CN111691423B - 一种海上风电升压站钢管桩内部清泥施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种海上风电升压站钢管桩内部清泥施工工艺，包括S1、测量钢管桩（2）内泥土深度；S2、定位气升式抽泥器；S3、吊装气升式抽泥器：在第一吊耳（61）、第二吊耳（62）、第三吊耳（63）以及第四吊耳（64）上分别设置吊绳组（65），四个吊绳组（65）的一端共同连接至起重船的吊钩（1）上，并将气升式抽泥器起吊至钢管桩（2）的预定位置，使第一导管（31）的抽泥端倾斜伸入钢管桩（2）内，直至第一导管（31）的抽泥端插入钢管桩（2）的泥面内；S4、启动输气组件（4）与输水组件（5）。本发明具有如下优点：提高抽泥效率以及抽泥彻底性，从而保证钢桩的承载力。

Description

一种海上风电升压站钢管桩内部清泥施工工艺

技术领域：

本发明涉及海上风电安装领域，具体地说是一种海上风电升压站钢管桩内部清泥施工工艺。

背景技术：

海上升压站包括桩基础、导管架以及上部组件，桩基础、导管架以及上部组件由下至上依次设置，桩基础竖直打入海底泥面，海上升压站的桩基础由四根钢桩组成。目前海上风电升压站在安装施工时，通常将桩基础插打入海底泥面，再将导管架下方的支撑腿对应插入钢管桩内，最后将上部组件与导管架焊接固定，钢桩插打入泥面后，一段时间内钢桩内泥面因土体与海水隔绝后硬度提高，土体之间的相互挤压而对钢桩侧壁产生一定压桩阻力，对于再次复打钢桩具有一定的局限性，从而影响钢桩的承载力，因此对第一次插打后的钢桩进行彻底的内部清泥，目前在钢管桩清泥时，利用空气负压进行抽泥，通空压机抽气体使钢管桩内形成负压从而使泥抽出，但是对于钢管桩内较大或较硬的泥渣时，这种抽泥效果差，吸力不足容易使泥土在抽泥器内部堆积，进而降低抽泥效率；其次，抽泥器通过起重船在海上竖直吊装至钢管桩时，竖直吊装抽泥器时容易出现晃动，使抽泥器的抽泥端在钢管桩内碰撞钢管桩内壁，影响钢桩结构强度， 抽泥器的抽泥端竖直插入钢管桩的泥面时，若泥渣较硬，则容易堵塞抽泥端，使抽泥无法继续，泥浆进入竖直的抽泥端时受到抽泥端的侧壁阻力，需要抽泥器具有较大的提升力，否则抽泥不彻底。

发明内容：

本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种海上风电升压站钢管桩内部清泥施工工艺，提高抽泥效率以及抽泥彻底性，从而保证钢桩的承载力。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种海上风电升压站钢管桩内部清泥施工工艺，包括

S1、测量钢管桩内泥土深度：测量钢管桩插入海底泥面的深度h1，该深度即为钢管桩内泥土的深度，钢管桩的长度为h2，此时钢管桩内泥面至钢管桩顶端的距离为h，h= h2－h1；

S2、定位气升式抽泥器：气升式抽泥器包括抽泥管组件、输气组件、输水组件以及吊装组件；

抽泥管组件包括依次连接的第一导管、弯管以及第二导管，第一导管的长度大于h，弯管置于第一导管与第二导管之间，且弯管、第一导管与第二导管形成L型状结构，第一导管的内壁具有多个导向板，多个导向板沿着第一导管的延伸方向呈螺旋状盘旋延伸；

输气组件包括置于第一导管上的箱体，箱体与第一导管内部相通，箱体上设有输气管，输气管的进口端设有空压机；

输水组件包括与箱体连通的输水管，输水管的进口端连接有水泵，输水管上具有一输水分管，同时第一导管的进泥端的外边缘设有挡罩，挡罩下端面具有多个出水喷嘴，挡罩与输水分管连通；

吊装组件包括第一吊耳、第二吊耳、第三吊耳以及第四吊耳，第一吊耳固定设置在第一导管上，第二吊耳固定设置在第二导管上，第一吊耳与第二吊耳同轴设置，第三吊耳与第四吊耳位于第一导管的两侧位置，且第三吊耳与第四吊耳以第一吊耳为中心呈轴对称设置；

S3、吊装气升式抽泥器：在第一吊耳、第二吊耳、第三吊耳以及第四吊耳上分别设置吊绳组，四个吊绳组的一端共同连接至起重船的吊钩上，并将气升式抽泥器起吊至钢管桩的预定位置，使第一导管的抽泥端倾斜伸入钢管桩内，直至第一导管的抽泥端插入钢管桩的泥面内；

