海上风电桩基础防冲刷坑及冲刷坑修复系统的制作方法

本发明涉及海上风电桩基础防护，具体涉及一种海上风电桩基础防冲刷坑及冲刷坑修复系统。

背景技术：

1、海上风电的钢管桩基础直径较大，其在海流等因素综合作用下，会在桩基础的周围水体中引起旋涡以及下降水流等流动现象。这些流动现象会冲刷桩基础附近的泥沙，将其带走，进而在桩基础的周围形成明显的冲刷坑。冲刷坑的出现使得桩基础的埋深降低，从而减弱了其的承载能力，引发风电机组倾斜，甚至倒塌的风险。

2、在相关现有技术中，为了避免或者抑制桩基础冲刷的问题，目前存在以下几种方法：抛填法，也就是将砂袋、石块、砼构件等抛填至桩基础周围，保护附近海床；土工布压实法，是以砂被或者连锁排覆盖在桩基础周围，将周围海床覆盖避免冲刷带走原有砂石；仿生水草法，是将仿生水草锚固在桩基础周围的海底预定位置，利用水草的对流动的阻碍作用，使得海水中的泥沙沉降；预留冲刷深度法，是将风电机组埋设深度增加，增加深度根据冲刷坑深度达到最大的情况确定。

3、上述的方法虽然都可以在一定程度上避免冲刷坑的形成，但是，如果防护过程中已经形成了冲刷坑，则无法对已经形成冲刷坑进行自我修复。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的海上风电桩基础的防护方法只能在一定程度满足避免形成冲刷坑，而对已经形成的冲刷坑无法完成自我修复的缺陷，从而提供一种既能避免形成冲刷坑又能对冲刷坑完成自我修复的海上风电桩基础防冲刷坑及冲刷坑修复系统。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种海上风电桩基础防冲刷坑及冲刷坑修复系统，包括：渗沙罩，具有第一中心孔，以套接于海上风电桩基础上，所述渗沙罩内设有环绕所述第一中心孔环向设置的置物腔，所述渗沙罩具有多个孔隙，所述置物腔内设有非致密填充物，以沉淀从所述孔隙进入的泥沙；防沙盖，具有环形壳体以套接于所述海上风电桩基础上，且所述防沙盖位于所述渗沙罩的上方；定位部，适于将所述渗沙罩固定于海床上；其中，所述渗沙罩从所述第一中心孔沿径向到边缘倾斜设置，使得所述渗沙罩在使用状态下与海床之间可形成间隙，所述孔隙与所述置物腔和所述间隙均连通的孔隙。

3、可选地，所述非致密填充物包括砂石，所述非致密填充物在所述置物腔内形成有一定空隙的结构，使得流经所述非致密填充物的海水减速，使得海水中的沙沉降。

4、可选地，所述渗沙罩包括：支撑环，具有所述第一中心孔，适于套接于海上风电桩基础上；第一网层，具有第一孔隙，所述第一网层与所述支撑环连接，所述第一网层形成所述渗沙罩的上表面；第二网层，具有第二孔隙，所述第二网层与所述支撑环连接，所述第二网层形成所述渗沙罩的下表面；其中，所述第一网层与所述第二网层之间形成所述置物腔，所述孔隙包括所述第一孔隙和所述第二孔隙。

5、可选地，所述第一孔隙的孔径大于所述第二孔隙的孔径。

6、可选地，所述第一网层的上表面设有阻流结构，所述阻流结构与所述第一网层的上表面垂直。

7、可选地，所述的海上风电桩基础防冲刷坑及冲刷坑修复系统还包括固沙罩，所述固沙罩具有第二中心孔，所述固沙罩呈环形结构并从第二中心孔沿径向到边缘倾斜设置，所述固沙罩通过所述第二中心孔套接于海上风电桩基础上并位于所述间隙内，所述固沙罩上设有与所述间隙连通的孔隙，所述定位部适于将所述渗沙罩和所述固沙罩固定于海床上。

