一种海上风电桩周防冲刷固化结构施工方法与流程

本发明涉及海上风电机安装的，尤其是涉及一种海上风电桩周防冲刷固化结构施工方法。

背景技术：

1、在全球化石能源日渐枯竭和气候变化形势严峻的背景下，风能已作为一种可再生、环境影响小的清洁能源，其战略价值日益凸显。海上风能资源丰富，在海上建立风能发电站以成为一种新趋势、新产业。由于海上风能发电站建设在深水海域，海上风电桩周海底泥面主要为淤泥质黏土等软弱土层，钢管桩沉桩完成后，受海底水流影响，极易在桩周形成冲刷坑，降低钢管桩的稳定性。

2、相关技术中，向钢管桩周围的海床面上填充固化土以阻挡海底水流冲刷钢管桩周围的海床面。但是在海底水流较大的位置填充固化土时，填充的固化土凝结前，容易被海底水流冲走，降低固化土的防冲刷效果。

3、针对上述中的相关技术，申请人认为存在以下缺陷：在海底水流较大的位置填充固化土时，固化土容易被海底水流冲走。

技术实现思路

1、为了减少填充过程中固化土被海底水流冲走的情况，本申请提供一种海上风电桩周防冲刷固化结构施工方法。

2、本申请提供的一种海上风电桩周防冲刷固化结构施工方法采用如下的技术方案：

3、一种海上风电桩周防冲刷固化结构施工方法，包括如下步骤：

4、固化土配制：在施工船上完成固化土的配制；

5、地形扫测：采用测量仪器对钢管桩周围设定的填充范围内的地形进行扫测，形成地形图，并记录冲刷坑的发展深度；

6、防护围护搭建：防护围护包括防护网，在设定的填充范围外拉防护网，所述防护网将设定的填充范围环绕至少一圈，所述防护网的下端绑接有重力块，所述重力块下沉至海床面上，所述防护网的上端绑接有浮块，所述浮块悬浮于海水中并低于施工船的下部；

7、固化土填充：根据地形图，采用泵送装置将配制的固化土填充到冲刷坑内，对于发展深度不小于2m的冲刷坑，固化土填满冲刷坑；对于发展深度小于2m的冲刷坑，固化土填满冲刷坑后，继续填充固化土直至达到设定的高度；

8、防护围护拆除：待固化土凝固后，拆除所述防护围护。

9、通过采用上述技术方案，通过在设定的填充范围外拉防护网，防护网降低海底水流的流速，从而降低海底水流对固化土的冲刷力，减少填充过程中固化土被海底水流冲走的情况发生；由于施工过程中需要采用施工船进行配合，施工船较大且需要在钢管桩周围移动，防护网容易被搅到施工船的螺旋桨内而造成螺旋桨损坏，本申请采用浮块连接防护网的上端，使得浮块悬浮在海水中并低于施工船的下部，避免防护网进入到螺旋桨内，从而降低了因为采用防护网而造成施工船的螺旋桨损坏的风险。

10、优选的，所述浮块连接有拉绳，所述拉绳往远离钢管桩的方向斜拉，所述拉绳的下端绑接有锚固块，所述锚固块沉于海床面上。

11、通过采用上述技术方案，拉绳和锚固块对浮块施加一个背向钢管桩的拉力，避免浮块往钢管桩方向移动，保持浮块的位置基本稳定，从而减少海底水流对防护网的稳定性的不利影响，保持防护网稳定；同时拉绳往远离钢管桩的方向斜拉能够避免拉绳和锚固块影响固化土的填充。

12、优选的，所述防护网的网孔的目数为16-100。

13、通过采用上述技术方案，防护网的网孔目数越小，对海底水流的阻挡作用越弱，而防护网的网孔目数越大，海底水流对防护网的作用力越大，容易使得防护网被带离原位置，经过研究，16-100的目数在施工位置的大多数海底水流的作用力下能够保持防护网位置稳定，同时能够将海底水流减弱到需要的程度，避免固化土被冲走。

14、优选的，所述防护网设有多根加强杆，所述加强杆的两端分别固定连接所述防护网的上端和下端。

15、通过采用上述技术方案，加强杆能够保持防护网的上端和下端相互撑开，避免防护网在上下方向上收缩，从而保持防护网的防护范围稳定。

16、优选的，所述泵送装置包括输送泵、泵管和管架，所述输送泵的一端连接所述泵管的一端，所述泵管的中部连接所述管架，所述管架转动连接钢管桩。

17、通过采用上述技术方案，通过管架转动连接钢管桩，能够带动泵管沿钢管桩转动，提高固化土的均匀性，同时方便控制泵管的位置，无需通过调整施工船的位置来实现泵管位置的调节，能够降低施工船碰撞到钢管桩的风险。

18、优选的，所述管架包括连接套和悬臂，所述悬臂的一端固定于所述连接套上；所述连接套包括两块呈半管状的内套板和两块呈半管状的外套板，所述内套板的两端分别固定设有呈半环形的限位条，两块所述内套板可拆卸连接成管状并固定套设于钢管桩外，两块所述外套板可拆卸连接成管状并套设于所述内套板外，所述外套板设于所述内套板的两端的限位条之间，所述外套板转动连接所述内套板，所述悬臂的一端固定于所述外套板上。

19、通过采用上述技术方案，由于海面部分的钢管桩具有防腐蚀的涂层，管架与钢管桩连接时需要避免钢管桩的防腐涂层被破坏，所以通过将内套板固定连接钢管桩，而外套板转动连接内套板，即能够实现带动泵管绕钢管桩转动的功能，又能够避免管架与钢管桩之间的相互磨损，保持钢管桩的防腐涂层完整。

