专利名称：预制式海上固定平台及安装方法
技术领域：
本发明涉及一种海上平台技术，尤其是涉及可以快速布设在岛礁、暗礁及沙滩上的固定式海上平台及其安装方法。
背景技术：
随着对海洋开发利用的不断进行，作业人员及装备需要在远海或岛礁附近做长时间的停留，因此需要搭建固定式的作业平台或补给平台。常见的施工方法包括两种，第一种是预先设置钢结构的浮岛平台或沉箱平台，通过拖船拖曳至作业处，浮岛平台用船锚系留或打桩方式固定在海上，沉箱平台用半潜坐底方式沉在水底，然后再在露出水面的平台上搭建作业或补给所需的上层建筑物。这种钢结构的浮岛平台或沉箱平台的构建周期长，投资大，浮岛平台固定时需要一定的水深，不能直接固定在岛礁或沙滩上，稳定性差，进行海上系留或打桩固定的施工难度高；而沉箱平台的坐底操作复杂，地基找平的施工难度高。另一种施工方法是将构建作业平台所需的建筑材料及设备通过补给船运送至施工场地，在现场直接进行地基开挖及构筑，然后在地基上进行混凝土浇筑或钢结构设置，完成作业平台或补给平台的施工。这种方式对施工现场的海洋环境会造成不可逆的破坏，施工过程受气候影响较大，此外建筑材料的运输比较困难，导致建筑周期长，成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以快速建造、快速固定设置的预制式海上固定平台。本发明的另一目的是提供一种预制式海上固定平台的安装方法。本发明的技术解决方案是:一种预制式海上固定平台，包括预制的平台主体，所述主体内通过隔舱壁分隔设置有若干个水密舱、压载舱和砾石舱，其中压载舱位于所述主体的底部，水密舱位于压载舱上方，砾石舱底部设有与所述主体外相通的砾石通道，沿所述主体周边分别设有若干个定位装置，每个定位装置上分别设有可向下延伸至所述主体底部外的定位桩。平台的主体结构可以通过预制方式制成，其内部空间用隔舱壁分隔成多个压载舱、水密舱以及砾石舱，水密舱可用于装载淡水、燃油或设备，压载舱在拖曳前为中空腔体，可以提供海上航行所需的浮力，安装时，可以向压载舱内注水，使主体沉底，作为固定平台使用。砾石舱内用于存放平整填充地基用的砾石，可以在拖曳前在砾石舱内装载砾石，也可在主体安装时再向砾石舱内装载砾石。定位装置沿主体周边设置，当定位桩延伸出主体底部外并插入地基时，可将主体离地支撑住，保留主体底部与地基之间的间隙，用于填充砾石找平，主体沉底时，定位桩还可以起到定位导向作用，平台主体安装完成后，定位桩还可以起到抗滑动的作用。可以快速找平地基，平台主体沉底定位准确，方便快速设置在岛礁、暗礁或沙滩上，施工方便，固定牢固。在所述主体上设有若干贯通的预留孔，在预留孔内设置吸力桩或打压桩。通过预留孔向地基内打入吸力桩或打压桩，使主体更牢固的固定在地基上，尤其是适合在软质地基上使用。所述定位装置上设有调整所述定位桩底部延伸出所述主体底部长度的调节设备。通过调节设备调整定位桩延伸出主体底部的高度，起到调整主体与地基间隙的作用，使主体始终保持水平状态。在所述主体底部的所述砾石通道呈喇叭口型。方便砾石向周边散落，增加砾石层与主体底部的接触面积。所述主体为钢筋混凝土预制结构。成型快，施工时间短，制造成本低。本发明的另一个技术解决方案是:一种预制式海上固定平台的安装方法，它包括以下步骤:1)、临时定位步骤:利用岛礁凸起礁石作为支点，通过卷扬机在高潮位时将平台主体拖曳至施工预设位置，利用低潮位或在压载舱内注水的方法，使主体底部接触地基表面；通过定位桩将主体临时固定在地基上；2)、沉底调平步骤:控制各定位桩延伸出主体底部的长度，调整主体坐底的位置及水平度；3)、沉底固定步骤:将砾石舱内的砾石通过砾石通道排出，填充地基表面和主体底部之间空隙，完成预制式海上固定平台的固定。平台主体被拖曳至施工预设位置上，先向压载舱内注水，使其主体底部接触地基表面，然后通过定位装置调整各定位桩延伸的长度，使主体保持水平，并调整至合适的位置上，此时地基表面与主体底部之间的部分区域会存在间隙，打开相应位置上的砾石舱门，使砾石沿砾石通道排出，填充地基表面与主体底部之间的空隙，实现地基的找平，同时将平台主体稳定的支撑在地基表面上，实现了快速的固定。