CN216156622U - 加固式海上风电吸力筒基础 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种加固式海上风电吸力筒基础，加固式海上风电吸力筒基础包括吸力筒、立柱和导管，吸力筒埋入海床中且其顶端面从海床中露出，立柱的底部与吸力筒相连。导管设在吸力筒的外壁面上并沿吸力筒的轴向延伸，导管设有灌浆口和注浆口，灌浆口与海平面平齐或位于海平面上方，注浆口位于海平面下方，导管用于向海床内注入海床加固材料以加固桩基础附近的海床。本申请的加固式海上风电吸力筒基础具有结构简单、使用方便、成本低廉等优点。

Description

加固式海上风电吸力筒基础

技术领域

本申请设计海上风电技术领域，尤其是涉及一种加固式海上风电吸力筒基础。

背景技术

风能作为一种清无害的可再生能源，日益受到人类重视。其中相对于陆地风能而言，海上风能资源不仅具有较高的风速，而且距离海岸线较远，不受噪音限值的影响，允许机组制造更为大型化。

海上风电基础是支撑整个海上风力机的关键所在，成本约占整个海上风电投资的20％至25％，对海上风电基础一般要求20年以上的使用寿命。但是，我国沿海海域海床表层大多是由冲刷形成的淤泥质软土海床，覆盖层上方为3-15m的淤泥层，淤泥层由淤泥和淤泥质粉质粘土构成，工程力学性质差。因此我国目前海上风电基础普遍选用多桩基础，通过增加桩入土深度来提高桩基的承载力，此举不但提高了基础工程造价，也增加了施工难度。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的实施例提出一种施工简单、成本低廉的加固式海上风电吸力筒基础。

根据本实用新型实施例的一种加固式海上风电吸力筒基础包括：吸力筒和立柱，所述吸力筒埋入海床中且其顶端面从海床中露出，所述立柱的底部与所述吸力筒相连；导管，所述导管设在所述吸力筒的外壁面上，所述导管设有灌浆口和注浆口，所述灌浆口与所述海平面平齐或位于所述海平面上方，所述注浆口位于所述海平面下方，所述导管用于向所述海床内注入海床加固材料以加固所述桩基础附近的海床。

根据本实用新型实施例的加固式海上风电吸力筒基础，通过导管的设置，从而可对淤泥层进行加固处理，从而提高了淤泥层的力学性能，提高了吸力筒的承载能力和使用寿命。

在一些实施例中，所述导管的顶端与所述吸力筒的顶端平齐，所述导管的底端与所述吸力筒的底端平齐，所述灌浆口设在所述导管的顶端，所述注浆口设在所述导管的侧壁或底端。

在一些实施例中，所述导管的所述注浆口为多个，至少一部分所述注浆口沿所述导管的长度方向间隔设置。

在一些实施例中，在所述导管的长度方向上相邻的两个所述注浆口之间的间距向远离所述海床的海床面的方向增大。

在一些实施例中，所述导管为多个，多个所述导管围绕所述吸力筒间隔设置。

在一些实施例中，所述吸力筒具有朝向潮流方向的正面、与所述正面相对的反面以及两个侧面，分布在所述正面和所述反面上的导管的密度大于分布在所述侧面上的导管的密度。

在一些实施例中，所述吸力筒具有朝向潮流方向的正面、与所述正面相对的反面以及两个侧面，分布在所述正面和所述反面上的导管的数量大于分布在所述侧面上的导管的数量。

在一些实施例中，所述导管设有2-100个所述注浆口。

附图说明

图1是根据本实用新型一个实施例的加固式海上风电吸力筒基础的结构示意图。

图2是根据本实用新型另一个实施例的加固式海上风电吸力筒基础的结构示意图。

图3是根据本实用新型另一个实施例的加固式海上风电吸力筒基础的导管的结构示意图。

附图标记：

加固式海上风电吸力筒基础100；

吸力筒1；导管2；灌浆口21；注浆口22；立柱3；支撑杆4。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图描述根据本实用新型实施例的加固式海上风电吸力筒基础。

