CN212926185U - 一种用于深海风机基础防护防冲刷与压载的充沙袋 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于深海风机基础防护防冲刷与压载的充沙袋，具体涉及海洋工程和海上新能源工程技术领域，包括风电基础结构，风电基础结构的底部位于海床面上，风电基础结构的端部露出于海平面，风电基础结构包括若干环列配置的基桩，基桩之间依次串联，基桩的上设有主杆，支杆之间通过加强筋连接；基桩的外围设有支撑结构，基桩上端设有若干压载沙袋，支撑结构上设有若干充沙袋；主杆为空心管，主杆的下端设有若干充沙支管，充沙支管将主杆与充沙袋连通；主杆的上端设有充沙管，充沙管将主杆与泥浆泵相接，泥浆泵配置在充沙船上。本实用新型可实现充沙袋快速、准确安装到位，和充填施工。

Description

一种用于深海风机基础防护防冲刷与压载的充沙袋

技术领域

本实用新型属于海洋工程和海上新能源工程技术领域，具体涉及一种用于深海风机基础防护防冲刷与压载的充沙袋。

背景技术

深海海上风电基础是风机的支撑结构，基础的稳定性对海上风机的结构安全和运行有着重要的影响。随着水深的增加，受洋流和潮汐的影响，基础结构周围的土体受到扰流的影响，容易出现地基冲刷，从而影响基础结构的安全性。

而在部分重力式基础结构，为提高基础的稳定性，解决基础抗拔和抗倾覆的问题，需要对基础进行压载，增加基础的自身重量。为解决海上风电基础防冲刷和压载问题，传统的技术是采用抛石防护或者制作沙袋、沙被等防护结构；但随着海上风电工程水深的增加，在深水海上风电基础结构的防护和压载，抛石防护的成本大幅度上升，而传统的沙袋和沙被由于水深增加，无法准确安装。因此，在深水或流速大的海域，对海上风电基础结构的防冲刷和压载施工，成本高、难度大；

实用新型内容

针对上述不足，本实用新型提供一种用于深海风机基础防护防冲刷与压载的充沙袋，可实现充沙袋快速、准确安装到位，和充填施工。

本实用新型提供了如下的技术方案：

一种用于深海风机基础防护防冲刷与压载的充沙袋，包括风电基础结构，所述风电基础结构的底部位于海床面上，所述风电基础结构的端部露出于海平面，所述风电基础结构包括若干环列配置的基桩，所述基桩之间依次串联，所述基桩的上设有主杆，所述支杆之间通过加强筋连接；

所述基桩的外围设有支撑结构，所述基桩上端设有若干压载沙袋，所述支撑结构上设有若干充沙袋；

所述主杆为空心管，所述主杆的下端设有若干充沙支管，所述充沙支管将所述主杆与所述压载沙袋、所述充沙袋连通；

所述主杆的上端设有充沙管，所述充沙管将所述主杆与泥浆泵相接，泥浆泵配置在充沙船上。

优选的，所述压载沙袋中央为空心，所述主杆贯穿所述压载沙袋的中央部位，所述压载沙袋的下端位于基桩上。

优选的，所述压载沙袋的下端面呈凹型，所述基桩上设有凸起，所述主杆设于所述凸起上，所述基桩的凸起嵌入所述压载沙袋的凹型结构内。

优选的，所述充沙袋环列在所述基桩的外围，所述充沙袋一端与充沙支管连接，所述充沙袋另一端卷起使所述充沙袋呈柱状；

所述充沙袋外围通过扎绳将所述充沙袋固定在基桩的外围；

充沙船上设有卷扬机，所述卷扬机通过钢丝绳与所述扎绳相接。

优选的，所述扎绳为尼龙材质；所述压载沙袋和所述充沙袋均为土工布沙袋，且沙袋厚度大于200毫米。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型把充沙袋固定在基础需要防护的位置，并绑扎保护，解决了充沙袋随基础运输，同时避免安装时受水流影响，安装精度差的问题。

(2)本实用新型通过一根钢丝绳控制沙袋绑扎固定的扎绳，可以由基础结构水上安装平台位置的卷扬机，抽出钢丝绳，解除所有绑扎固定点，从而避免了传统的水下沙袋，需要潜水员下水，解除绑扎的问题；

