵石、碎石等一些不易成孔的地层，也需要进行基础形式变更，对于一些坡度较陡，混凝土浇筑工作量大的部位可以采用螺旋桩等； 对于一些水位比较高又有腐蚀性的地段，要加强接地及电缆的保护或者改变敷设路径等等。

设计要能为施工服务，同时，施工要符合设计的要求，既方便施工又满足施工质量，还能兼顾美观的要求。

4 结语

总而言之，在国家倡导节能减排以及碳达峰、碳中和目标的推动下，光伏行业、特别是一些与光伏发电相结合的发电模式也在随之进行发展。但是在实际的工程项目施工中仍然存在着一定的问题需要对其进行有效地解决，并要以项目施工实际的管理情况为依据，制定相应的具有科学性和专业性施工管理和施工质量控制措施，以此促进整个工程项目质量的提升，对施工过程中存在的隐患进行有效的消除和处理，最终实现项目质量提升、建筑企业经济提升、运维成本降低的目的，促进光伏行业在健康发展的情况下进行可持续发展。