S4、启动输气组件与输水组件：空压机向箱体内输入压缩空气，水泵向箱体内输入水，箱体内的水和气混合，此时两者混合密度小于箱体周围水的密度，造成压力差从而对抽泥器内的泥浆产生提升力，将钢管桩内的泥浆抽离出钢管桩，水泵流出的另一部分水流经过输水分管向出水喷嘴流出。

本发明的进一步改进在于：第一导管的倾斜角度为10°-15°。

本发明的进一步改进在于：吊绳组包括依次连接的第一卸扣、第一钢丝绳、第二卸扣以及第二钢丝绳，第一卸扣与对应的第一吊耳、第二吊耳、第三吊耳、第四吊耳固定连接，第二钢丝绳与吊钩连接。

本发明的进一步改进在于：相邻两所述第二卸扣之间通过第三钢丝绳连接。

本发明的进一步改进在于：第一吊耳置于箱体的下方位置。

本发明的进一步改进在于：第三吊耳与第四吊耳置于箱体的上方位置。

本发明的进一步改进在于：挡罩向外扩散设置。

本发明的进一步改进在于：挡罩的长度为第一导管直径的3倍。

本发明的进一步改进在于：导向板的厚度为10mm-20mm。

本发明的进一步改进在于：第一导管、弯管与第二导管之间密封式连接。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明对插装完毕后的钢管桩通过倾斜设置的气升式抽泥器进行抽泥工作，倾斜设置的第一导管对抽泥端的泥浆具有一定的导向作用，靠近第一导管的抽泥端的泥浆由于自身重力作用可快速流向第一导管内，钢管桩内部的该端形成一定程度的凹陷，此时远离第一导管的抽泥端的泥浆随着自身重力会流向凹陷处，继续随着抽泥器对泥浆的提升力而流向第一导管内，提高了泥浆水平以及竖向方向的流动性，同时进一步提高了抽泥效率；泥浆在第一导管内经导向板的导向作用，使泥浆在第一导管内呈螺旋流动，提高泥浆的流动性，避免泥浆对第一导管的堵塞，提高抽泥效率以及抽泥的彻底性，便于后期复打钢桩工作，从而保证钢桩的承载力；

2、本发明同时对抽泥器的箱体进行输水及输气，利用抽泥器的内水和气的混合密度小于抽泥器周围的水密度，造成压力差从而对抽泥器内的泥浆产生提升力，输水组件内的水还通过输水分管向挡罩流动，并从出水喷嘴内喷射钢管桩内的泥浆，降低钢管桩内部泥浆的硬度，便于钢管桩内的泥浆快速流向抽泥管组件并流出，提高抽泥效率，同时挡罩的设置起到扩大水流面积的作用。

附图说明：

图1为本发明一种海上风电升压站钢管桩内部清泥施工工艺中气升式抽泥器的结构示意图；

图2为本发明一种海上风电升压站钢管桩内部清泥施工工艺中吊装组件的结构示意图。

图中标号：

1-吊钩、2-钢管桩、3-抽泥管组件、4-输气组件、5-输水组件、6-吊装组件；

31-第一导管、32-弯管、33-第二导管、34-导向板；

41-箱体、42-输气管、43-空压机；

51-输水管、52-水泵、53-输水分管、54-挡罩、55-出水喷嘴；

61-第一吊耳、62-第二吊耳、63-第三吊耳、64-第四吊耳、65-吊绳组；

651-第一卸扣、652-第一钢丝绳、653-第二卸扣、654-第二钢丝绳、655-第三钢丝绳。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

本实施例一种海上风电升压站钢管桩内部清泥施工工艺，包括

S1、测量钢管桩2内泥土深度：测量钢管桩2插入海底泥面的深度h1，该深度即为钢管桩2内泥土的深度，钢管桩2的长度为h2，此时钢管桩2内泥面至钢管桩2顶端的距离为h，h= h2－h1；

S2、定位气升式抽泥器：气升式抽泥器包括抽泥管组件3、输气组件4、输水组件5以及吊装组件6；

抽泥管组件3包括依次连接的第一导管31、弯管32以及第二导管33，第一导管31的长度大于h，弯管32置于第一导管31与第二导管33之间，且所述弯管32、第一导管31与第二导管33形成L型状结构，第一导管31的内壁具有多个导向板34，多个导向板34沿着第一导管31的延伸方向呈螺旋状盘旋延伸；

