李光輝 陳艷 王紹丞 羅俊禮

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2401-5042-4331

基金項(xiàng)目：湖南省自然科學(xué)基金科教聯(lián)合項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2020JJ7037）。

作者簡(jiǎn)介：

李光輝（1982—），男，碩士，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)樾履茉窗l(fā)電項(xiàng)目全生命周期研究，

通訊作者：羅俊禮（1983—），女，博士，講師，研究方向?yàn)榻ㄖこ碳夹g(shù)、地基基礎(chǔ)，21493336@qq.com

摘要：首先闡釋了漁光互補(bǔ)光伏電站的內(nèi)涵、作用，其次從地質(zhì)條件、地形地貌、樁基類(lèi)型、樁基設(shè)計(jì)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)5個(gè)方面歸納了樁基礎(chǔ)選型的參考因素，并以陽(yáng)新縣A項(xiàng)目為例，介紹了A項(xiàng)目的樁基礎(chǔ)選型，從施工準(zhǔn)備、施工流程、施工質(zhì)量控制等出發(fā)，最后探討了A項(xiàng)目施工技術(shù)，并整理了A項(xiàng)目施工中的安全風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)控制措施。

關(guān)鍵詞：漁光互補(bǔ)?水域環(huán)境?樁基礎(chǔ)?合理選型

中圖分類(lèi)號(hào)：TM62

在雙碳理念指引下，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)得到長(zhǎng)足發(fā)展，并深度參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，成為我國(guó)構(gòu)建現(xiàn)代能源體系的重要支撐[1]。光伏+農(nóng)業(yè)是當(dāng)前光伏的熱點(diǎn)，主要包括光伏+種植業(yè)、光伏+畜禽業(yè)、光伏+漁業(yè)三大類(lèi)型，其中，光伏+漁業(yè)即漁光互補(bǔ)，涵蓋 光伏與水域養(yǎng)殖結(jié)合、光伏與水產(chǎn)溫室結(jié)合等多種形式，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益[2]。樁基礎(chǔ)施工是漁光互補(bǔ)光伏電站建設(shè)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，由于涉及到水域環(huán)境，樁基礎(chǔ)施工更存在著一定的安全風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。本文以湖北陽(yáng)新縣A項(xiàng)目為例，分析漁光互補(bǔ)光伏電站水域環(huán)境下樁基礎(chǔ)選型與施工技術(shù)。

1?漁光互補(bǔ)光伏電站水域環(huán)境下樁基礎(chǔ)選型

1.1漁光互補(bǔ)光伏電站概況

自2011年江蘇鹽城建成首個(gè)漁光互補(bǔ)光伏電站后，我國(guó)漁光互補(bǔ)光伏電站得到了長(zhǎng)足的發(fā)展[3]，江蘇、湖北、山東等漁業(yè)大省，漁光互補(bǔ)光伏電站走在全國(guó)前列。漁光互補(bǔ)光伏電站具有多重功能，突出表現(xiàn)為以下4點(diǎn)。

一是發(fā)電功能。光伏組件可以將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，為漁業(yè)提供可再生的清潔能源。這有助于減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴(lài)，降低漁業(yè)生產(chǎn)的能源成本，提高漁業(yè)的可持續(xù)發(fā)展性。二是漁業(yè)養(yǎng)殖功能。光伏組件在水面上形成遮陽(yáng)層，可以減少水體的直接日照，降低水溫，改善水質(zhì)環(huán)境。這對(duì)某些漁業(yè)養(yǎng)殖物種來(lái)說(shuō)非常重要，可以提供更適宜的生長(zhǎng)環(huán)境，增加養(yǎng)殖產(chǎn)量和質(zhì)量。三是生態(tài)保護(hù)功能。漁光互補(bǔ)光伏電站可以減少水體的蒸發(fā)和蓄水量的減少，有助于保護(hù)水資源。同時(shí)，光伏組件的安裝還可以提供一定的棲息空間，促進(jìn)水生生物的繁衍和生態(tài)平衡的維持。四是土地節(jié)約功能。相較于傳統(tǒng)的地面或屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)，漁光互補(bǔ)光伏利用了水面空間，節(jié)約了土地資源的利用。這對(duì)土地資源緊張的地區(qū)來(lái)說(shuō)具有重要意義。

