CN108797631A - 一种导管架多筒负压桶测风塔基础冲刷防护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种导管架多筒负压桶测风塔基础冲刷防护方法，包括以下步骤：S1，通过物理模型试验模拟测风塔基础在海底水流往复作用下的冲刷坑的冲刷范围及局部冲刷深度；S2，负压桶下沉至设计位置及高程后，抛填施工船舶就位，采用定位技术使导向套管到达施工位置；S3，测量施工位置水深，根据水深计算导向套管下沉深度并下沉至指定标高；S4，施工抛填防护层，然后在所述抛填防护层上施工土工格栅层；S5，重复步骤S4。与现有技术相比，本发明采用纯钢结构基础，海流对结构的冲刷影响较小，而对基础周围的土体冲刷则会降低其安全性，采用抛填块石的方式对测风塔基础进行防护更具有针对性。

Description

一种导管架多筒负压桶测风塔基础冲刷防护方法
技术领域
本发明属于海上测风塔基础防护技术领域，具体涉及一种导管架多筒负压桶测风塔基础冲刷防护方法。
背景技术
导管架多筒负压桶复合基础作为海上测风塔新型基础，目前正处于探索阶段，其设计、施工相关技术并不成熟。该基础在使用期内将遭受海流的反复冲刷，造成基础周围一定范围内形成局部冲刷坑，这将降低基础的水平承载力和抗倾覆稳定性。本发明提出了一种导管架多筒负压桶测风塔基础冲刷防护方法。
发明内容
针对上述现有技术的缺点或不足，本发明要解决的技术问题是提供一种导管架多筒负压桶测风塔基础冲刷防护方法，其采用纯钢结构基础，海流对结构的冲刷影响较小，而对基础周围的土体冲刷则会降低其安全性，采用抛填块石的方式对测风塔基础进行防护更具有针对性。
为解决上述技术问题，本发明具有如下构成：
一种导管架多筒负压桶测风塔基础冲刷防护方法，包括以下步骤：S1，通过物理模型试验模拟测风塔基础在海底水流往复作用下的冲刷坑的冲刷范围及局部冲刷深度；S2，负压桶下沉至设计位置及高程后，抛填施工船舶就位，采用定位技术使导向套管到达施工位置；S3，测量施工位置水深，根据水深计算导向套管的下沉深度并下沉至指定标高；S4，施工抛填防护层，并在所述抛填防护层上施工土工格栅层；S5，重复步骤S4。
基于局部冲刷深度确定抛石防护层的厚度及抛石范围，其中，抛填防护层的防护范围顺流方向为(L+3D)*(L+2D)，L为负压桶的中心间距，D为负压桶的直径。
抛填防护层的中值粒径dr50满足以下公式：
其中，ρ为泥沙密度(kg/m3)；V为水流流速(m/s)；K为墩形影响系数，圆形墩取1.5，矩形墩取1.7。
采用GPS定位技术使导向套管到达施工位置。
通过采用挖斗或输送带向导向套管内倾倒石块的方式施工抛填防护层。
施工土工格栅层时，采用深水潜水员下潜固定土工格栅。
所述抛填防护层的厚度大于等于0.5m，且其设置层数为2-3层。
所述土工格栅层的设置层数为2-3层。
所述土工格栅层满布于抛填防护层。
所述抛填防护层由不同粒径的石块组成。
与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：
本发明采用纯钢结构基础，海流对结构的冲刷影响较小，而对基础周围的土体冲刷则会降低其安全性，采用抛填块石的方式更具有针对性；
本发明采用导向套管定向抛填石块方法，对于在较深的水域施工，具有抗波浪流能力强的特点，相比于现有的直接抛填，其抛填范围、抛填厚度控制更为准确。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1：本发明导管架多筒负压桶测风塔基础冲刷防护方法的流程图；
图2：本发明导管架多筒负压桶测风塔基础在海底水流往复作用下的物理模型试验图；
图3：本发明导管架多筒负压桶测风塔基础的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
如图1所示，本实施例导管架多筒负压桶测风塔基础冲刷防护方法，包括以下步骤：
步骤一，通过物理模型试验模拟测风塔基础在海底水流往复作用下的冲刷坑的冲刷范围及局部冲刷深度。
在本实施例中，如图2所示的物理模型试验图，其中，A为本实施例测风塔基础，B为流速测速区，C为石块防护区，M为整流区，N为射流泵。首先通过物理模型试验模拟测风塔基础A在海底水流往复作用下的冲刷坑的发展演化形态、冲刷范围、局部冲刷深度以及最大冲刷深度，同时根据模型试验验证现有计算公式及参数的取值。
根据物理模型计算的局部冲刷深度确定抛填防护层的厚度及抛石范围，其中，抛填防护层的防护范围顺流方向为(L+3D)*(L+2D)，L为负压桶的中心间距，D为负压桶的直径，如图3所示。