如图1-3所示，根据本实用新型实施例的加固式海上风电吸力筒基础包括吸力筒1、立柱3和导管2。

吸力筒1埋入海床中且其顶端面从海床中露出，立柱3的底部与吸力筒1相连。具体地，吸力筒1埋入海床中本领域的技术人员可知，吸力筒1的安装原理与“拔火罐”类似，将吸力筒1安放下海床面上后，利用水泵将吸力筒1内的海水吸出，吸力筒1内的压力减小，在吸力筒1内外的压力差的作用下，吸力筒1逐渐下沉至预设深度。立柱3固定在吸力筒1的上方，且立柱3和吸力筒1之间设有多个支撑杆4，支撑杆4沿立柱3的周向间隔设置，支撑杆4的上端固定在立柱3上，支撑杆4的下端固定在吸力筒1的上端面，由此使得立柱3设置更加稳定。

导管2设在吸力筒1的外壁面上并沿吸力筒1的轴向(如图1-2所示，上下方向)延伸，导管2设有灌浆口21和注浆口22，灌浆口21与海平面平齐或位于海平面上方，注浆口22位于海平面下方，导管2用于向海床内注入海床加固材料以加固桩基础附近的海床。具体地，如图1-3所示，导管2沿上下方向延伸，导管2的上端为灌浆口21且伸出海床面或与海床面平齐以便与外部注浆设备相连，导管2的下端为注浆口22且穿设在海床面内，以便对海床面进行注浆。

根据本实用新型实施例的加固式海上风电吸力筒基础100，通过导管2的设置，可从而可通过导管2对吸力筒1附近的海床面3通入加固材料，加固了淤泥层，提高了淤泥层的力学性能，减小了施工难度。

在一些实施例中，导管2的顶端与吸力筒1的顶端平齐，导管2的底端与吸力筒1的底端平齐，灌浆口21设在导管2的顶端，注浆口22设在导管2的侧壁或底端。具体地，如图1-3所示，导管2的上端与吸力筒1的上端面平齐，导管2的低端与吸力筒1的下端平齐，换言之，导管2在上下方向的尺寸与吸力筒1在上下方向的尺寸相等，灌浆口21设在导管2的上端，注浆口22设在导管2的侧壁或下端，从而对吸力筒1的周围的淤泥层或吸力筒1下端的淤泥层灌入加固材料，以便对淤泥层加固。

在一些实施例中，导管2的注浆口22为多个，至少一部分注浆口22沿导管2的长度方向(如图1-2所示，上下方向)间隔设置。具体地，如图1-2所示，导管2的注浆口22沿上下方向间隔设在导管2上，从而沿上下方向对淤泥层进行注入加固材料，使得吸力筒1更加稳固的设在海床面内。

由于，越靠近海床面的淤泥层松散，远离海床面的淤泥层扎实，因此，在一些实施例中，在导管2的长度方向上相邻的两个注浆口22之间的间距向远离海床的海床面的方向增大。具体地，如图1-2所示，在上下方向上相邻的两个注浆口22之间的距离在从上到下逐渐增大，由此，增大了靠近海床面的淤泥层中加固材料的用量，使得靠近海床面的淤泥层扎实，减小了远离海床面淤泥层中加固材料的用量，从而使得加固材料在淤泥层分布更加合理。

导管2为多个，多个导管2围绕吸力筒1间隔设置。如图1所示，多个导管2沿吸力筒1的周向间隔设置，在圆周方向上相邻的两个导管2之间的间隔相等。由此，加固材料可以更均匀地流入吸力筒1周围的海床中。

在相关技术中，吸力筒1布置在浅水区域，浅水区域中，涨潮和退潮时，潮流主要沿着与海岸线近似垂直的方向靠近海岸线或者远离海岸线，所以吸力筒1面向海岸线的一面和背对海岸线的一面是潮流主要冲击的地方。在吸力筒1的这两个地方，承受潮流的冲击力较大，旋涡造成的冲刷坑的数量较多也较大。吸力筒1的其余两个侧面的延伸方向与潮流方向一致，潮流对吸力筒1剩下两个侧面主要是摩擦力和较小的冲击力。

