[發明專利]應用于深海遠洋的自浮式模板及混凝土浮島建造下水方法

有效

• 申請號: 202011465405.4
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112623127B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 安雪暉;周力;李鵬飛
• 申請（專利權）人: 清華大學;重慶交通大學
• 主分類號: B63B35/00
• 分類號: B63B35/00;B63B35/44;B63B75/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 單曉雙;葉明川

本發明提供一種應用于深海遠洋的自浮式模板及混凝土浮島建造下水方法。該應用于深海遠洋的自浮式模板包括：模板沉浮控制裝置和模板面；模板沉浮控制裝置設置于模板面上，用于控制模板面在液體中上浮、下沉或懸停。本發明不僅可以在水上建造混凝土浮島以降低運輸成本，提高混凝土浮島建造效率，進一步提高施工安全性。

技術領域

本發明涉及建筑施工技術領域，具體地，涉及一種應用于深海遠洋的自浮式模板及混凝土浮島建造下水方法。

背景技術

傳統的海洋平臺多是鋼制的，鋼材在海洋的富鹽環境中極易腐蝕，造成鋼制海洋平臺很高的維修頻次。通常需要將鋼制海洋平臺從遠洋拖運到靠近陸地的船塢中進行維修，拖運的費用極高，其過程風險也非常大；且鋼制平臺由于重量較輕，在海上的穩定性也較差。因此有人提出利用混凝土建造深海遠洋海洋平臺的設想，可以突破鋼制平臺以上的局限性。

但是一般混凝土施工需要干地上進行，所以通常在對水中的混凝土結構進行施工前需要先對施工區域進行圍堰，排干施工區域的水形成干地，然后進行混凝土結構的施工，待施工完成后拆除圍堰恢復原來的水域狀態。但是在深海遠洋無法采用這種圍堰的方法進行施工。

如果利用混凝土材料進行深海遠洋的浮島建造，將只能利用傳統的大型海上混凝土結構進行模塊化設計與建造，其建造方式分為三步：第一步，在陸地上預制浮島模塊；第二步，將浮島下水并將浮島模塊運送至指定海域；第三步，在現場進行安裝。

浮島模塊的質量和尺寸巨大，為減少陸地運輸距離，預制場所常定在近海地區；為了運輸龐大的海上重型結構物，通常使用海上拖航等方式將模塊從陸地運輸到工作海域。

浮島模塊的下海運輸，是指將陸上預制好的浮島模塊先采用倒灌水的方法實現浮島模塊的下水自浮(詳細可參見港珠澳大橋沉管隧道的下水自浮過程)、然后采用駁船或利用自身的浮力裝置由拖輪拖航至海上安裝地點。海上拖航的關鍵是選擇拖輪和勘察拖航路線。拖輪應具有足夠的功率，在設定的海洋環境條件下都能正確地控制被拖結構的穩定性，并保持一定的航速；拖航路線應避開可能出現海損事故和受惡劣氣候影響的海區。

海上整體漂浮安裝方法有浮托安裝法和頂升安裝法。浮托安裝時需錨泊定位，找正浮島模塊與樁基的安裝位置，保證浮島模塊與樁對接的瞬間不發生碰撞，因此目前通過浮托安裝法安裝浮島模塊必須在天氣狀況很好的條件下完成，受氣候限制較大。頂升安裝時，浮島模塊由一艘駁船拖航至樁基附近，再由兩艘帶有大功率卷揚機和舉升剛臂的駁船將浮島模塊從兩側舉起，緩慢前移至樁基上部，通過舉升剛臂完成浮島模塊與樁基的對接。通過頂升安裝法海上作業時，全部的荷載都作用在兩條漂浮著的駁船上，其操作非常難于控制，因此海上施工難度大、安全性也較難把握，安裝重量和使用范圍有限。

目前陸地預制混凝土浮島再拖運至現場的浮島建造方法的運輸成本極大，預制場所受限，裝配制造隱蔽性差，安裝時受海上環境的波動影響很大，浮島的建造速度、浮島的體量都受到了極大的限制。

發明內容

本發明實施例的主要目的在于提供一種應用于深海遠洋的自浮式模板及混凝土浮島建造下水方法，以降低運輸成本和環境影響，提高混凝土浮島建造效率和施工安全性。

為了實現上述目的，本發明實施例提供一種應用于深海遠洋的自浮式模板，包括：

模板沉浮控制裝置和模板面；

模板沉浮控制裝置設置于模板面上，用于控制模板面在液體中上浮、下沉或懸停。

在其中一種實施例中，模板沉浮控制裝置由水泵和空腔組成；

水泵用于調整空腔內的液體以控制模板面在液體中上浮、下沉或懸停。

在其中一種實施例中，模板沉浮控制裝置為動力裝置，用于產生豎直動力以控制模板面在液體中上浮、下沉或懸停。

在其中一種實施例中，自浮式模板還包括：