一种海上平台电缆保护桩及沉桩方法和沉桩装置与流程

一种海上平台电缆保护桩及沉桩方法和沉桩装置
1.技术领域本发明涉及海洋平台的海底电缆保护桩管及其施工方法和施工设备，特别是一种海上平台电缆保护桩及沉桩方法和沉桩装置。
2.

背景技术：
海上油田的中心平台与卫星平台之间的电力系统按照“陆上网电为主”的原则，形成了以“陆地变电站-海底电缆-中心平台变电站-海底电缆-卫星平台”为主的电源建设模式，中心平台与卫星平台之间由海底电缆组成“手拉手式”的环网供电模式，将电能供给各卫星平台。
3.但是，海上油田一般处在滩海交界地带，海洋动力、海底地貌条件复杂，存在大面积冲刷区域，导致海底电缆多处裸露和悬空，海冰引起的电缆护管装置振动的破坏作用也尤为明显。
4.特殊的地理和海洋环境，易导致海底电缆出现电缆护管旋转接头脱落、电缆悬空、电缆护管开裂、电缆磨损等故障隐患，使海底电缆由此引发各类故障。据统计，其中以登平台处电缆护管底端电缆入口处对海底电缆的磨损占比最大，可达45.83%。海底电缆发生故障会造成大面积的停电，影响油井正常生产，严重危害到油田的产能建设及生产安全，因海底电缆故障带来的直接以及间接经济损失非常巨大。
5.目前，国内外海底电缆登录平台端，多采用j型或i型电缆护管进行电缆的支撑及安全防护。电缆护管与导管架腿的连接方式主要采用多根短管焊接或采用管卡与导管架外壁固定在一起，护管端部连接旋转接头、喇叭口或弯曲限制器。弯曲限制器能够组合成链状，具有最小锁死弯曲半径，防止电缆弯折。其弯曲限制器最小锁死弯曲半径大于海缆安全工作半径，从而对海缆起到保护作用。为了方便海底电缆的安装，电缆进入电缆护管底部的高度均在海底冲刷后泥面以上，而海底电缆均埋设于海底冲刷后泥面以下1.5米，电缆在进入电缆护管前只有几米的裸露段，不会产生较大的振动。但是这种电缆护管在海底的安装和固定方式若用于海上平台的海底电缆，则另当别论。由于海洋潮汐动力影响、浅层工程地质、海底动力地貌条件复杂和平台构筑物的存在，平台附近海床冲刷明显。海底电缆近平台端极易产生悬空、裸露现象，使得近平台端电缆出现明显的晃动或振动，进一步导致电缆护管与平台导管架连接的支撑结构焊缝开裂、电缆护管旋转接头脱落、弯曲限制器断裂等现象。
6.通过多年对海上平台海底电缆损坏的案例研究和分析，结论是由于电缆护管末端未入泥，受海底冲刷的影响，海底电缆安装后，平台周围一定范围内会形成较大的冲刷坑。j型护管端部及电缆就出现较大范围的悬空现象，如说明书附图中图1所示：j型护管端部与海底冲后泥面能够悬空4.8m、距离5m处与海底冲后泥面悬空4m、距离10m处与海底冲后泥面悬空3.2m、距离15m处与海底冲后泥面悬空2m、距离20m处与海底冲后泥面悬空0.9m，在海流及海浪的作用下，海底电缆就会在j型管底端入口处晃动，不可避免地与j型管喇叭口钢构件产生摩擦，在交变位移的持续作用下，导致电缆疲劳损伤，进而引起电缆的磨损和破坏。
7.典型的海底电缆悬空情况有两种：一种为电缆入泥点距离护管管口水平距离较
远，电缆绷紧，管口处是应力集中点；电缆与喇叭口之间的摩擦带来的影响较大，此工况同样存在于i型电缆护管。另一种为电缆入泥点距离护管管口垂直距离较远，电缆自管口处垂下，管口处应力集中，电缆与喇叭口之间的摩擦带来的影响较大。
8.这两种情况的产生，分析根源主要是电缆进入护管的高度引起，常规电缆护管为了方便施工安装，护管喇叭口在海床泥面以上1米左右，但由于平台附近的冲刷深度达到2-3米，所以电缆在进入护管前的自由高度多在3米以上。另外，平台周围由于冲刷的影响，冲刷坑的冲刷半径大约在30米左右，如此长的悬空和自由段，在海流、海浪作用下，往复晃动就难以避免了，从而引起电缆的磨损或疲劳破坏。
9.如果在服役的海洋平台的桩腿周围为海底电缆安装保护和固定用的电缆保护桩，就需要考虑沉桩方式，常规海上沉桩方式主要采用锤击式打入，采用冲击锤或振动锤，均是依靠浮吊起重船，将桩锤固定于桩顶部，冲击锤依靠锤冲击能量将钢管桩打入泥面以下，振动锤依靠锤振动使海底土壤液化，钢管桩在自身重量和桩锤的重量作用下逐渐下沉至设计深度。但这两种沉桩设备均受一定条件制约，比如不能在海洋平台甲板下面打入，因为桩锤设备需要一定安装和操作空间，平台甲板下的高度无法满足。而如果将电缆保护桩安装于平台外较远距离，电缆保护桩就需要独自承受海流、海浪和海冰作用，电缆保护桩的刚度难以达到原设计要求，也就是说，电缆保护桩需要海洋平台桩腿的支撑和加强。海上沉桩方式，还有一种是采用钻井船钻孔，成孔后，在孔内下入钢桩，但这种沉桩主要依靠钻井船，也无法在海洋平台甲板下实施，而且费用高，桩基承载力不如打入式桩基高等，更不适用。


