适于极浅水域的高桩承台基础安装系统及方法与流程

本发明涉及风力发电设备技术领域，具体涉及一种适于极浅水域的高桩承台基础安装系统及方法。

背景技术：

现阶段，国内海上风电的开发建设逐渐进入快车道，部分海上风电项目需要面临水深较深甚至极浅(船舶仅能趁潮进入施工场区，需坐滩施工)的问题。特别在一些地区的海上风电地质存在土壤覆盖层较浅，下部有岩层，目前对于这种下部有岩层的地质情况，最成熟的海上风电基础解决方案就是高桩承台基础。

但是高桩承台基础在极浅水域的沉桩使需要使用打桩船。传统打桩船船体结构都是单层底(即船底只有一层)，如果船底被障碍物(如岩石)隔漏，则后果很严重，而如果将其改造为双层底则耗资巨大。且打桩船一般吃水较深，部分水深较浅(2m左右)的地方无法趁潮进入。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服高桩承台基础在极浅水域的沉桩问题，从而提供一种适于极浅水域的高桩承台基础安装系统及方法。

为了解决上述问题，本发明提供了一种适于极浅水域的高桩承台基础安装系统包括：浅吃水驳船，设置在待施工高桩承台基础区域；运输船，适于向所述浅吃水驳船运输物料；起吊装置，设置在所述浅吃水驳船上；以及用以定位沉桩位置的抱桩架。

进一步地，所述浅吃水驳船以锚索固定在所述待施工高桩承台基础区域。

进一步地，所述起吊装置为履带吊，至少两台履带吊设置在所述浅吃水驳船上。

进一步地，所述履带吊靠近所述浅吃水驳船的侧边设置。

进一步地，所述抱桩架具有若干导向筒，所述导向筒适于定位钢桩。

进一步地，所述抱桩架的底部为吸力桶结构，所述吸力桶上设置有泵撬块系统。

进一步地，还包括液压锤，适于固定所述导向筒中的钢桩。

本发明还提供了一种适于极浅水域的高桩承台基础安装方法，包括：设置浅吃水驳船于待施工高桩承台基础区域；运输船运输抱桩架；浅吃水驳船上的吊装装置吊装抱桩架到所述浅吃水驳船上；固定所述抱桩架于所述高桩承台基础预设的施工区域；所述吊装装置依次吊装钢桩至所述抱桩架中的导向筒中；对所述钢桩进行沉桩施工。

进一步地，所述固定所述抱桩架于所述高桩承台基础预设的施工区域包括：所述抱桩架的底部为吸力桶结构，吸力桶使用自身泵撬块系统吸力贯入泥层中。

进一步地，所述对所述钢桩进行沉桩施工包括：所述吊装装置吊装液压锤施力于所述钢桩的上端部。

进一步地，在完成所述对所述钢桩进行沉桩施工后，还包括：将所述抱桩架中的吸力桶注水顶出泥层，并以吊装装置吊装回浅吃水驳船上。

进一步地，在所述将所述抱桩架中的吸力桶注水顶出泥层，并以吊装装置吊装回浅吃水驳船上后，还包括：移动所述浅吃水驳船至下一处待施工高桩承台基础区域。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明中的适于极浅水域的高桩承台基础安装系统包括：浅吃水驳船，设置在待施工高桩承台基础区域；运输船，适于向浅吃水驳船运输物料；起吊装置，设置在浅吃水驳船上；以及用以定位沉桩位置的抱桩架。

本发明中采用浅吃水驳船替代传统的打桩船，利用抱桩架在浅吃水驳船上可直接施工沉桩，实现对高桩承台基础的安装。本发明中的浅吃水驳船多为双层底，提高了作业的安全性，且资源易于寻找，价格低廉，降低了高桩承台基础的施工成本。且浅吃水驳船的吃水较浅，可趁潮进入部分极浅水域，可施工范围广，同时使部分无法施工的海上风电浅水机位具备了施工条件。

2.本发明中的适于极浅水域的高桩承台基础安装系统中起吊装置为履带吊，至少两台履带吊设置在浅吃水驳船上。至少两台履带吊的设置方便将横放在运输船上的钢桩吊起为竖直状态，以方便后续的安装。

3.本发明中的适于极浅水域的高桩承台基础安装系统中抱桩架的底部为吸力桶结构，吸力桶上设置有泵撬块系统。吸力筒的抱桩架固定方式，可利用气压和水压对抱桩架安装底部自动找平，提高抱桩架的安装效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的实施例1中的适于极浅水域的高桩承台基础安装系统的俯视图；

图2为本发明提供的实施例1中的适于极浅水域的高桩承台基础安装系统中沉桩过程的示意图。

附图标记说明：

1－浅吃水驳船；

2－运输船；

3－起吊装置；

4－抱桩架；

5－液压锤；

6－钢桩；

7－锚索。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1和图2所示，为本实施例提供的一种适于极浅水域的高桩承台基础安装系统，包括：浅吃水驳船1，设置在待施工高桩承台基础区域；运输船2，适于向浅吃水驳船1运输物料；起吊装置3，设置在浅吃水驳船1上；以及用以定位沉桩位置的抱桩架4。

本实施例中的浅吃水驳船1为可座底的双层底驳船，其资源多，易于寻找。

如图1中的示出，本实施例中的浅吃水驳船1为无动力船，在施工开始时，利用运输船或者其他动力船(如抛锚艇)等将浅吃水驳船拖拽到待施工高桩承台基础的区域，同时利用锚索7对浅吃水驳船1进行固定，为下一步的施工提供良好的施工平台。

