[發明專利]一種帶防沖刷孔的水下樁基礎沖刷防護裝置

在審

• 申請號: 202011334539.2
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112343092A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 陳新明;郭小江;陳曉路;沙浩;管春雨;劉溟江;閆姝;張波;邱旭;郭雨桐;曾崇濟
• 申請（專利權）人: 華能灌云清潔能源發電有限責任公司;中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司;華能海上風電科學技術研究有限公司;華能國際電力股份有限公司江蘇清潔能源分公司
• 主分類號: E02D31/00
• 分類號: E02D31/00;E02D27/12;E02D27/52
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發明公開的一種帶防沖刷孔的水下樁基礎沖刷防護裝置，屬于海上風電樁基礎防護技術領域。包括若干陣列排布的沖刷防護模塊，若干沖刷防護模塊相互連接，鋪設在海上風電樁柱周圍的海床上，沖刷防護裝置邊緣處設有向海床過渡的斜坡；沖刷防護模塊上均布有若干沖刷孔。該裝置將海上風電樁基礎底部的空間分割成截面很小的豎直的沖刷孔，水流繞流圓柱形樁柱以后，在樁基礎周圍形成的馬蹄渦亂流向下發展直接沖擊沖刷防護裝置，豎直沖擊分量在沖刷孔結構中消散，由于每個沖刷孔的截面較小，可以有效分割水流，沖刷孔的深度可以確保沖刷水流的擾動作用在到達底部之前得到消散，從而保護海上風電裝基礎底部的海床不受沖刷影響。

技術領域

本發明屬于海上風電樁基礎防護技術領域，具體涉及一種帶防沖刷孔的水下樁基礎沖刷防護裝置。

背景技術

海上風電裝機容量連年攀升，尤其是沿海省份，由于建設條件較好，海上風電開發建設迅速。由于近海的水深較淺，一般不超過30m，海上風電大多采用固定式樁基礎。而在眾多的固定式樁基礎形式中，又以單樁基礎使用最多。單樁基礎是將一根大直徑鋼管樁由打樁錘垂直打入海床，樁頭高出海平面，通過螺栓與風電機組塔筒相連。由于單樁基礎結構簡單，施工迅速，在近海風電開發中得到了大量的應用。

近海不少海域由于潮流變化大，海水流速快，且海床以砂質泥質成分為主，海洋樁基礎容易受到沖刷。從已經投運的海上風電場檢測結果表明，部分大直徑單樁基礎的樁基沖刷坑深度可達十多米，沖刷坑直徑可達幾十米，已經檢測到最嚴重的沖刷坑水平方向最大影響范圍可已經接近一百米。海上風電樁基礎沖刷坑形成以后，由于樁基礎的入泥深度變淺，樁基的承載力、抗拔力和抗扭轉力都變小，給機組的安全運行帶來嚴重威脅。因此，對大直徑樁基礎采取沖刷防護措施非常重要。目前對于較為嚴重的沖刷坑，必須采取人工回填的手段予以補救，由于沖刷坑體積巨大，回填量可達上萬立方米，成本高昂。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種帶防沖刷孔的水下樁基礎沖刷防護裝置，能夠有效化解樁后馬蹄渦對海床的侵蝕作用，防止樁周圍防止小范圍的海床侵蝕和沖刷坑擴大，有效保護基礎周邊的海床穩定和基礎安全。

本發明通過以下技術方案來實現：

本發明公開了一種帶防沖刷孔的水下樁基礎沖刷防護裝置，包括若干陣列排布的沖刷防護模塊，若干沖刷防護模塊相互連接，鋪設在海上風電樁柱周圍的海床上，沖刷防護裝置邊緣處設有向海床過渡的斜坡；沖刷防護模塊上均布有若干沖刷孔。

優選地，沖刷防護裝置沿潮流方向的總長度大于海上風電樁柱直徑的10倍，沿垂直潮流方向的總長度大于海上風電樁柱直徑的6倍。

優選地，沖刷防護裝置的厚度大于等于0.6m，沖刷防護裝置邊緣處斜坡的水平長度大于等于2m，最低點厚度小于等于0.05m。

優選地，沖刷防護模塊為長方體，長度和寬度均為0.5～2.5m。

優選地，沖刷防護模塊為鋼絲網水泥結構。

優選地，海上風電樁柱周邊的沖刷防護模塊與海上風電樁柱的接觸面自然貼合。

優選地，沖刷防護模塊與海上風電樁柱的接觸面的最大間隙小于0.3m。

優選地，沖刷孔的深度大于0.6m。

優選地，沖刷孔的截面為矩形。

進一步優選地，沖刷孔的邊長小于等于0.05m。

與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：