CN113389226B - 一种海上风电基础防冲刷结构施工方法 - Google Patents

一种海上风电基础防冲刷结构施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种海上风电基础防冲刷结构施工方法，步骤如下：S1、采用运输船将护筒以及护底层运输至施工场地并连接固定为一个整体结构；S2、利用起重船吊机起吊整体结构至海上风电基础上方并保持护底层上开设的各通孔的中轴线与形成海上风电基础的各风电桩的中轴线分别一一重合后，吊机平稳下放整体结构至泥面位置；S3、依靠护筒自重或加压的方式使护筒平稳沉入至海底泥土中；S4、向护底层的土工布上均匀铺设若干个块石、预制块体和/或袋装沙袋，形成在压护块体层；该施工方法简单易行，可有效防止复杂海况及复杂环境下的海底冲刷，避免海上风电基础结构失稳，且其应用设施的制造成本和施工造价成本均较低，具有很好的市场应用和推广前景。

Description

一种海上风电基础防冲刷结构施工方法
技术领域
本发明涉及海上风电技术领域，特别涉及一种海上风电基础防冲刷结构施工方法。
背景技术
海上风能是一种清洁可再生能源，具有资源分布广、开发潜力大、环境影响小、可循环使用、永不枯竭的特点，已成为我国重点发展的能源领域。另一方面，随着我国海上风电项目在近海浅水区域和潮间带区域的大规模开发，近海区域可开发利用的风电资源逐渐减少，海上风电正逐步将向深海、远海发展，海况更加复杂、环境更加恶劣，如海底冲刷造成海上风电基础失稳，将造成极大的损失。
发明内容
本发明的目的是提供一种保证海上风电基础结构的稳定性的海上风电基础防冲刷结构施工方法。
为此，本发明技术方案如下：
一种海上风电基础防冲刷结构施工方法，步骤如下：
S1、采用运输船将与海上风电基础的尺寸相适应的护筒以及护底层运输至施工场地并将二者连接固定为一个整体结构；其中，
护筒为预制为一个整体的筒体结构或预制为均匀分布为多节的分体式筒体结构，筒体的内径满足能够将形成海上风电基础的全部风电桩内置于筒体内侧，且护筒的上部侧壁的厚度大于其下部侧壁的厚度；护底层由柔性支撑网和铺设在柔性支撑网上表面的至少一层土工布构成；护底层的外径与护筒的外径一致，其上开设有与形成海上风电基础的风电桩的数量及位置相适应的通孔，且各通孔的内径与各风电桩的外径一致；柔性支撑网固定在护筒顶面上，土工布固定在柔性支撑网的上表面上；
S2、利用起重船吊机连接护筒顶端外壁上沿周向均布设置的四个吊耳，起吊护筒及护底层构成的整体结构至海上风电基础上方并保持护底层上开设的各通孔的中轴线与形成海上风电基础的各风电桩的中轴线分别一一重合后，吊机平稳下放整体结构至泥面位置；
S3、根据泥面下方地质类型，选择适当的方式使护筒平稳沉入至海底泥土中：
1)当泥面下方地质为淤泥土、软土地质，选择护筒依靠其自重可沉入至海底泥土中，直至护筒顶面与海底泥土顶面齐平；
2)当泥面下方地质为硬质黏土、砂性土的较硬土质，则在护筒上安装均匀布置并安装多根加压管道，以加压充水或加压充气的方式带动护筒平稳下沉至海底泥土中，直至护筒顶面与海底泥土顶面齐平；
S4、待护筒入泥稳定后，向护底层的土工布上均匀铺设若干个块石、预制块体和/或袋装沙袋，形成在压护块体层。
进一步地，在步骤S1中，在护底层的各通孔的边缘处均沿轴向向上延伸形成有一圈护桩层；护桩层的结构与护底层结构相同且与护底层一体成型。
进一步地，在步骤S1中，整体结构中还加装有养殖层，其包括多根养殖网柱、环形养殖网圈梁和一块或多块养殖网；其中，多根养殖网柱沿圆周方向均布设置在护底层的边缘处，且其底端固定在护底层的柔性支撑网上或穿过护底层固定在护筒顶面上；养殖网圈梁固定在多根养殖网柱的顶端，养殖网围设在多根养殖网柱之间，使养殖层为一个独立的养殖空间。
进一步地，在步骤S3中，多根加压管道可拆卸地固定在护筒的内壁上、外壁上、或设置在自护筒顶面开设并贯通至护筒底面的多条轴向通道内。
进一步地，养殖层的轴向高度满足其顶部位于海水面上方。
进一步地，护筒的径向截面为圆形、方形、六边形、八边形或其它多边形。
进一步地，护筒的轴向高度为3～15m。
进一步地，护筒为混凝土制护筒或钢制护筒；支撑网为柔性钢丝绳网。
与现有技术相比，该海上风电基础防冲刷结构施工方法简单易行，可有效防止复杂海况及复杂环境下的海底冲刷，避免海上风电基础结构失稳，且其应用设施的制造成本和施工造价成本均较低，具有很好的市场应用和推广前景。
附图说明