因此，在一些实施例中，吸力筒1具有朝向潮流方向的正面、与正面相对的反面以及两个侧面，分布在正面和反面上的导管2的密度大于分布在侧面上的导管2的密度。具体地，如图2所示，定义吸力筒1外周面朝向潮流方向为正面，背离潮流方向为侧面，以及与正面和背面相连的面为侧面(例如：潮流呈东西流动，南北流动的潮流很少出现，吸力筒1的东面为正面，吸力筒1的西面为背面，或吸力筒1的西面为正面，吸力筒1的东面为背面，吸力筒1的南北两面为侧面)，位于正面和背面的相邻的两个导管2之间的距离小于位于两侧面的相邻的两个导管2之间的距离，由此，防止吸力筒1的正面和背面受到潮流的冲击较大，从而防止吸力筒1倾斜。

在一些实施例中，吸力筒1具有朝向潮流方向的正面、与正面相对的反面以及两个侧面，分布在正面和反面上的导管2的数量大于分布在侧面上的导管2的数量。具体地，如图2所示，正面和背面设置导管2的数量大于两侧面设置的导管2的数量，由此，进一步防止防止吸力筒1倾斜。

在一些实施例中，导管2设有2-100个注浆口22。根据本实用新型实施例的导管2设有2-100个注浆口22，使得导管2的注浆口22设置的更加合理。

根据本实用新型实施例的海上风电基础加固方法，加固方法利用上述实施例中任一项的加固装置进行加固，加固方法包括：步骤1：通过导管2向海床内注入水泥浆以加固吸力筒1附近的海床。

根据本实用新型实施例的海上风电基础加固方法，通过步骤1提高了吸力筒1周围淤泥层的力学性能，从而提高了吸力筒1的承载能力，减小了基础工程造价和施工难度。

在一些实施例中，海上风电基础加固方法还包括：步骤2：水泥浆注入完毕后，向导管2内注入空气或水以清洗导管2内部通道。步骤3：待海床软化时，重复步骤1。由此，防止导管2堵塞，可通过导管22反复对海床面内的淤泥层注入水泥浆，提高了导管2的注入效率。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种加固式海上风电吸力筒基础，其特征在于，包括：

吸力筒和立柱，所述吸力筒埋入海床中且其顶端面从海床中露出，所述立柱的底部与所述吸力筒相连；

导管，所述导管设在所述吸力筒的外壁面上，所述导管设有灌浆口和注浆口，所述灌浆口与海平面平齐或位于所述海平面上方，所述注浆口位于所述海平面下方，所述导管用于向所述海床内注入海床加固材料以加固桩基础附近的海床。

2.根据权利要求1所述的加固式海上风电吸力筒基础，其特征在于，所述导管的顶端与所述吸力筒的顶端平齐，所述导管的底端与所述吸力筒的底端平齐，所述灌浆口设在所述导管的顶端，所述注浆口设在所述导管的侧壁或底端。

3.根据权利要求1或2所述的加固式海上风电吸力筒基础，其特征在于，所述导管的所述注浆口为多个，至少一部分所述注浆口沿所述导管的长度方向间隔设置。

4.根据权利要求3所述的加固式海上风电吸力筒基础，其特征在于，在所述导管的长度方向上相邻的两个所述注浆口之间的间距向远离所述海床的海床面的方向增大。

5.根据权利要求1或2所述的加固式海上风电吸力筒基础，其特征在于，所述导管为多个，多个所述导管围绕所述吸力筒间隔设置。

6.根据权利要求5所述的加固式海上风电吸力筒基础，其特征在于，所述吸力筒具有朝向潮流方向的正面、与所述正面相对的反面以及两个侧面，分布在所述正面和所述反面上的导管的密度大于分布在所述侧面上的导管的密度。

7.根据权利要求5所述的加固式海上风电吸力筒基础，其特征在于，所述吸力筒具有朝向潮流方向的正面、与所述正面相对的反面以及两个侧面，分布在所述正面和所述反面上的导管的数量大于分布在所述侧面上的导管的数量。

8.根据权利要求1所述的加固式海上风电吸力筒基础，其特征在于，所述导管设有2-100个所述注浆口。

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