(3)传统的充沙管在深水条件下，受水流影响，存在容易断裂、堵塞、不能固定等问题。本实用新型利用基础结构的主杆，作为充沙管道，结构直径大，刚度大，完全固定，解决了充沙管的设置问题。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型侧视图；

图2为基桩俯视图；

图3为基桩侧视图；

图4为压载沙袋侧视图；

图中标记为：1、基桩；2、主杆；3、压载沙袋；4、充沙支管；5、充沙袋；6、充沙管；7、泥浆泵；8、支撑结构；9、扎绳；10、加强筋；11、充沙船。

具体实施方式

如图1至图4所示，一种用于深海风机基础防护防冲刷与压载的充沙袋，包括风电基础结构，风电基础结构的底部位于海床面上，风电基础结构的端部露出于海平面，风电基础结构包括若干环列配置的基桩1，基桩1之间依次串联，基桩1的上设有主杆2，支杆2之间通过加强筋10连接；基桩1的外围设有支撑结构8，基桩1上端设有若干压载沙袋，支撑结构8上设有若干充沙袋5；主杆2为空心管，主杆2的下端设有若干充沙支管4，充沙支管4将主杆2与压载沙袋3、充沙袋5连通；主杆2的上端设有充沙管6，充沙管6将主杆2与泥浆泵7相接，泥浆泵7配置在充沙船11上；通过泥浆泵7通过充沙管6，经过主杆2，最后通过充沙支管4往压载沙袋3、充沙袋3内冲入泥沙；充沙袋固定在基础需要防护的位置，解决了充沙袋随基础运输，同时避免安装时受水流影响，安装精度差的问题；可在主杆2的分枝与连接部位，安装小直径的高压喷水口，用于疏通和防止泥沙沉积；

其中，压载沙袋3中央为空心，主杆2贯穿压载沙袋3的中央部位，压载沙袋3的下端位于基桩1上；压载沙袋3的下端面呈凹型，基桩1上设有凸起，主杆2设于凸起上，基桩1的凸起嵌入压载沙袋3的凹型结构内；通过主杆1可提高压载沙袋3的稳固，且基桩1的凸起嵌入压载沙袋3的凹型结构内，可进一步提高压载沙袋的稳固；充沙袋5环列在基桩1的外围，充沙袋5一端与充沙支管4连接，充沙袋5另一端卷起使充沙袋5呈柱状；充沙袋5外围通过扎绳9将充沙袋5固定在基桩1的外围；充沙船上设有卷扬机，卷扬机通过钢丝绳与扎绳9相接；通过卷扬机收卷钢丝将扎绳9解除绑定，从而避免了传统的水下沙袋，需要潜水员下水，解除绑扎的问题；绑扎保护，解决了充沙袋随基础运输，同时避免安装时受水流影响。扎绳9为尼龙材质，尼龙材质耐腐蚀，且易于通过机械外力解除绑定；压载沙袋3和充沙袋5均为土工布沙袋，且沙袋厚度大于200毫米，确保压载沙袋3和充沙袋5可靠度。

本实用新型的工作方式：

参见图1至图4，解除沙袋的绑扎，用高压水泵通过基础主杆，向沙袋内注入高压水，利用压力差，使沙袋膨胀迅速展开，覆盖海床表面。随后用一定比例的沙浆代替水，通过主杆、分枝向沙袋内注入沙浆，经沙袋过滤后，沙子沉积在沙袋内，形成充沙袋，对海床表面进行覆盖，形成防冲刷保护，并对基础提供压载。后期经潜水探摸，如发现充沙不足，可以利用高压喷水口，疏通管道，继续向沙袋内注入沙浆。

施工前将预制好的充沙袋，安装于基础结构之上，与基础结构同时完成安装，利用快速释放机构，接触沙袋的绑扎，并利用高压水完成沙袋的展开，通过冲沙施工，用一定水沙比的沙浆，置换袋内水，从而实现充沙袋快速、准确安装到位，和充填施工；