技术实现要素：

10.本发明针对海洋平台使用的海底电缆存在护管脱落，电缆悬空、电缆磨损等问题，提供一种海上平台电缆保护桩及沉桩方法和沉桩装置，使海底电缆避免裸露、悬空及受海洋环境荷载的影响，避免由此引发的海底电缆损坏事故。提高生产安全性，保障生产的安全运行，提高经济效益。
11.本发明的技术解决方案是：一种海上平台电缆保护桩包括电缆保护桩管，电缆保护桩管的上部通过连接撑固定在平台桩腿上面，电缆保护桩管的上方设有平台电缆卡子，其中：电缆保护桩管的下端沉入海底冲刷后泥面10米以下，做为电缆保护桩的桩基，入水后的电缆保护桩管使用水下固定卡与平台桩腿固定在一起；电缆导向管设在电缆保护桩管的下部，电缆导向管的电缆入口设在海底冲刷后泥面1米以下。
12.所述电缆导向管是弯管，电缆导向管的整个管体能够沉入海底冲刷后泥面1米以下或者是仅将电缆导向管的电缆入口沉入海底冲刷后泥面1米以下，电缆导向管的上端与电缆保护桩管的导向管预留口焊接在一起；电缆导向管的上端端口或下端端口与海底电缆之间装有密封件或者充填密封胶或者安装海底电缆能够从中穿过的密封堵头。
13.所述水下固定卡设有横撑、平台桩腿固定卡和桩管固定卡，平台桩腿固定卡和桩管固定卡分别是两个设有连接翼的半圆环，其中一个半圆环与横撑焊接、另一个半圆环通过螺栓与焊接在横撑上的半圆环连接；平台桩腿固定卡连接后的内径小于平台桩腿的外径，桩管固定卡连接后的内径小于电缆保护桩管的外径；水下固定卡设在水面2米以下的平
台桩腿与电缆保护桩管之间。所述电缆保护桩管的外径设定在450mm－550mm之间；电缆保护桩管的入泥深度根据具体沉桩位置所承受的海洋环境荷载计算确定。
14.沉桩方法，用于一种海上平台电缆保护桩，是：a、加工电缆保护桩管并进行热处理和防腐处理；b、将由水力喷冲装置和气动切削装置组成的沉桩装置固定在电缆保护桩管的外面并在电缆保护桩管中预留海底电缆的引导缆；c、为沉桩装置配套和连接使用设备；d、就位沉桩；e、钻冲沉桩施工；f、基坑回填。用于沉桩方法的沉桩装置设有水力喷冲装置和气动切削装置，水力喷冲装置和气动切削装置分别通过电缆保护桩管上面的水力喷冲装置吊耳和气动切削装置吊耳固定在电缆保护桩管外面，其中：水力喷冲装置设有桩管供水管线、供水管线法兰接头、储水能量腔和喷冲喷头，桩管供水管线和高压供水软管线连接在供水管线法兰接头的两端，桩管供水管线的下端与装有喷冲喷头的储水能量腔连通，高压供水软管线的另一端与施工船上面的水泵连接；气动切削装置设有气动马达、传动轴、切削钻头、桩管供气管线和高压供气软管线，桩管供气管线和高压供气软管线分别连接在供气管线法兰接头的两端；气动马达顺次与传动轴和切削钻头连接，桩管供气管线的下端与气动马达的进气口连接，高压供气软管线的另一端与施工船上面的空气压缩机连接；水力喷冲装置的储水能量腔固定在电缆保护桩管的下端，气动切削装置的气动马达安置在储水能量腔的上方，传动轴穿过储水能量腔与切削钻头连接。
15.所述供水管线法兰接头的两端分别设有供水管线接口，桩管供水管线和高压供水软管线分别与供水管线法兰接头两端的供水管线接口连接；位于所述供水管线法兰接头上方的供水管线接口的上端封闭，位于所述供水管线法兰接头下方的供水管线接口的下端不封闭；所述桩管供水管线的上端管口与设在供水管线法兰接头上方的供水管线接口的管壁连通；高压供水软管线与设在供水管线法兰接头下方的供水管线接口连接。
16.所述桩管供水管线的上部是回形管且下端与储水能量腔连接，桩管供水管线上部的回形管通过水力喷冲装置吊耳固定在电缆保护桩管的外面，与所述桩管供水管线下端连接的储水能量腔安装在电缆保护桩管的下端。