1.2漁光互補(bǔ)光伏電站水域環(huán)境下樁基礎(chǔ)選型要點(diǎn)

合理選型是漁光互補(bǔ)光伏電站樁基礎(chǔ)施工的先決條件，當(dāng)前，漁光互補(bǔ)光伏電站的樁型主要有鋼管樁、鋼板樁、混凝土樁、螺旋樁等多種類(lèi)型。選型中，應(yīng)綜合考慮以下五大因素。

一是地質(zhì)條件。對(duì)漁光互補(bǔ)光伏電站來(lái)說(shuō)，通常選擇地質(zhì)條件較好的地區(qū)，如土壤穩(wěn)定、地下水位較低的地方。二是地形地貌。地形地貌對(duì)光伏樁基的選型有一定影響。選擇平坦的地形可以降低基礎(chǔ)施工難度，而選擇地勢(shì)較高的地方可以提高光伏發(fā)電效率。三是樁基類(lèi)型。不同類(lèi)型的樁基有著不同的特點(diǎn)，如鋼管樁強(qiáng)度高、耐腐蝕、施工方便，混凝土強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、施工簡(jiǎn)單。四是樁基設(shè)計(jì)。需要考慮光伏組件的重量、風(fēng)荷載、地震荷載等因素。根據(jù)具體項(xiàng)目的要求，進(jìn)行樁基的設(shè)計(jì)計(jì)算，確保樁基的穩(wěn)定性和安全性。五是環(huán)境影響評(píng)價(jià)。在選型過(guò)程中，還需要進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)，包括對(duì)土地利用、水資源、生態(tài)環(huán)境等方面的影響進(jìn)行評(píng)估，確保項(xiàng)目的可持續(xù)發(fā)展。

1.3陽(yáng)新縣A項(xiàng)目樁基礎(chǔ)選型

A項(xiàng)目位于湖北省陽(yáng)新縣，為交流側(cè)5?MW分布式漁光互補(bǔ)光伏項(xiàng)目，項(xiàng)目位于光能資源豐富地帶，占地面積48畝（約32?000?m2）。在綜合考慮各種因素后，建設(shè)單位選擇螺旋樁作為樁基礎(chǔ)。螺旋樁的優(yōu)點(diǎn)主要有5點(diǎn)。

一是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。螺旋樁由螺旋刀片和樁桿組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便。螺旋刀片可以在土壤中旋轉(zhuǎn)，將土壤擠壓開(kāi)，形成樁基。二是承載能力強(qiáng)。螺旋樁通過(guò)螺旋刀片的旋轉(zhuǎn)，將土壤擠壓開(kāi)，形成樁基。由于螺旋刀片的形狀和數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此可以根據(jù)需要提供較大的承載能力。三是抗風(fēng)能力強(qiáng)。漁光互補(bǔ)光伏項(xiàng)目通常需要面對(duì)較大的風(fēng)荷載，螺旋樁具有較好的抗風(fēng)能力。螺旋樁通過(guò)將土壤擠壓開(kāi)，形成樁基，可以提供較好的抗風(fēng)穩(wěn)定性。四是環(huán)境友好。螺旋樁的安裝過(guò)程不需要使用水泥等材料，不會(huì)產(chǎn)生廢棄物和污染物，對(duì)環(huán)境友好。同時(shí)，螺旋樁可以進(jìn)行拆卸和重復(fù)使用，減少資源浪費(fèi)。五是適應(yīng)性強(qiáng)：螺旋樁適用于各種地質(zhì)條件，包括軟土、沙土、黏土等。它可以根據(jù)不同地質(zhì)條件進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)整，以滿足項(xiàng)目的要求[4-5]。A項(xiàng)目采用的是?114?mm×4.0?mm圓鋼，端部設(shè)2副?300?mm螺旋葉片，共使用2?184根。