8、可选地，所述固沙罩的下表面具有反渗微结构，以阻止泥沙从所述间隙渗出所述孔隙。

9、可选地，所述固沙罩包括：固定环，具有所述第二中心孔；骨架，与所述固定环连接；护网，与所述骨架连接，所述护网具有所述孔隙；其中，所述定位部连接到所述骨架上。

10、可选地，所述骨架包括：内圈，适于套接于所述固定环上；径向支撑结构，呈杆状，所述径向支撑结构的一端与所述内圈连接；外圈，与所述径向支撑结构的另一端连接，所述外圈环向设有多个与所述定位部配合插接的连接孔；其中，所述径向支撑结构从所述内圈到所述外圈倾斜设置，所述护网连接于相邻的两个所述径向支撑结构、所述内圈和所述外圈上，多个所述护网连接成环形。

11、可选地，所述外圈和所述径向支撑结构均由耐腐蚀金属材料和包覆于所述耐腐蚀金属材料外部的聚氨酯构成。

12、可选地，所述定位部具有楔形结构。

13、可选地，所述防沙盖的外壁具有导流面，所述导流面从上向下外侧延伸形成弧形，以进行水平导流。

14、本发明技术方案，具有如下优点：

15、1.本发明提供的海上风电桩基础防冲刷坑及冲刷坑修复系统，通过利用渗沙罩，一方面，渗沙罩的上表面可降低水的流速，从而可以增加泥沙与水的分离，使得泥沙沉降下来，从而可以防止冲刷坑的形成。另一方面，降速的泥沙通过孔隙进入置物腔后与非致密填充物相接触，非致密填充物一方面能够增加渗沙罩的重量，可以防止渗沙罩下的泥沙被冲刷，能进一步固定下面的沙粒，防止其扬起，另一方面还可以进一步降低流入渗沙罩中的海水的流速，有利于其中泥沙的沉降。沉降后的泥沙进一步在渗沙罩的覆盖下的间隙内逐渐形成堆积，从而可对冲刷坑进行填充，修复冲刷坑，起到了对冲刷坑的修复作用。

16、2.本发明提供的海上风电桩基础防冲刷坑及冲刷坑修复系统，通过渗沙罩的第一网层、第二网层和非致密填充物，均能够使得流经渗沙罩的海水减速，有助于其中的泥沙沉降。

17、3.本发明提供的海上风电桩基础防冲刷坑及冲刷坑修复系统，通过第一网层的上表面设有阻流结构，阻流结构与第一网层的上表面垂直，能够增加海水的流动阻力，降低海水流速。流速低了，海水中的沙子就会和海水分离，不再随海水流动，从而沉降。

18、4.本发明提供的海上风电桩基础防冲刷坑及冲刷坑修复系统，通过固沙罩可进一步使得留在间隙内的泥沙能够对已经形成的冲刷坑进行填充，完成自我修复。

19、5.本发明提供的海上风电桩基础防冲刷坑及冲刷坑修复系统，通过固沙罩的下表面的反渗微结构，使得进入间隙内的泥沙能够留在间隙内，而不是从孔隙流出可用来沉降周围海水中的泥沙，填补修复冲刷坑。

20、6.本发明提供的海上风电桩基础防冲刷坑及冲刷坑修复系统，通过在防沙盖的外壁设置导流面，导流面从上向下外侧延伸形成弧形，以进行水平导流，使得冲击到防沙盖上的水流能够改变方向，最终沿水平方向流出，从而可减少沿防沙盖的外壁流向固沙罩的水流，避免造成冲刷的流动现象出现。

21、7.本发明提供的海上风电桩基础防冲刷坑及冲刷坑修复系统，固沙罩、防沙盖和渗沙罩均能吊起回收，重复利用，其中，固沙罩减少回收或不回收，作为抑制冲刷的基础设备，渗沙罩可安装在需要修复冲刷坑的机组上，使用完成后回收，补充大颗粒砂石后可再利用，经济效益好。

