海上风电大直径桩基础防冲刷砂被及其施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种海上风电大直径粧基础防冲刷砂被及其施工方法。适用于海上风电工程等技术领域。
【背景技术】
[0002]目前海上风力发电行业已在国内迅速发展起来，单粧基础结构简单、施工快捷，国内外已建的海上风电场中约70%均采用了单粧基础。近年来海上风电工程为节约成本，往往采用较大功率的风电机组，上部风机荷载较大，并且我国沿海海域浅表层多为新近沉积土，容易冲刷，若不采取保护措施则结构物周围容易出现较大的冲刷坑，目前实测的单粧基础周围冲刷深度最深达到5?10m。若不考虑有效的防冲刷措施，其一增加了较多的钢材消耗量，其二容易造成与风机基础连接处的海缆外露，存在较大的安全隐患。目前常见的防冲刷方式为抛石保护，抛石量较多，且抛石在水流长期作用下容易移动、不稳定，而且抛石容易刮伤粧体外壁的防腐涂层，并在施工时容易砸坏海缆保护的J型管。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是:针对上述存在的问题，提供一种海上风电大直径粧基础防冲刷砂被及其施工方法，目的在于保护单粧基础周边海床的稳定，保障上部风电机组的长期安全运行；同时要降低钢材的消耗，保护粧体外壁的防腐涂层及海底电缆安全。
[0004]本发明所采用的技术方案是:海上风电大直径粧基础防冲刷砂被，具有海上风电大直径的单粧基础，海底电缆外端埋于海床面以下，接近单粧基础时呈90°弧形向上与上部的风电机组电气连接，其特征在于:在单粧基础的底部海床面上铺设砂被，所述砂被由对称的左、右两块对合而成，对合后在中部形成的圆孔与单粧基础的底部外径相吻合。
[0005]所述砂被经纵向加筋带和横向加筋带分隔成多个矩形隔仓，隔仓上面再斜压交叉加筋带形成米字形的加筋带结构；每个隔仓上部设有充砂袖口 ；在由纵向加筋带、横向加筋带和交叉加筋带构成的节点上设置吊带。
[0006]所述海底电缆上面铺设电缆砂被并与所述砂被搭接。
[0007]所述单粧基础的周边填充小砂袋。
[0008]所述砂被的厚度控制在200?600mm之间。左、右两块砂被之间有1?2m的重叠区。
[0009]本发明防冲刷砂被的施工方法，包括以下步骤:
[0010]1、根据工程场区的水文条件及预估冲刷坑的大小，确定砂被的尺寸，在陆上基地制作大面积的砂被，并根据受力特点进行分仓，以每隔1?3m设置纵向加筋带，每隔1.5?3m设置横向加筋带，纵、横向加筋带将砂被分成多个隔仓，并采用交叉加筋带斜向压住隔仓面，每个隔仓的上表面设有两个充砂袖口 ；
[0011]2、在纵向加筋带、横向加筋带和交叉加筋带共同形成的节点上设置吊带；
[0012]3、砂被通过运输船和起重船运至已完成单粧基础沉粧的位置，在陆上或船上完成充砂工作，充砂厚度控制在200?600mm ；
[0013]4、起重船钩住吊带起吊砂被，定位后逐步下放至水下，铺设时左、右两块砂被须重叠1?2m ;
[0014]5、对于已敷设了海底电缆的，还需在海底电缆上部覆盖电缆砂被；
[0015]6、最后在单粧基础的周边采用小砂袋填充保护。
[0016]本发明的有益效果是:本发明通过“砂被”对单粧基础周边的海床进行防冲刷保护，“砂被”面积大，与基础外形及海底形态贴合，能有效保护海床的土壤免遭海浪、海流的冲刷，不仅解决了基础周边海床稳定性的问题，同时保障了上部风电机组的长期安全运行。本发明简单易行，可节约大量的钢材和石料消耗，由于砂被、砂袋的保护，单粧基础粧体外壁的防腐涂层可免遭抛石的刮伤，同时也保护了海缆的J型管。
【附图说明】
[0017]图1是本发明的俯视图。
[0018]图2是图1的A-A剖视图。
[0019]图3是本发明中左边的砂被分仓后的平面图。
[0020]图4是图3的B-B剖视图。
【具体实施方式】
[0021]如图1、图2所示，本实施例海上风电大直径粧基础防冲刷砂被应用于海上风电大直径单粧基础3周边海床的保护，海底电缆5的外端埋于海床面以下，接近单粧基础3时呈90°弧形向上折弯与上部的风电机组电气连接，此部位的海床土壤最容易被冲刷成坑。本发明的应对方法是在单粧基础3的底部海床面上铺设大面积整块的砂被1，所述砂被1由对称的左、右两块对合而成(每块砂被都有一个大于半圆的缺口)，对合后在中部形成的圆孔与单粧基础1的底部外径相吻合。铺设时，左、右两块砂被1之间应具有1?2m的重叠区。砂被1的厚度控制在200?600_之间。
[0022]如图3、图4所示，为了使砂被1更加牢固、厚度均匀、便于充砂及吊装，采用纵向加筋带7和横向加筋带8将砂被1分隔成多个隔仓10 (纵横整齐排列)，再用交叉加筋带9斜向压在隔仓上面，这样就形成了米字形的加筋带结构。每个隔仓10的上部设有2个充砂袖口 11。在由纵向加筋带7、横向加筋带8和交叉加筋带9构成的米字形的中心节点上设置吊带12，供起吊时用，吊带12的数量按照砂被的尺寸及隔仓的数量设置。