在浅吃水驳船1固定好后，运输船2可将起吊装置3运输到浅吃水驳船1上，并实现在浅吃水驳船1上的组装。

在其他的一些实施方式中，上述中的起吊装置3可预先在浅吃水驳船1上组装完成，随浅吃水驳船1一同拖拽进入到施工高桩承台基础区域。

本实施例中的起吊装置3为履带吊，履带吊可自由移动，方便对高桩沉台基础物料的吊装。本实施例中采用两台履带吊安装在浅吃水驳船1上，且两台履带吊的型号不同，一台为大型号，一台为小型号。当运输船2中运输的是钢桩6时，需要将横放在运输船上的钢桩6起吊呈竖直状态，两台履带吊分别吊起钢桩6的两端，因履带吊的型号大小不同，吊起的高度不同，很容易将钢桩6起吊呈竖直状态，方便后续的沉桩工作。

当然，在其他的一些实施方式中，上述中的履带吊的数量还可为三个、四个等，以提高起吊物料的效率。

当然，在其他的一些实施方式中，上述的起吊装置还可为塔吊、龙门吊等装置。

为了方便将钢桩6从运输船2上吊起，履带吊靠近安装在浅吃水驳船1的侧边上。

因采用浅吃水驳船1取代传统的打桩船，故缺少相应的抱桩结构，以实现对钢桩6的定位打桩，故本实施例中提供了抱桩架4。抱桩架4具有若干导向筒，其中导向筒的数量根据在沉桩过程中需要的钢桩6的数量决定。在履带吊的起吊作用下，钢桩6插入到导向筒中，以对各个钢桩6的实施位置实现初步的定位。

本实施例中的抱桩架4需要实现对钢桩6的定位，故需要将其固定在施工高桩承台基础的区域。为了实现对抱桩架4的固定，本实施例中抱桩架4的底部为吸力桶结构，吸力桶上设置有泵撬块系统。在抱桩架4沉入到海底的过程中，吸力桶中被注满水，通过泵撬块系统，将吸力桶中的水不断抽吸出来，在外界海水压力和大气压力的作用下，吸力桶逐渐被压入到海底的泥层中，从而实现对抱桩架4的固定。当吸力桶的数量为多个时，通过抽吸水量的多少更容易控制不同吸力桶间下沉的距离，方便保证整个抱桩架4的水平度。

当然，在其他的一些实施方式中，上述中的抱桩架4还可以通过在底部设置重物的沉桩方式。

钢桩6在履带吊的作用下插入到抱桩架4中的导向筒内后，在抱桩架4的作用下实现初步的固定。然后履带吊吊起液压锤5，捶打钢桩6的上端，将钢桩6楔入到海底泥层中，实现最终的固定。

在钢桩6都固定好后，再进行后续的嵌岩施工。在进行嵌岩施工时前，将抱桩架4吸力桶注水顶出，将抱桩架4吊装回至浅吃水驳船1上，再安装嵌岩平台，进行嵌岩施工。由于嵌岩施工工期较长，嵌岩施工不再使用浅吃水驳参与。浅吃水驳船完成沉桩作业后即可前往下一个机位进行施工，增加施工效率。

在嵌岩施工后进行承台施工，其主要包括传统承台中钢筋的绑扎、基础环的安装以及混泥土浇筑等。

故本实施例中采用浅吃水驳船替代传统的打桩船，利用抱桩架在浅吃水驳船上可直接施工沉桩，实现对高桩承台基础的安装。本实施例中的浅吃水驳船多为双层底，提高了作业的安全性，且资源易于寻找，价格低廉，降低了高桩承台基础的施工成本。且浅吃水驳船的吃水较浅，可趁潮进入部分极浅水域，可施工范围广，同时使部分无法施工的海上风电浅水机位具备了施工条件。

实施例2

本实施例提供了一种适于极浅水域的高桩承台基础安装方法，包括如下步骤：

s1：设置浅吃水驳船于待施工高桩承台基础区域。本实施例中的浅吃水驳船在抛锚艇的带动下运输到待施工高桩承台基础区域，其中浅吃水驳船靠近机位设置。

还需要说明的是，在浅吃水驳船上事先安装有起吊装置，本实施例中的起吊装置为履带吊，具体为两台，以方便后续对钢桩的吊装。

s2:运输船运输抱桩架。因采用浅吃水驳船1取代传统的打桩船，故缺少相应的抱桩结构，以实现对钢桩6的定位打桩，故本实施例中提供了抱桩架4。

s3:浅吃水驳船上的吊装装置吊装抱桩架到浅吃水驳船上，在运输船运送到位后，吊装装置将抱桩架吊装到浅吃水驳船的甲板上。

s4:固定抱桩架于高桩承台基础预设的施工区域；抱桩架的底部为吸力桶结构，吸力桶使用自身泵撬块系统吸力贯入泥层中。

s5:吊装装置依次吊装钢桩至抱桩架中的导向筒中；运输船将钢桩运输到浅吃水驳船上，吊装装置吊起钢桩，并将钢桩插入到抱桩架的导向筒中，实现对钢桩的定位以及初步固定。

s6:对钢桩进行沉桩施工。其中对钢桩进行沉桩施工包括：吊装装置吊装液压锤施力于钢桩的上端部，液压锤捶打钢桩的上端，将钢桩楔入到海底泥层中，实现对钢桩的最终固定。

本实施例中在完成对钢桩进行沉桩施工后，还包括：将抱桩架中的吸力桶注水顶出泥层，并以吊装装置吊装回浅吃水驳船上，以方便后续的嵌岩施工等。

其中再将抱桩架中的吸力桶注水顶出泥层，并以吊装装置吊装回浅吃水驳船上后，还包括：移动浅吃水驳船至下一处待施工高桩承台基础区域，此种设计提高了抱桩架的利用率。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。