水深超过30米，软基沙质海床的深水筒型导管架基础的防冲刷和压载施工，设计防冲刷的范围为基础周围5～10米的范围，冲刷防护要求的充沙袋厚度不小于200毫米，为达到设计的防冲刷要求，制作土工布沙袋，按基础四周辐射状布置于基础靠近海床面，并按展开方向卷好，用扎绳绑扎后固定在基础四周的环扣，扎绳另一端以活扣方式，连接在钢丝绳上。软钢丝绳通过基础主杆，延伸到充沙船的卷扬机上，构成快速脱钩解除绑扎系统。设计压载的质量为水下容重大于200吨，即沙土体积不小于300立方米，根据基础表面形状，设计制作压载沙袋，辐射状缝制后固定于基础表面。

每个基础压载沙袋和充沙袋，根据设计要求，设置一根或多根充沙支管，充沙支管连接到主杆，并与主杆联通，主杆的顶部用法兰封闭，从侧面引出一根200毫米直径的充沙管和150毫米直径的水管，并加装阀门。充沙管、水管、主杆、充沙支管共同构成一套基础充沙管路系统；

基础安装到指定位置后，首先安装水管、准备充沙船和充沙管路，并确保管路系统通畅后，解除绑扎钢丝绳，用卷扬机收起绑扎钢丝绳，快速解扣解除充沙袋的绑扎。为避免水流扰动沙袋，应在平潮低流速期间解除绑扎。一旦绑扎解除，立即向管道内注入高压水，使沙袋快速展开。一旦压力稳定后，利用水下摄像，检查沙袋的充盈情况。如果沙袋充盈到位，则用沙浆置换水，向沙袋内冲入沙浆，完成沙袋的充填。

沙袋充填期间，如发现压力升高等异常，检查沙袋的充填情况，如发生泥沙阻塞管路，则可以向充沙管内注入高压水，以疏通管道。充填完成后，为确保充填效果，可通过水下摄像或测深侧扫等设备，对基础的防冲刷和压载沙袋充盈情况进行监测。

以此顺序，依次完成基础结构各部分的充填作业。充填完成后，拆除水管、沙管，关闭阀门，完成防护工程。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于深海风机基础防护防冲刷与压载的充沙袋，包括风电基础结构，所述风电基础结构的底部位于海床面上，所述风电基础结构的端部露出于海平面，所述风电基础结构包括若干环列配置的基桩，所述基桩之间依次串联，所述基桩上设有主杆，所述主杆之间通过加强筋连接，其特征在于：

所述基桩的外围设有支撑结构，所述基桩上端设有若干压载沙袋，所述支撑结构上设有若干充沙袋；

所述主杆为空心管，所述主杆的下端设有若干充沙支管，所述充沙支管将所述主杆与所述压载沙袋、所述充沙袋连通；

所述主杆的上端设有充沙管，所述充沙管将所述主杆与泥浆泵相接，泥浆泵配置在充沙船上。

2.根据权利要求1所述的一种用于深海风机基础防护防冲刷与压载的充沙袋，其特征在于：所述压载沙袋中央为空心，所述主杆贯穿所述压载沙袋的中央部位，所述压载沙袋的下端位于基桩上。

3.根据权利要求2所述的一种用于深海风机基础防护防冲刷与压载的充沙袋，其特征在于：所述压载沙袋的下端面呈凹型，所述基桩上设有凸起，所述主杆设于所述凸起上，所述基桩的凸起嵌入所述压载沙袋的凹型结构内。

4.根据权利要求3所述的一种用于深海风机基础防护防冲刷与压载的充沙袋，其特征在于：所述充沙袋环列在所述基桩的外围，所述充沙袋一端与充沙支管连接，所述充沙袋另一端卷起使所述充沙袋呈柱状；

所述充沙袋外围通过扎绳将所述充沙袋固定在基桩的外围；

充沙船上设有卷扬机，所述卷扬机通过钢丝绳与所述扎绳相接。

5.根据权利要求4所述的一种用于深海风机基础防护防冲刷与压载的充沙袋，其特征在于：所述扎绳为尼龙材质；所述压载沙袋和所述充沙袋均为土工布沙袋，且沙袋厚度大于200毫米。

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