[0023]—般情况下，砂被1可按照2?9m2进行分仓，根据分仓面积，纵向加筋带7每隔1?3m设置一条，横向加筋带8每隔1.5?3m设置一条。
[0024]如果与风机基础电连接的海底电缆5已经敷设完毕，还应在海缆上面铺设电缆砂被4并与所述砂被1互相搭接。由于受砂被抛填精度等影响，在单粧基础3的周边采用小砂袋6进行填充保护，确保基础的稳定、安全。
[0025]下面通过一个实例施工方法进一步介绍本发明的技术方案:
[0026]1、单粧基础3的直径为6m，根据工程场区的水文条件及预估冲刷坑的大小，确定砂被1的尺寸为16mX 18m，在陆上基地制作砂被1，并根据受力特点进行分仓，按照1.5mX2m进行分仓(隔仓10)，并采用交叉加筋带9斜向压住隔仓进行吊装加强。每个隔仓10的上表面设有2个充砂袖口 11，充砂工作可以在岸上或在船上进行。
[0027]2、在纵向加筋带7、横向加筋带8和交叉加筋带9共同形成的中心节点上设置吊带12，本例在每个节点上均设置一根吊带。
[0028]3、砂被1通过运输船和起重船运至已完成单粧基础3沉粧的位置，本例选择在船上完成充砂工作，砂被1充砂厚度约400mm。
[0029]4、起重船上配备有可自动脱钩的装置(为成熟的现有技术)，该装置钩住吊带12起吊砂被1，定位后逐步下放至水下，临近海床面以上高度时停止，启动自动脱钩装置，砂被铺设到位。检查左、右两块砂被1应重叠2m。
[0030]5、在已敷设的海底电缆5上部覆盖电缆砂被4。
[0031]6、最后在单粧基础3的周边采用小砂袋6填充保护。
【主权项】
1.一种海上风电大直径粧基础防冲刷砂被，具有海上风电大直径的单粧基础(3)，海底电缆(5)外端埋于海床面以下，接近单粧基础时呈90°弧形向上与上部的风电机组电气连接，其特征在于:在单粧基础(3)的底部海床面上铺设砂被(1)，所述砂被(1)由对称的左、右两块对合而成，对合后在中部形成的圆孔与单粧基础(1)的底部外径相吻合。2.根据权利要求1所述的防冲刷砂被，其特征在于:所述砂被⑴经纵向加筋带(7)和横向加筋带(8)分隔成多个矩形隔仓(10)，隔仓上面再斜压交叉加筋带(9)形成米字形的加筋带结构；每个隔仓(10)上部设有充砂袖口(11);在由纵向加筋带(7)、横向加筋带(8)和交叉加筋带(9)构成的节点上设置吊带(12)。3.根据权利要求1或2所述的防冲刷砂被，其特征在于:所述海底电缆(5)上面铺设电缆砂被(4)并与所述砂被(1)搭接。4.根据权利要求3所述的防冲刷砂被，其特征在于:所述单粧基础(3)的周边填充小砂袋(6)。5.根据权利要求1或2所述的防冲刷砂被，其特征在于:左、右两块砂被(1)之间有1?2m的重叠区。6.根据权利要求1或2所述的防冲刷砂被，其特征在于:所述砂被(1)的厚度控制在200?600mm之间。7.一种如权利要求4所述的防冲刷砂被的施工方法，其特征在于包括步骤: 7.1、根据工程场区的水文条件及预估冲刷坑的大小，确定砂被(1)的尺寸，在陆上基地制作大面积的砂被(1)，并根据受力特点进行分仓，以每隔1?3m设置纵向加筋带(7)，每隔1.5?3m设置横向加筋带(8)，纵、横向加筋带将砂被⑴分成多个隔仓(10)，并采用交叉加筋带(9)斜向压住隔仓面，每个隔仓(10)的上表面设有两个充砂袖口(11); 7.2、在纵向加筋带(7)、横向加筋带(8)和交叉加筋带(9)共同形成的节点上设置吊带(12)； 7.3、砂被(1)通过运输船和起重船运至已完成单粧基础(3)沉粧的位置，在陆上或船上完成充砂工作，充砂厚度控制在200?600mm ； 7.4、起重船钩住吊带(12)起吊砂被(1)，定位后逐步下放至水下，铺设时左、右两块砂被⑴须重叠1?2m ; 7.5、对于已敷设了海底电缆(5)的，还需在海底电缆(5)上部覆盖电缆砂被⑷； 7.6、最后在单粧基础(3)的周边采用小砂袋(6)填充保护。
【专利摘要】本发明涉及一种海上风电大直径桩基础防冲刷砂被及其施工方法。本发明的目的是提供一种海上风电大直径桩基础防冲刷砂被及其施工方法，目的在于保护单桩基础周边海床的稳定，保障上部风电机组的长期安全运行；同时要降低钢材的消耗，保护桩体外壁的防腐涂层及海底电缆安全。本发明的技术方案是：海上风电大直径桩基础防冲刷砂被，具有海上风电大直径的单桩基础，海底电缆外端埋于海床面以下，接近单桩基础时呈90°弧形向上与上部的风电机组电气连接，其特征在于：在单桩基础的底部海床面上铺设砂被，所述砂被由对称的左、右两块对合而成，对合后在中部形成的圆孔与单桩基础的底部外径相吻合。本发明适用于海上风电工程等技术领域。<!-- 2 -->
【IPC分类】E02D15/08, E02D31/06, E02D27/52
【公开号】CN105369834
【申请号】CN201510749798
【发明人】戚海峰, 孙杏建, 姜贞强, 郇彩云, 张纯永, 荣洪宝, 周胡
【申请人】中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年11月6日