[發明專利]一種施加吸力基礎沉貫配重及防沖刷層裝置及施工方法

在審

• 申請號: 202210381519.3
• 申請日: 2022-04-13
• 公開（公告）號: CN114808995A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 李大勇;項乾;張雨坤;吳宇旗;吳學震;劉金忠
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: E02D15/10
• 分類號: E02D15/10;E02D31/06;E02D27/42;E02D27/18;E02D23/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種施加吸力基礎沉貫配重及防沖刷層裝置及施工方法，包括攬石網和承壓板；攬石網上下兩端開口，上端有四個鋼環，下端有八個鋼環；承壓板形狀為圓臺面，其底部直徑與基礎頂面直徑相同，承壓板上部直徑與豎桿直徑相同，承壓板斜面傾角與基礎頂板加勁肋相同，可直接套在基礎頂部的中立柱上，攬石網與承壓板通過四根等長的鋼絞線鏈接，在使用過程中，攬石網內填充石塊，石塊重量通過承壓板傳遞到基礎頂部，攬石網起到限制石塊散落的作用，確保石塊重量在沉貫完成前穩定作用于基礎頂部，吸力基礎在沉貫到預定位置后，緩慢提升攬石網，使石塊散落在結構周圍達到防治海床沖刷的目的。本發明通過一套裝置即可實現吸力基礎將沉貫施加配重與防海床沖刷層施工，避免傳統吸力基礎施工時將施加配重沉貫和防沖刷層施工分為兩個獨立的工程，從而顯著縮短工期，減少人工、裝備設備的投入，節省施工安裝成本。

技術領域：

本發明涉及海洋工程領域，特別涉及一種吸力基礎沉貫安裝和防沖刷層施工領域。

背景技術：

自上世紀開始吸力基礎已廣泛應用于錨固漂浮海洋油氣平臺，近年來逐漸應用于固定海上風電塔架等結構。吸力基礎是是一種底部開口的桶形結構，其靠自重以及抽水后形成的負壓進行沉貫。但在一些密實程度較高的砂土海床以及堅硬的黏性土海床，只依靠吸力往往不能將基礎沉貫到位，因此需要在基礎頂部施加配重，增加貫入力，使基礎繼續貫入到預定位置。此外，基礎安裝就位后，通常在基礎周圍一定區域進行拋石處理，形成拋石防沖刷層，以抵御海底海流對基礎周圍土體的沖刷造成的土體流失和基礎承載力喪失等工程隱患。

傳統吸力基礎施工時，通常將施加配重沉貫和防沖刷層施工分為兩個獨立的階段，但這種方法存在以下缺陷：一是加載完成后需要回收配重，施工工序復雜；二是上述兩階段施工均需使用不同功能的大型施工船或者自升式平臺，施工工序復雜，對海況環境條件要求苛刻，一道工序完成后如遇極端天氣，將會延誤工期；三是施加配重與拋石防沖刷層的材料不同，從而造成了極大地材料浪費。

目前，我國沿海地區正在大規模建設海上風電場，如果能一步縮短工期，減少設備裝備支出，將大幅度加快風電場建設，服務于國家“雙碳”目標的達成。

發明內容：

傳統的吸力基礎施工方法將施加配重沉貫和防沖刷層施工分為兩個獨立的階段，海上施工與陸地施工不同，海上風浪風險大作業環境苛刻，施工需要選擇風浪相對平穩的時間，在吸力基礎安裝完成后如遇不利施工天氣，后續拋石防沖刷層施工將會延誤，增加了時間成本和施工風險。在設備材料方面不僅需要用到多艘不同功能的船只，施加沉貫配重與防海床沖砂層所用材料往往也不相同，造成了材料和設備上的浪費。為有效縮短工期，降低施工成本，本發明提出了一種施加吸力基礎沉貫配重及防沖刷層裝置及施工方法，可將施加配重沉貫與鋪設拋石防沖刷層合并為一個整體施工流程，從而大大降低建設成本及施工周期，同時顯著提高施工效率。

本發明采用以下的技術方案：

一種施加吸力基礎沉貫配重及防沖刷層裝置及施工方法，主要包括攬石網，承壓板，吊索，掛鉤，承壓板吊環，鋼絞線，攬石網鋼環，所述鋼絞線的兩端連接在所述攬石網鋼環與所述承壓板的吊環上。吊裝時鋼索需要同時拉住基礎與上部配重結構，在基礎貫入到預定位置后，緩慢提升攬石網，使石塊散落在基礎周圍，即可達到將配重沉貫和海床防沖刷層施工同步完成的目的。

在本發明中，所述承壓板預先套在基礎頂部的中立柱上，承壓板與基礎頂部加勁肋緊密貼合，可以防止承壓板變形，回收后再次使用。

在本發明中，所述攬石網下端鋼環須套在所述承壓板面的掛鉤上，并用等長鋼絞線連接所述攬石網下端鋼環與所述承壓板吊環。

在本發明中，所述吸力基礎的排水孔位于基礎頂中立柱內部，在沉貫過程中，上部配重結構不會影響排水過程。