在本实施例中，抛填防护层由不同粒径的石块组成，其中，抛填防护层的中值粒径dr50满足以下公式：
其中，ρ为泥沙密度(kg/m3)；V为水流流速(m/s)；K为墩形影响系数，
圆形墩取1.5，矩形墩取1.7。
步骤二，负压桶下沉至设计位置及高程后，抛填施工船舶就位，采用GPS定位技术使导向套管到达施工位置；
步骤三，测量施工位置水深，根据水深计算导向套管下沉深度并下沉至指定标高；
步骤四，施工抛填防护层，并在所述抛填防护层上施工土工格栅层；具体为，通过采用挖斗或输送带向导向套管内倾倒石块的方式施工抛填防护层，其中，抛填防护层的厚度大于等于0.5m；施工土工格栅层时，采用深水潜水员下潜固定土工格栅。
步骤五，重复步骤四，在本实施例中，抛填防护层的设置层数为2-3层，土工格栅层的设置层数为2-3层，其中，土工格栅层满布于抛填防护层。
本发明通过在抛填防护层加入土工格栅层的方式提高其整体性，土工格栅层有效防止了采用纯粹大石块空隙过大防护效果不佳的问题，或者采用小石块，抗水流冲击能力不足的问题，通过采用上覆土工格栅层，可有效固定下层小粒径的石块土工格栅铺设在抛填层中间，即先抛填1层由不同粒径的石块组成的抛填防护层，再在其上铺设土工格栅层，然后继续抛填，其中，土工格栅应满布于抛填防护层。
鉴于该型基础现在见诸文献的防护方式主要从结构自身的冲刷防护角度入手，而实际海流对基础周围的土体的冲刷对基础的安全影响更为明显，本发明主要针对基础周围一定范围内土体的冲刷防护。
与传统的从基础结构角度冲刷防护相比，本发明更符合该型基础特点。由于测风塔设计使用周期较短，本发明基础结构为纯钢结构基础，海流对结构的冲刷影响较小，而对基础周围的土体冲刷则会降低其安全性，采用抛填块石的方式更具有针对性；采用导向套管定向抛填石块方法，对于在较深的水域施工，具有抗波浪流能力强的特点，相比于传统直接抛填，抛填范围、抛填厚度控制更为准确。因此，本发明具有良好的市场应用前景。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限定，参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种导管架多筒负压桶测风塔基础冲刷防护方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，通过物理模型试验模拟测风塔基础在海底水流往复作用下的冲刷坑的冲刷范围及局部冲刷深度；
S2，负压桶下沉至设计位置及高程后，抛填施工船舶就位，采用定位技术使导向套管到达施工位置；
S3，测量施工位置水深，根据水深计算导向套管下沉深度并下沉至指定标高；
S4，施工抛填防护层，然后在所述抛填防护层上施工土工格栅层；
S5，重复步骤S4。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于局部冲刷深度确定抛石防护层的厚度及抛石范围，其中，抛填防护层的防护范围顺流方向为(L+3D)*(L+2D)，L为负压桶的中心间距，D为负压桶的直径。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
抛填防护层的中值粒径dr50满足以下公式：
其中，ρ为泥沙密度(kg/m3)；V为水流流速(m/s)；K为墩形影响系数，圆形墩取1.5，矩形墩取1.7。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用GPS定位技术使导向套管到达施工位置。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过采用挖斗或输送带向导向套管内倾倒石块的方式施工抛填防护层。
6.根据权利要求1或2或4或5所述的方法，其特征在于，施工土工格栅层时，采用深水潜水员下潜固定土工格栅。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述抛填防护层的厚度大于等于0.5m，且其设置层数为2-3层。
8.根据权利要求1或2或7所述的方法，其特征在于，所述土工格栅层的设置层数为2-3层。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述土工格栅层满布于抛填防护层。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述抛填防护层由不同粒径的石块组成。
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