2.水域環(huán)境下樁基礎(chǔ)施工情況

2.1施工準(zhǔn)備

A項(xiàng)目施工準(zhǔn)備分為以下三步。

一是場(chǎng)地準(zhǔn)備。A項(xiàng)目橫跨3個(gè)魚(yú)塘，施工前，施工方根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)、場(chǎng)地情況，進(jìn)行干塘清淤、場(chǎng)地平整等工作?？紤]到軟基場(chǎng)地施工中易出現(xiàn)重型設(shè)備沉陷的問(wèn)題，施工方采用預(yù)鋪條形鋼的方法，為設(shè)備材料的進(jìn)場(chǎng)提供條件[5]。條形鋼可重復(fù)利用，不會(huì)導(dǎo)致項(xiàng)目成本的升高。二是材料、設(shè)備準(zhǔn)備。如前所言，A項(xiàng)目采用的為?114?mm×4.0?mm螺旋鋼，長(zhǎng)度8.5?m，材料進(jìn)場(chǎng)后，驗(yàn)收人員采用游標(biāo)卡尺、涂層測(cè)厚儀等設(shè)備，對(duì)螺旋鋼的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，確保進(jìn)場(chǎng)材料無(wú)質(zhì)量瑕疵。機(jī)械設(shè)備主要采用的是改裝后的履帶挖掘機(jī)，其余機(jī)械設(shè)備還有汽車(chē)吊、隨車(chē)吊、全站儀等。三是測(cè)量定位準(zhǔn)備。根據(jù)地質(zhì)條件以及設(shè)計(jì)要求，選定施工測(cè)量定位點(diǎn)，借助經(jīng)緯儀測(cè)出樁中心線，同時(shí)，在岸上設(shè)兩個(gè)控制點(diǎn)，準(zhǔn)備工作完成后，開(kāi)始鉆孔作業(yè)。

2.2施工流程

A項(xiàng)目的施工流程如下。

一測(cè)量放線。施工方根據(jù)施工總平面圖測(cè)量放線，綜合采用經(jīng)緯儀、全站儀以及GPS等儀器設(shè)備，保證放線精度，確保放線精度控制在3?cm以?xún)?nèi)。二是確定打樁位置。依據(jù)放線結(jié)果，確定打樁位置，并采用木條、氣質(zhì)等標(biāo)志物，做好位置標(biāo)記。測(cè)量員利用全站儀等儀器，測(cè)量、復(fù)核每一個(gè)螺旋狀的位置，確保螺旋樁位置符合設(shè)計(jì)要求。三是樁基礎(chǔ)施工。將打樁機(jī)移動(dòng)到樁基位置附近，并將螺旋樁送入固定器，調(diào)整好螺旋樁垂直度后，以加壓裝置將壓力傳遞給螺旋樁，直至螺旋樁鉆到設(shè)計(jì)標(biāo)高。

2.3施工質(zhì)量控制

施工方主要從以下3個(gè)方面采取了施工質(zhì)量控制措施。

一是螺旋樁質(zhì)量控制。螺旋樁易出現(xiàn)鍍鋅涂層磨損的問(wèn)題，而鍍鋅涂層磨損則會(huì)降低螺旋樁的耐腐蝕性。施工方不僅在材料進(jìn)場(chǎng)前進(jìn)行檢查，也會(huì)對(duì)存在磨損的螺旋樁進(jìn)行重新噴漆處理，并二度檢測(cè)，有效降低了因材料問(wèn)題導(dǎo)致的施工質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。二是偏差控制。鉆樁中易出現(xiàn)偏差問(wèn)題，施工方采用分階段觀察法來(lái)減少誤差，在螺旋樁鉆至1/3高度時(shí)，檢查有無(wú)偏差，有偏差則調(diào)整，沒(méi)有偏差則繼續(xù)進(jìn)行，在螺旋樁鉆至1/2高度時(shí)，重復(fù)以上操作。三是速度控制。為防止螺旋樁入土超深，出現(xiàn)樁頂標(biāo)高低于設(shè)計(jì)標(biāo)高的問(wèn)題，施工方高度重視鉆樁的速度控制。