图1为采用本发明实施例1的海上风电基础防冲刷结构施工方法的步骤S1 和步骤S2形成的防冲刷结构的结构示意图；
图2为采用本发明实施例1的海上风电基础防冲刷结构施工方法形成的防冲刷结构的断面图；
图3为本发明实施例2的海上风电基础防冲刷结构施工方法中的护筒套装在钢管桩外侧的结构示意图；
图4为本发明实施例2的海上风电基础防冲刷结构施工方法中的护底层的支撑网固定在护筒顶面上的俯视图；
图5为采用本发明实施例2的海上风电基础防冲刷结构施工方法的步骤S1 和步骤S2形成的防冲刷结构的结构示意图；
图6为采用本发明实施例3的海上风电基础防冲刷结构施工方法的步骤S1 和步骤S2形成的防冲刷结构的结构示意图；
图7为本发明实施例4的海上风电基础防冲刷结构施工方法中步骤S1的养殖层的结构示意图；
图8为采用本发明实施例4的海上风电基础防冲刷结构施工方法形成的防冲刷结构的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。
实施例1
如图1和图2所示，一种海上风电基础防冲刷结构施工方法，其步骤如下：
S1、采用运输船将与海上风电基础的尺寸相适应的护筒2以及护底层3运输至施工场地并将二者连接固定为一个整体结构；具体地，
护筒2预制为整体型的筒体结构，且护筒2的上部侧壁的厚度大于其下部侧壁的厚度，使其具有一定的结构强度；根据该护筒2安装位置的海底冲刷情况，该护筒的轴向高度设计为10m；
护底层3由柔性支撑网3a和铺设在柔性钢丝绳网3a上表面的至少一层土工布构成；护底层3的外径与护筒2的外径一致，其上开设有与形成海上风电基础的风电桩1的数量及位置相适应的通孔，且各通孔的内径与各风电桩1的外径一致；如图5所示，安装时，柔性钢丝绳网3a固定在护筒顶面上，土工布固定在柔性支撑网3a的上表面上；
S2、利用起重船吊机连接护筒2顶端外壁上沿周向均布设置的四个吊耳7，起吊护筒2及护底层3构成的整体结构至海上风电基础上方并保持护底层3上开设的各通孔的中轴线与形成海上风电基础的各风电桩1的中轴线分别一一重合后，吊机平稳下放整体结构至泥面位置；
S3、基于泥面下方地质类型为淤泥土、软土地质，选择护筒2依靠其自重可沉入至海底泥土中，直至护筒顶面与海底泥土顶面齐平；
S4、待护筒2入泥稳定后，向护底层3的土工布上均匀铺设若干个块石、预制块体和/或袋装沙袋，形成在压护块体层4。
实施例2
如图3、图4和图5，一种海上风电基础防冲刷结构施工方法，其实步骤基本与实施例1相同，不同之处在于：
在步骤S3中，基于泥面下方地质类型为硬质黏土、砂性土的较硬土质，则在护筒2上安装均匀布置并安装多根加压管道5，以加压充水或加压充气的方式带动护筒2平稳下沉至海底泥土中，直至护筒2顶面与海底泥土顶面齐平；
其中，多根加压管道5设置在自护筒顶面开设并贯通至护筒底面的多条轴向通道内；多条轴向通道为制作护筒2的过程中预制形成，并在每条轴向孔道内安装钢制加压管道成型后运输至施工现场。
实施例3
如图6所示，一种海上风电基础防冲刷结构施工方法，其实步骤基本与实施例1相同，不同之处在于：
在步骤S1中，在护底层3的各通孔的边缘处均沿轴向向上延伸形成有一圈护桩层；护桩层的结构与护底层3的结构相同，其由包覆在钢管桩外侧的一圈柔性支撑网和覆在柔性支撑网外表面的一层土工布构成，且护桩层与护底层3一体成型制造而成。该护底层3的结构改进能够有效防止护底与钢管桩接触不紧密，防止 连接部位有海底泥土外露出来，影响防冲刷效果。
实施例4
如图7和图8所示，一种海上风电基础防冲刷结构施工方法，其实施步骤基本与实施例1相同，不同之处在于：
在步骤S1中，整体结构中还包括有养殖层，其由多根养殖网柱9、环形养殖网圈梁8和多块养殖网10构成；其中，多根养殖网柱9沿圆周方向均布设置在护底层3的边缘处，且其底端固定在护底层3的柔性支撑网3a上或穿过护底层固定在护筒顶面上；养殖网圈梁8固定在多根养殖网柱9的顶端，多块养殖网10 分别固定在每相邻的两根养殖网柱9之间，使养殖层为一个独立的养殖空间；其中，养殖层的轴向高度满足其顶部位于海水面11的上方。
该养殖层通过多根养殖网柱9、养殖网圈梁8和养殖网10在位于压护块体层 4的上方形成一个能够进行海洋生物养殖的独立养殖网区。
需要说明的是，本发明未详细公开的部分属于本领域的公知技术；此外，尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均为保护之列。