输气组件4包括置于第一导管31上的箱体41，箱体41与第一导管31内部相通，箱体41上设有输气管42，输气管42的进口端设有空压机43；

输水组件5包括与箱体41连通的输水管51，输水管51的进口端连接有水泵52，输水管51上具有一输水分管53，同时第一导管31的进泥端的外边缘设有挡罩54，挡罩54下端面具有多个出水喷嘴55，挡罩54与输水分管53连通；

吊装组件6包括第一吊耳61、第二吊耳62、第三吊耳63以及第四吊耳64，第一吊耳61固定设置在第一导管31上，第二吊耳62固定设置在第二导管33上，第一吊耳61与第二吊耳62同轴设置，第三吊耳63与第四吊耳64位于第一导管31的两侧位置，且第三吊耳63与第四吊耳64以第一吊耳61为中心呈轴对称设置；

S3、吊装气升式抽泥器：在第一吊耳61、第二吊耳62、第三吊耳63以及第四吊耳64上分别设置吊绳组65，四个吊绳组65的一端共同连接至起重船的吊钩1上，并将气升式抽泥器起吊至钢管桩2的预定位置，使第一导管31的抽泥端倾斜伸入钢管桩2内，直至第一导管31的抽泥端插入钢管桩2的泥面内；

S4、启动输气组件4与输水组件5：空压机43向箱体41内输入压缩空气，水泵52向箱体41内输入水，箱体41内的水和气混合，此时两者混合密度小于箱体41周围水的密度，造成压力差从而对抽泥器内的泥浆产生提升力，将钢管桩2内的泥浆抽离出钢管桩2，水泵52流出的另一部分水流经过输水分管53向出水喷嘴55流出。

进一步的，第一导管31的倾斜角度为10°-15°。

本发明同时对抽泥器的箱体41进行输水及输气，利用抽泥器的内水和气的混合密度小于抽泥器周围的水密度，造成压力差从而对抽泥器内的泥浆产生提升力，输水组件5内的水还通过输水分管53向挡罩54流动，并从出水喷嘴55内喷射钢管桩2内的泥浆，降低钢管桩2内部泥浆的硬度，便于钢管桩2内的泥浆快速流向抽泥管组件3并流出，提高抽泥效率。

本发明对插装完毕后的钢管桩2通过倾斜设置的气升式抽泥器进行抽泥工作，倾斜设置的第一导管31对抽泥端的泥浆具有一定的导向作用，靠近第一导管31的抽泥端的泥浆由于自身重力作用可快速流向第一导管31内，钢管桩2内部的该端形成一定程度的凹陷，此时远离第一导管31的抽泥端的泥浆随着自身重力会流向凹陷处，继续随着抽泥器对泥浆的提升力而流向第一导管31内，提高了泥浆水平以及竖向方向的流动性，同时进一步提高了抽泥效率；泥浆在第一导管31内经导向板34的导向作用，使泥浆在第一导管31内呈螺旋流动，提高泥浆的流动性，避免泥浆对第一导管31的堵塞，提高抽泥效率以及抽泥的彻底性，便于后期复打钢桩工作，从而保证钢桩的承载力。

进一步的，吊绳组65包括依次连接的第一卸扣651、第一钢丝绳652、第二卸扣653以及第二钢丝绳654，第一卸扣651与对应的第一吊耳61、第二吊耳62、第三吊耳63、第四吊耳64固定连接，第二钢丝绳654与吊钩1连接。

进一步的，相邻两第二卸扣653之间通过第三钢丝绳655连接，第三钢丝绳655的设置使各个吊绳组65之间保持一定的稳定性，避免在吊装过程吊绳组65发生晃动而影响气升式抽泥器定位至钢管桩2的内部。

进一步的，第一吊耳61置于箱体41的下方位置。

进一步的，第三吊耳63与第四吊耳64置于箱体41的上方位置。

第一吊耳61、第二吊耳62、第三吊耳63以及第四吊耳64之间的位置关系保证吊装时的稳定性，吊装气升式抽泥器时保持一定平衡度。

进一步的，挡罩54向外扩散设置，挡罩54的设置起到扩大水流面积的作用。

进一步的，挡罩54的长度为第一导管31直径的3倍，进一步扩大水流面积。

进一步的，导向板34的厚度为10mm-20mm，导向板34对第一导管31内的泥浆具有一定导向引流作用，采用一定厚度的导向板34可有效避免导向板34受泥浆冲击力时的结构稳定度。

进一步的，第一导管31、弯管32与第二导管33之间密封式连接，保证抽泥效率。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种海上风电升压站钢管桩内部清泥施工工艺，其特征在于，包括

S1、测量钢管桩（2）内泥土深度：测量钢管桩（2）插入海底泥面的深度h1，该深度即为钢管桩（2）内泥土的深度，钢管桩（2）的长度为h2，此时钢管桩（2）内泥面至钢管桩（2）顶端的距离为h，h= h2－h1；