3?水域環(huán)境下樁基礎(chǔ)施工注意事項(xiàng)

3.1安全風(fēng)險(xiǎn)控制

水域環(huán)境下樁基礎(chǔ)施工存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)此，A項(xiàng)目施工方采用了以下的安全風(fēng)險(xiǎn)控制措施。

一是防范水下作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。確保施工人員具備相關(guān)的水下作業(yè)技能和證書(shū)；提供適當(dāng)?shù)膫€(gè)人防護(hù)裝備，如救生衣、潛水面罩等；在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置警示標(biāo)志，提醒人員注意安全；定期進(jìn)行水下作業(yè)培訓(xùn)和演練，提高施工人員的應(yīng)急反應(yīng)能力。二是防范樁基施工風(fēng)險(xiǎn)。在施工前進(jìn)行充分的地質(zhì)勘察和設(shè)計(jì)，確保樁基施工的可行性；嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，確保樁體的垂直度和穩(wěn)定性；定期監(jiān)測(cè)樁基的沉降和傾斜情況，及時(shí)采取補(bǔ)救措施；在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置安全警示標(biāo)志，提醒人員注意施工安全。三是防范電氣安全風(fēng)險(xiǎn)。確保施工人員具備相關(guān)的電氣安全知識(shí)和技能；嚴(yán)格按照電氣設(shè)備的安裝和接線要求進(jìn)行施工；定期檢查和維護(hù)電氣設(shè)備，確保其正常運(yùn)行；在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置電氣安全警示標(biāo)志，提醒人員注意電氣安全。

3.2環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)控制

漁光互補(bǔ)光伏電站建設(shè)的初衷之一是利用太陽(yáng)能發(fā)電改善水質(zhì)環(huán)境，但在樁基礎(chǔ)施工中，易出現(xiàn)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。例如：水域環(huán)境下樁基礎(chǔ)施工，可能會(huì)產(chǎn)生噪音、振動(dòng)和水下擾動(dòng)，這些因素可能會(huì)對(duì)水生生物的生活環(huán)境和行為產(chǎn)生影響，甚至對(duì)其生存造成一定的威脅。再如：水下施工可能會(huì)引起水體懸浮物的懸浮和擴(kuò)散，導(dǎo)致水質(zhì)變差。對(duì)此，A項(xiàng)目施工方采取了以下的控制措施。在施工前對(duì)施工區(qū)域的水生生物、水質(zhì)和水生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估，了解施工可能產(chǎn)生的影響和風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)環(huán)境評(píng)估結(jié)果，采取相應(yīng)的保護(hù)措施，減少對(duì)水生生物、水質(zhì)和水生態(tài)系統(tǒng)的影響。例如：可以采用降噪設(shè)備減少施工噪聲，采用振動(dòng)隔離措施減少施工振動(dòng)，控制廢水排放和化學(xué)物質(zhì)的使用等。在施工過(guò)程中進(jìn)行監(jiān)測(cè)和管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決環(huán)境問(wèn)題?？梢栽O(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)水質(zhì)、水生生物和水生態(tài)系統(tǒng)的變化，及時(shí)采取措施進(jìn)行調(diào)整和修復(fù)[6]。

4結(jié)語(yǔ)

漁光互補(bǔ)光伏項(xiàng)目是一種將光伏發(fā)電與漁業(yè)相結(jié)合的新型能源項(xiàng)目，其通過(guò)在水域中安裝光伏組件，利用太陽(yáng)能發(fā)電，同時(shí)保留了水域的漁業(yè)功能。在漁光互補(bǔ)光伏項(xiàng)目中，樁基礎(chǔ)施工是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。要做好樁型的選擇，并優(yōu)化施工工藝，提高樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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