施工中，可以快速找平地基，平台主体沉底定位准确，方便设置在岛礁、暗礁或沙滩上，施工方便，固定牢固。在沉底固定步骤中，还包括通过振动或局部爆破方法对砾石层整平的步骤。起到密实地基、稳定基础位置的作用。在沉底固定步骤中，还包括从预留孔内设置吸力桩或打压桩进行固定的步骤。通过设置吸力桩或打压桩使主体更牢固的固定在地基上，适用于在软质地基上施工的环境。在所述临时定位步骤前，还包括用珊瑚砂预处理地基的步骤。当地基表面平整度较差时，用珊瑚砂预处理地基，调整地基表面的平整度，方便平台主体的固定平稳。在所述临时定位步骤前，还包括用爆炸方式精密处理地基的步骤。当地基承载力较弱时，通过爆炸方式对地基进行密实，有利于平台主体固定的稳定性。本发明的优点是:主体结构牢固，制造成本低，地基找平容易，平整度高，沉底固定定位准确，方便快速设置在岛礁、暗礁或沙滩上，施工容易，固定牢固。
附图1为本发明实施例的结构示意图；附图2为图1中A-A向的剖视图；附图3为图1中B-B向的剖视图；附图4为图2中C部的放大图；附图5为本发明实施例的固定方式示意图；1、主体，2、隔舱壁，3、压载舱，4、水密舱，5、砾石舱，6、砾石通道，7、桩孔，8、定位桩，9、固定柱，10、夹紧器，11、滑轮，12、钢缆，13、进水阀门，14、砾石，15、地基，16、预留孔，17、连接部，18、吸力桩。
具体实施例方式实施例:参阅图1-4，为一种预制式海上固定平台，包括预制的平台主体1，在主体I内通过隔舱壁2分隔设置有若干个水密舱4、压载舱3和砾石舱5和预留孔16，其中压载舱3位于主体I的底部,水密舱4位于压载舱3的上方，砾石舱5底部设有与主体I外相通的呈喇叭口型的砾石通道6，沿主体I周边分别设有若干个定位装置，每个定位装置上包括可延伸至主体I底部外的定位桩8以及可调整定位桩8延伸出主体I底部长度的调节设备,该调节设备包括设置在主体I上的桩孔7、滑轮11、钢缆12以及设置在桩孔7顶部两侧平台上的固定柱9和夹紧器10，定位桩8可沿桩孔7滑动，滑轮11设置在定位桩8的顶部，钢缆12的一端连接在固定柱9上，另一端绕过滑轮11连接在夹紧器10上，通过调整夹紧器10，控制钢缆12的相对长度，实现调整定位桩8延伸出主体I底部的长度。预留孔16内设有吸力桩18或打压桩。本实施例中，主体I为钢筋混凝土预制结构，可以通过模板形成隔舱壁2，浇筑混凝土成型。也可以使用钢结构设置。定位桩8可以采用钢桩，也可采用混凝土桩等其他结构桩。预留孔16内设有连接部17，吸力桩18固设在连接部17上，吸力桩18可开口朝下的插入地基15内。—种预制式海上固定平台的安装方法，它包括以下步骤:1、进行现场地质调查，对地基15做相应预处理，如果地基15表面平整度较差，选用珊瑚砂对地基15表面进行预处理，如果地基15的承载较弱，可用爆炸方法对地基15进行紧密处理。2、临时定位步骤:利用岛礁凸起礁石作为支点，通过卷扬机在高潮位时将平台主体I拖曳至施工预设位置，利用低潮位或打开进水阀13，向压载舱3内注水，使主体I底部接触地基15表面，利用主体I的重力临时固定在地基15上；3、沉底调平步骤:使用夹紧器10调整钢缆12的相对长度，控制主体I周边各处的定位桩8延伸出主体I底部外的长度，从而调整主体I的水平度；如果地基15的平整度高，定位桩8的延伸长度就短，或者只使用部分位置的定位桩8，此时主体I底部部分区域与地基15接触，部分区域与地基15之间不接触，如果地基15平整度不高，为保证主体I的水平，也可以调高主体1，使其底部暂时离开地基15的表面；4、沉底固定步骤:将砾石舱5内的砾石14通过砾石通道6排出，填充地基15表面和主体I底部之间的空隙；通过振动或局部爆破使砾石层均匀密实；再通过预留孔16设置吸力桩18或打压桩，加强固定，完成预制式海上固定平台的固定。在地基15承载力较大，且地势平坦、坡度不大的位置上，可以使主体I直接沉底固定在天然的地基15上，依靠主体I自身重力或内容压载物的重量保持平台主体I的平稳。但实际的地基15往往是凸凹不平的，或者存在大小不等的障碍物，主体I底部与地基15的接触不可能良好，在主体I底部上会产生较大的应力，因此需要使用砾石14填充地基15表面不平整之处。砾石4的承载力大，对主体I的支撑效果好于珊瑚砂。砾石14可以预先放置在砾石舱5内随着主体I 一起拖曳，也可以另外设置运输船只将砾石14运至现场，通过砾石舱5的砾石通道6落下。