技术特征：

1.一种海上风电桩基础防冲刷坑及冲刷坑修复系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的海上风电桩基础防冲刷坑及冲刷坑修复系统，其特征在于，所述非致密填充物(32)包括砂石，所述非致密填充物(32)在所述置物腔内形成有一定空隙的结构，使得流经所述非致密填充物(32)的海水减速，使得海水中的沙沉降。

3.根据权利要求1所述的海上风电桩基础防冲刷坑及冲刷坑修复系统，其特征在于，所述渗沙罩(3)包括：

4.根据权利要求3所述的海上风电桩基础防冲刷坑及冲刷坑修复系统，其特征在于，所述第一孔隙的孔径大于所述第二孔隙的孔径。

5.根据权利要求3所述的海上风电桩基础防冲刷坑及冲刷坑修复系统，其特征在于，所述第一网层(33)的上表面设有阻流结构(331)，所述阻流结构(331)与所述第一网层(33)的上表面垂直。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的海上风电桩基础防冲刷坑及冲刷坑修复系统，其特征在于，还包括固沙罩(1)，所述固沙罩(1)具有第二中心孔，所述固沙罩(1)呈环形结构并从第二中心孔沿径向到边缘倾斜设置，所述固沙罩(1)通过所述第二中心孔套接于海上风电桩基础(5)上并位于所述间隙(7)内，所述固沙罩(1)上设有与所述间隙(7)连通的孔隙，所述定位部(4)适于将所述渗沙罩(3)和所述固沙罩(1)固定于海床上。

7.根据权利要求6所述的海上风电桩基础防冲刷坑及冲刷坑修复系统，其特征在于，所述固沙罩(1)的下表面具有反渗微结构，以阻止泥沙从所述间隙(7)渗出所述孔隙。

8.根据权利要求6所述的海上风电桩基础防冲刷坑及冲刷坑修复系统，其特征在于，所述固沙罩(1)包括：

9.根据权利要求8所述的海上风电桩基础防冲刷坑及冲刷坑修复系统，其特征在于，所述骨架(12)包括：

10.根据权利要求9所述的海上风电桩基础防冲刷坑及冲刷坑修复系统，其特征在于，所述外圈(123)和所述径向支撑结构(122)均由耐腐蚀金属材料和包覆于所述耐腐蚀金属材料外部的聚氨酯构成。

11.根据权利要求1至5中任一项所述的海上风电桩基础防冲刷坑及冲刷坑修复系统，其特征在于，所述定位部(4)具有楔形结构。

12.根据权利要求1至5中任一项所述的海上风电桩基础防冲刷坑及冲刷坑修复系统，其特征在于，所述防沙盖(2)的外壁具有导流面(21)，所述导流面(21)从上向下外侧延伸形成弧形，以进行水平导流。

技术总结
本申请属于海上风电桩基础防护技术领域，提供了一种海上风电桩基础防冲刷坑及冲刷坑修复系统，包括：渗沙罩，具有第一中心孔，以套接于海上风电桩基础上，渗沙罩内设有环绕第一中心孔设置的置物腔，渗沙罩具有多个孔隙，置物腔内设有非致密填充物，以沉淀从孔隙进入的泥沙；防沙盖，具有环形壳体以套接于海上风电桩基础上，且防沙盖位于渗沙罩的上方；定位部，适于将渗沙罩固定于海床上；其中，渗沙罩在使用状态下与海床之间可形成间隙，孔隙与置物腔和间隙均连通。通过利用渗沙罩使泥沙沉降，降速的泥沙通过孔隙进入置物腔后与非致密填充物相接触，进一步在间隙内逐渐形成堆积，从而可防出现冲刷坑并对出现的冲刷坑进行填充以修复。

技术研发人员：马哲,杨静,孙勇,李鹏,高峻泽,邱彦靓
受保护的技术使用者：中国长江三峡集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14