Claims (7)

1.一种海上风电基础防冲刷结构施工方法，其特征在于，步骤如下：
S1、采用运输船将与海上风电基础的尺寸相适应的护筒(2)以及护底层(3)运输至施工场地并连接固定为一个整体结构；其中，
护筒(2)为预制为一个整体的筒体结构或预制为均匀分布为多节的分体式筒体结构，筒体的内径满足能够将形成海上风电基础的全部风电桩(1)内置于筒体内侧，且护筒(2)的上部侧壁厚度大于其下部侧壁厚度；护底层(3)由柔性支撑网(3a)和铺设在柔性支撑网(3a)上表面的至少一层土工布构成；护底层(3)的外径与护筒(2)的外径一致，其上开设有与形成海上风电基础的风电桩(1)的数量及位置相适应的通孔，且各通孔的内径与各风电桩的外径一致；柔性支撑网(3a)固定在护筒顶面上，土工布固定在柔性支撑网(3a)的上表面上；在护底层(3)的各通孔的边缘处均沿轴向向上延伸形成有一圈护桩层；护桩层的结构与护底层(3)结构相同且与护底层(3)一体成型；
S2、利用起重船吊机连接护筒(2)顶端外壁上沿周向均布设置的四个吊耳(7)，起吊护筒(2)及护底层(3)构成的整体结构至海上风电基础上方并保持护底层(3)上开设的各通孔的中轴线与形成海上风电基础的各风电桩(1)的中轴线分别一一重合后，吊机平稳下放整体结构至泥面位置；
S3、根据泥面下方地质类型，选择适当的方式使护筒平稳沉入至海底泥土中：
1)当泥面下方地质为淤泥土、软土地质，选择护筒(2)依靠其自重可沉入至海底泥土中，直至护筒顶面与海底泥土顶面齐平；
2)当泥面下方地质为硬质黏土、砂性土的较硬土质，则在护筒(2)上安装均匀布置并安装多根加压管道(5)，以加压充水或加压充气的方式带动护筒(2)平稳下沉至海底泥土中，直至护筒(2)顶面与海底泥土顶面齐平；
S4、待护筒(2)入泥稳定后，向护底层(3)的土工布上均匀铺设若干个块石、预制块体和/或袋装沙袋，形成在压护块体层(4)。
2.根据权利要求1所述的海上风电基础防冲刷结构施工方法，其特征在于，在步骤S1中，整体结构中还加装有养殖层，其包括多根养殖网柱(9)、环形养殖网圈梁(8)和一块或多块养殖网(10)；其中，多根养殖网柱(9)沿圆周方向均布设置在护底层(3)的边缘处，且其底端固定在护底层(3)的柔性支撑网(3a)上或穿过护底层固定在护筒顶面上；养殖网圈梁(8)固定在多根养殖网柱(9)的顶端，养殖网(10)围设在多根养殖网柱(9)之间，使养殖层为一个独立的养殖空间。
3.根据权利要求1所述的海上风电基础防冲刷结构施工方法，其特征在于，在步骤S3中，多根加压管道(5)可拆卸地固定在护筒的内壁上、外壁上、或设置在自护筒顶面开设并贯通至护筒底面的多条轴向通道内。
4.根据权利要求1所述的海上风电基础防冲刷结构施工方法，其特征在于，养殖层的轴向高度满足其顶部位于海水面上方。
5.根据权利要求1所述的海上风电基础防冲刷结构施工方法，其特征在于，护筒(2)的径向截面为圆形、方形、六边形、八边形或其它多边形。
6.根据权利要求1所述的海上风电基础防冲刷结构施工方法，其特征在于，护筒(2)的轴向高度为3～15m。
7.根据权利要求1所述的海上风电基础防冲刷结构施工方法，其特征在于，护筒(2)为混凝土制护筒或钢制护筒；支撑网(3a)为柔性钢丝绳网。
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