[發(fā)明專利]一種采用膨脹高聚物的水下灌注密封系統(tǒng)及其密封方法

有效

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• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111663560B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設計）人: 朱嶸華;王立忠;王恒豐;涂智圣;劉寒秋;田振亞;張美陽;孫香
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: E02D27/44
• 分類號: E02D27/44;E02D27/42;E02D27/12;E02D29/16;E02D15/06
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 沈淵琪

本發(fā)明屬于海洋工程施工技術領域，具體涉及一種采用膨脹高聚物的水下灌注密封系統(tǒng)及其密封方法，包括放置于海床上的海洋設備基礎、一組插接于海床上的鋼管樁及一組固定配合于海洋設備基礎底部四周的套筒，套筒套接于對應鋼管樁外，其特征在于套筒與鋼管樁之間的縫隙上下設置兩個密封條，兩個密封條將套筒與鋼管樁之間的縫隙上下分隔為第一環(huán)形空間和第二環(huán)形空間，第二環(huán)形空間內填滿膨脹高聚物，第一環(huán)形空間內澆入混凝土，使套筒與鋼管樁之間固連。本發(fā)明利用膨脹高聚物進行樁基礎套筒與鋼管樁之間的灌注密封，具有良好的密封效果與堵漏效果。

技術領域

本發(fā)明屬于海洋工程施工技術領域，具體涉及一種采用膨脹高聚物的水下灌注密封系統(tǒng)及其密封方法。

背景技術

海洋平臺位于惡劣的海洋環(huán)境中，其基礎不僅要承受來自承臺上部的荷載，還要抵抗巨大的環(huán)境荷載，因此對其結構要求以及施工工藝要求十分嚴苛，以保證海洋平臺的穩(wěn)定與安全。

海洋平臺或者海上風機基礎有許多不同的結構形式，包括重力式、單樁式、吸力式、三樁(多樁)導管架式和漂浮式等多種形式，其中很多基礎形式包含有套筒與鋼管樁結構，鋼管樁需要打入海床中，套筒與鋼管樁之間再通過混凝土等灌漿材料進行連接，這樣，承臺上部、波浪和洋流等荷載可以通過套筒經灌漿材料傳遞至鋼管樁，鋼管樁再把載荷傳遞到海床，從而保證海洋平臺的結構強度和穩(wěn)定性。

套筒與管樁相套接有兩種形式，套筒套接在管樁外側(外套式)；套筒插入到鋼管樁內部(內插式)。按照施工順序也可分為兩種：先放置套筒，再將鋼管樁打入海床，最后進行灌漿連接（后樁法）；先打入鋼管樁后放置套筒，再進行灌漿連接（先樁法）。

無論是哪種套接形式與施工順序，套筒與管樁的直徑不等，因此其之間都會存在圓環(huán)形間隙，灌漿材料就是用來填充此圓環(huán)形空間，以保證荷載能通過套筒傳遞至鋼管樁，最后將力傳遞到海床中。

為了防止在灌漿過程中漿料不泄漏，所述圓環(huán)形空間的底部需要進行封堵，目前較為流行的密封方法有兩種，第一種是氣囊式密封：其工作原理為先將密封氣囊安裝于套筒的底部，同時安裝氣壓傳輸管路，然后在套筒安裝定位與打樁完成后，采用氣壓設備使氣囊充氣膨脹后封閉套筒與鋼管樁之間的環(huán)形空間，最后進行灌漿；第二種方法是機械式密封，此方法采用橡膠片或鋼板等密封條通過螺栓連接或焊接方式安裝于套筒底部，鋼管樁穿過密封條后，樁體與密封條之間相互擠壓，緊密接觸，產生摩擦力以抵抗灌漿時灌漿液與海水對密封條的壓力，這種密封條可以只安裝一條也可以安裝兩條。

上述兩種方法雖然目前比較流行，但是并不能保證完全密封，在施工過程中容易造成灌漿液泄露以及海水的滲透，從而造成資源浪費，增加了施工成本，同時，海水中夾雜的許多細沙，容易通過縫隙進入密閉空間，從而影響密閉性。

發(fā)明內容

為了彌補現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種采用膨脹高聚物的水下灌注密封方法的技術方案。

所述的一種采用膨脹高聚物的水下灌注密封系統(tǒng)，包括放置于海床上的海洋設備基礎、一組插接于海床上的鋼管樁及一組固定配合于海洋設備基礎底部四周的套筒，套筒套接于對應鋼管樁外，其特征在于套筒與鋼管樁之間的縫隙上下設置兩個密封條，兩個密封條將套筒與鋼管樁之間的縫隙上下分隔為第一環(huán)形空間和第二環(huán)形空間，第二環(huán)形空間內填滿膨脹高聚物，第一環(huán)形空間內澆入混凝土，使套筒與鋼管樁之間固連。

所述的一種采用膨脹高聚物的水下灌注密封系統(tǒng)，其特征在于密封條內徑小于鋼管樁外徑，密封條與鋼管樁之間緊密接觸，相互擠壓從而形成密閉的第二環(huán)形空間。

所述的一種采用膨脹高聚物的水下灌注密封系統(tǒng)，其特征在于套筒側部開設用于灌注膨脹高聚物的孔洞，孔洞位置與第二環(huán)形空間位置相對應。

所述的一種采用膨脹高聚物的水下灌注密封系統(tǒng)，其特征在于海洋設備基礎為導管架。

所述的一種采用膨脹高聚物的水下灌注密封方法，其特征在于包括以下步驟：