当平台主体I沉放于地基15上就位时，平台主体I的自重可将吸力桩18的底端压入泥中一定深度并形成底端密封，用泵抽汲使吸力桩18内外产生压力差，可将吸力桩压入泥中直至到达预定深度，完成沉放就位后，吸力桩18中的压力差会随水在土中的渗透而逐渐消失；可用于平台主体I在软地基上的固定，也可用于远海码头及栈桥的支撑结构。吸力桩18安装就位后可采用榫的方式与主体I固定，其上用混凝土浇筑永固。在预留孔16内可直接通过打桩机打入打压桩，并用混凝土浇筑预留孔16后实现永固。上列详细说明是针对本发明之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
权利要求
1.一种预制式海上固定平台，包括预制的平台主体，其特征在于:所述主体内通过隔舱壁分隔设置有若干个水密舱、压载舱和砾石舱，其中压载舱位于所述主体的底部，水密舱位于压载舱上方，砾石舱底部设有与所述主体外相通的砾石通道，沿所述主体周边分别设有若干个定位装置，每个定位装置上分别设有可向下延伸至所述主体底部外的定位桩。
2.根据权利要求1所述的预制式海上固定平台，其特征在于:在所述主体上设有若干贯通的预留孔，在预留孔内设置吸力桩或打压桩。
3.根据权利要求1或2所述的预制式海上固定平台，其特征在于:所述定位装置上设有调整所述定位桩底部延伸出所述主体底部长度的调节设备。
4.根据权利要求3所述的预制式海上固定平台，其特征在于:在所述主体底部的所述砾石通道呈喇叭口型。
5.根据权利要求4所述的预制式海上固定平台，其特征在于:所述主体为钢筋混凝土预制结构。
6.一种预制式海上固定平台的安装方法，其特征在于:它包括以下步骤: 1)、临时定位步骤:利用岛礁凸起礁石作为支点，通过卷扬机在高潮位时将平台主体拖曳至施工预设位置，利用低潮位或在压载舱内注水的方法，使主体底部接触地基表面；通过定位桩将主体临时固定在地基上； 2)、沉底调平步骤:控制各定位桩延伸出主体底部的长度，调整主体坐底的位置及水平度； 3)、沉底固定步骤:将砾石舱内的砾石通过砾石通道排出，填充地基表面和主体底部之间空隙，完成预制式海上固定平台的固定。
7.根据权利要求6所述的预制式海上固定平台的安装方法，其特征在于:在沉底固定步骤中，还包括通过振动或局部爆破方法对砾石层整平的步骤。
8.根据权利要求6所述的预制式海上固定平台的安装方法，其特征在于:在沉底固定步骤中，还包括从预留孔内设置吸力桩或打压桩进行固定的步骤。
9.根据权利要求7或8所述的预制式海上固定平台的安装方法，其特征在于:在所述临时定位步骤前，还包括用珊瑚砂预处理地基的步骤。
10.根据权利要求7或8所述的预制式海上固定平台的安装方法，其特征在于:在所述临时定位步骤前，还包括用爆炸方式精密处理地基的步骤。
全文摘要
本发明公开了一种预制式海上固定平台及安装方法，它包括以下步骤1)临时定位步骤利用岛礁凸起礁石作为支点，通过卷扬机在高潮位时将平台主体拖曳至施工预设位置，利用低潮位或在压载舱内注水的方法，使主体底部接触地基表面；通过定位桩将主体临时固定在地基上；2)沉底调平步骤控制各定位桩延伸出主体底部的长度，调整主体坐底的位置及水平度；3)沉底固定步骤将砾石舱内的砾石通过砾石通道排出，填充地基表面和主体底部之间空隙，完成预制式海上固定平台的固定。本发明的优点是主体结构牢固，制造成本低，地基找平容易，平整度高，沉底固定定位准确，方便快速设置在岛礁、暗礁或沙滩上，施工容易，固定牢固。
文档编号E02B17/00GK103103972SQ201310046890
公开日2013年5月15日 申请日期2013年2月5日 优先权日2013年2月5日
发明者丁桦, 盛国强, 沈正, 郑瑞芸, 续珍立 申请人:广州中国科学院工业技术研究院