S2、定位气升式抽泥器：所述气升式抽泥器包括抽泥管组件（3）、输气组件（4）、输水组件（5）以及吊装组件（6）；

所述抽泥管组件（3）包括依次连接的第一导管（31）、弯管（32）以及第二导管（33），所述第一导管（31）的长度大于h，所述弯管（32）置于第一导管（31）与第二导管（33）之间，且所述弯管（32）、第一导管（31）与第二导管（33）形成L型状结构，所述第一导管（31）的内壁具有多个导向板（34），所述多个导向板（34）沿着第一导管（31）的延伸方向呈螺旋状盘旋延伸；

所述输气组件（4）包括置于第一导管（31）上的箱体（41），所述箱体（41）与第一导管（31）内部相通，所述箱体（41）上设有输气管（42），所述输气管（42）的进口端设有空压机（43）；

所述输水组件（5）包括与箱体（41）连通的输水管（51），所述输水管（51）的进口端连接有水泵（52），所述输水管（51）上具有一输水分管（53），同时第一导管（31）的进泥端的外边缘设有挡罩（54），所述挡罩（54）下端面具有多个出水喷嘴（55），所述挡罩（54）与输水分管（53）连通；

所述吊装组件（6）包括第一吊耳（61）、第二吊耳（62）、第三吊耳（63）以及第四吊耳（64），所述第一吊耳（61）固定设置在第一导管（31）上，所述第二吊耳（62）固定设置在第二导管（33）上，所述第一吊耳（61）与第二吊耳（62）同轴设置，所述第三吊耳（63）与第四吊耳（64）位于第一导管（31）的两侧位置，且第三吊耳（63）与第四吊耳（64）以第一吊耳（61）为中心呈轴对称设置；

S3、吊装气升式抽泥器：在第一吊耳（61）、第二吊耳（62）、第三吊耳（63）以及第四吊耳（64）上分别设置吊绳组（65），四个吊绳组（65）的一端共同连接至起重船的吊钩（1）上，并将气升式抽泥器起吊至钢管桩（2）的预定位置，使第一导管（31）的抽泥端倾斜伸入钢管桩（2）内，直至第一导管（31）的抽泥端插入钢管桩（2）的泥面内；

S4、启动输气组件（4）与输水组件（5）：空压机（43）向箱体（41）内输入压缩空气，水泵（52）向箱体（41）内输入水，箱体（41）内的水和气混合，此时两者混合密度小于箱体（41）周围水的密度，造成压力差从而对抽泥器内的泥浆产生提升力，将钢管桩（2）内的泥浆抽离出钢管桩（2），水泵（52）流出的另一部分水流经过输水分管（53）向出水喷嘴（55）流出。

2.根据权利要求1所述一种海上风电升压站钢管桩内部清泥施工工艺，其特征在于，所述第一导管（31）的倾斜角度为10°-15°。

3.根据权利要求1或2所述一种海上风电升压站钢管桩内部清泥施工工艺，其特征在于， 所述吊绳组（65）包括依次连接的第一卸扣（651）、第一钢丝绳（652）、第二卸扣（653）以及第二钢丝绳（654），所述第一卸扣（651）与对应的第一吊耳（61）、第二吊耳（62）、第三吊耳（63）、第四吊耳（64）固定连接，所述第二钢丝绳（654）与吊钩（1）连接。

4.根据权利要求3所述一种海上风电升压站钢管桩内部清泥施工工艺，其特征在于，相邻两所述第二卸扣（653）之间通过第三钢丝绳（655）连接。

5.根据权利要求4所述一种海上风电升压站钢管桩内部清泥施工工艺，其特征在于，所述第一吊耳（61）置于箱体（41）的下方位置。

6.根据权利要求5所述一种海上风电升压站钢管桩内部清泥施工工艺，其特征在于，所述第三吊耳（63）与第四吊耳（64）置于箱体（41）的上方位置。

7.根据权利要求1所述一种海上风电升压站钢管桩内部清泥施工工艺，其特征在于，所述挡罩（54）向外扩散设置。

8.根据权利要求7所述一种海上风电升压站钢管桩内部清泥施工工艺，其特征在于，所述挡罩（54）的长度为第一导管（31） 直径的3倍。

9.根据权利要求1所述一种海上风电升压站钢管桩内部清泥施工工艺，其特征在于，所述导向板（34） 的厚度为10mm-20mm。

10.根据权利要求1所述一种海上风电升压站钢管桩内部清泥施工工艺，其特征在于，所述第一导管（31）、弯管（32）与第二导管（33）之间密封式连接。

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