20、优选的，所述限位条的两端和外套板的两端分别固定有耳板，两块所述内套板通过螺栓和螺母连接所述耳板实现可拆卸连接，两块所述外套板通过螺栓和螺母连接所述耳板实现可拆卸连接。

21、通过采用上述技术方案，通过螺栓和螺母连接不同的耳板实现内套板和外套板的可拆卸安装，与抱箍的拆装方法相似，方便快捷。

22、优选的，所述内套板的外壁设有珠槽，两块所述内套板上的珠槽首尾相连成环形，所述珠槽中安装有钢珠，所述外套板的内壁抵接所述钢珠，所述外套板通过钢珠转动连接所述内套板。

23、通过采用上述技术方案，通过钢珠减少外套板的转动阻力，便于外套板转动，同时外套板和内套板之间的压紧力较大的情况下外套板任然能够转动，方便外套板安装时的紧固力的控制。

24、优选的，所述悬臂上安装有调节套，所述调节套滑动套设于所述悬臂外，所述调节套固定连接有管夹。

25、通过采用上述技术方案，通过调节套能够调节泵管与钢管桩之间距离，便于泵管位置的调节。

26、综上所述，本申请的有益技术效果为：通过在设定的填充范围外拉防护网，防护网降低海底水流的流速，从而降低海底水流对固化土的冲刷力，减少填充过程中固化土被海底水流冲走的情况发生；由于施工过程中需要采用施工船进行配合，施工船较大且需要在钢管桩周围移动，防护网容易被搅到施工船的螺旋桨内而造成螺旋桨损坏，本申请采用浮块连接防护网的上端，使得浮块悬浮在海水中并低于施工船的下部，避免防护网进入到螺旋桨内，从而降低了因为采用防护网而造成施工船的螺旋桨损坏的风险。

技术特征：

1.一种海上风电桩周防冲刷固化结构施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种海上风电桩周防冲刷固化结构施工方法，其特征在于：所述浮块(44)连接有拉绳(45)，所述拉绳(45)往远离钢管桩(1)的方向斜拉，所述拉绳(45)的下端绑接有锚固块(46)，所述锚固块(46)沉于海床面上。

3.根据权利要求1所述的一种海上风电桩周防冲刷固化结构施工方法，其特征在于：所述防护网(41)的网孔的目数为16-100。

4.根据权利要求1所述的一种海上风电桩周防冲刷固化结构施工方法，其特征在于：所述防护网(41)设有多根加强杆(42)，所述加强杆(42)的两端分别固定连接所述防护网(41)的上端和下端。

5.根据权利要求1所述的一种海上风电桩周防冲刷固化结构施工方法，其特征在于：所述泵送装置(5)包括输送泵(51)、泵管(52)和管架(53)，所述输送泵(51)连接所述泵管(52)的一端，所述泵管(52)的中部连接所述管架(53)，所述管架(53)转动连接钢管桩(1)。

6.根据权利要求1所述的一种海上风电桩周防冲刷固化结构施工方法，其特征在于：所述管架(53)包括连接套和悬臂(534)，所述悬臂(534)的一端固定于所述连接套上；所述连接套包括两块呈半管状的内套板(531)和两块呈半管状的外套板(532)，所述内套板(531)的两端分别固定设有呈半环形的限位条(533)，两块所述内套板(531)可拆卸连接成管状并固定套设于钢管桩(1)外，两块所述外套板(532)可拆卸连接成管状并套设于所述内套板(531)外，所述外套板(532)设于所述内套板(531)的两端的限位条(533)之间，所述外套板(532)转动连接所述内套板(531)，所述悬臂(534)的一端固定于所述外套板(532)上。

7.根据权利要求6所述的一种海上风电桩周防冲刷固化结构施工方法，其特征在于：所述限位条(533)的两端和外套板(532)的两端分别固定有耳板(537)，两块所述内套板(531)的耳板(537)通过螺栓和螺母连接实现可拆卸连接，两块所述外套板(532)通过的耳板(537)螺栓和螺母连接实现可拆卸连接。

8.根据权利要求6所述的一种海上风电桩周防冲刷固化结构施工方法，其特征在于：所述内套板(531)的外壁设有珠槽，两块所述内套板(531)上的珠槽首尾相连成环形，所述珠槽中安装有钢珠(538)，所述外套板(532)的内壁抵接所述钢珠(538)，所述外套板(532)通过钢珠(538)转动连接所述内套板(531)。

9.根据权利要求6所述的一种海上风电桩周防冲刷固化结构施工方法，其特征在于：所述悬臂(534)上安装有调节套(535)，所述调节套(535)滑动套设于所述悬臂(534)外，所述调节套(535)固定连接有管夹(536)。

技术总结
本申请公开了一种海上风电桩周防冲刷固化结构施工方法，其包括步骤固化土配制、地形扫测、防护围护搭建、固化土填充和防护网拆除，防护围护包括防护网，在设定的填充范围外拉防护网，所述防护网将设定的填充范围环绕至少一圈，所述防护网的下端绑接有重力块，所述重力块下沉至海床面上，所述防护网的上端绑接有浮块，所述浮块悬浮于海水中并低于施工船的下部；采用防护网降低进入填充范围内的海底水流的流速，再填充固化土，待固化土凝固后再拆除防护网。本申请具有减少填充过程中固化土被海底水流冲走的效果。

技术研发人员：佟永录,卿启忠,陈震,魏忠华,王耀武,李芃蓁,姜楠,周建明,葛有东,高儒刚,黄雪峰,李乾睿
受保护的技术使用者：中国铁建港航局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14