17.所述储水能量腔是管状体，管状体上端的顶板是设置了切削装置传动轴通过孔的孔板、管状体的中部内腔装有隔板并且在隔板中装有喷冲喷头。所述安装所述喷冲喷头的隔板设有中心孔且中心孔内能够穿过气动切削装置的传动轴，喷冲喷头设置在隔板中心孔的外周。所述水力喷冲装置吊耳的耳板以及气动切削装置吊耳的耳板之间均设有悬挂轴，水力喷冲装置吊耳和气动切削装置吊耳的耳板均焊接在电缆保护桩管外壁的上部；所述桩管供水管线上部的回形管和桩管供气管线上部的弯管均通过钢丝或缆绳分别固定在水力喷冲装置吊耳和气动切削装置吊耳的悬挂轴上面。
18.所述喷冲喷头是锥形管并且设置在隔板的下端，喷冲喷头在隔板中至少设有二个；桩管供水管线至少设有一根。
19.所述供气管线法兰接头的下端通过供气管线接口与高压供气软管线连接。
20.与现有技术相比，本发明的显著使用效果是：本发明通过对多年海底电缆损坏的案例分析的总结，找出了海上平台用海底电缆损坏的主要原因，就是因为海底电缆在泥面上裸露、悬空以及受海洋环境荷载的影响所致。为了避免目前海底电缆在海洋平台根部的悬空和晃动的弊端，应该降低电缆进入保护管的位置，将电缆入口安置于海底冲刷后泥面以下一定深度。本发明将现有的电缆护管改进为电缆保护桩管，降低了海底电缆导向管入口的高度，将其埋入海底冲刷后泥面以下，让电缆在海底冲刷后泥面以下进入电缆导向管并由此引入电缆保护桩管中，有效避免了电缆裸露、悬空和海洋环境荷载的影响，有效防止电缆的损坏并且避免由此引发的巨额经济损失。
21.本发明在降低了电缆导向管设置位置的同时，还加强了电缆保护桩管的刚度和强度，增加了桩管的厚度，在水下使用了水下固定卡对桩管进行固定，并在电缆导向管中通过密封件或注胶或者安装密封堵头进行封堵处理，避免电缆保护桩管中滋生各种海洋生物，使桩管和电缆在登平台的过程中全程得到保护。
22.本发明中的沉桩装置由水力喷冲装置和气动切削装置组成，采用气动马达对海底冲刷后泥面进行切削和钻孔，辅助水力喷冲的技术手段，结合了机械钻孔和水力喷冲两种施工机具，使在平台桩腿旁的沉桩施工成为可能，形成了在海洋平台台面下方的平台桩腿侧旁为海底电缆装设电缆保护桩管的沉桩方法。适用于砂质海床土体条件，能够较好地应用于海底铁板砂海床，解决了为海底电缆装设电缆保护桩管的工程难题。
23.本发明中的电缆保护桩管，底部下入海底冲刷后泥面10m以下，成为桩基，采用桩基固定、水面上与平台桩腿的柱体焊接、水面以下通过水下固定卡与平台桩腿的柱体连接。现有的电缆护管直径273mm，而本发明中的电缆保护桩管的直径设定在450mm－550mm之间，刚度得以大幅增强，电缆于海底冲刷后泥面以下1米再进入电缆保护桩管直至登上平台。
24.为了验证本发明中电缆保护桩的可行性，以直径为500mm的电缆保护桩管进行了数值模拟分析，采用的是sacs程序、即structural analysis computer system程序。sacs程序是专用于海洋结构工程的静动力结构分析系统。该系统功能齐全,方法先进,便于使用,是国际上比较先进的被普遍使用的结构海工结构分析程序。在对本发明中的电缆保护桩结构总体分析中按照空间三维结构进行模拟，电缆保护桩管采用直径500mm的钢管，水面上设置两道水平的连接撑，水面以下3米处设置一处水下固定卡做为支撑，电缆保护桩管入泥15米、做为桩基。
25.一般地，无桩基的称为电缆护管，有桩基的称为电缆保护桩。
26.本发明对电缆保护桩管进行了计算分析，计算分析分四种模型进行对比，第一种为水下无桩基、无水下固定卡支撑的常规护管结构；第二种为水下有桩基、无水下固定卡支撑的电缆保护桩；第三种为水下无桩基、有水下固定卡支撑的电缆护管结构；第四种为水下有桩基、有水下固定卡支撑的电缆保护桩。
27.计算结果如下，1）水下无桩基、无水下固定卡支撑的常规电缆护管，在最大冰荷载作用下，最大应力比为0.926，最大应力发生在水面以上连接撑的附近；电缆护管最大变形为30.0cm，发生
在电缆护管最底端。
28.2）水下有桩基、无水下固定卡支撑的电缆保护桩，在最大冰荷载作用下，最大应力比为0.464，最大应力发生在水面以上连接撑附近；电缆保护桩管最大变形为2.7cm，发生在水下3m位置处。
29.3）水下无桩基、有水下固定卡支撑的电缆护管，在最大冰荷载作用下，最大应力比为0.153，最大应力发生在水面以上连接撑附近；电缆护管最大变形为2.6cm，发生在电缆护管最底端。
30.4）本发明中的水下有桩基、有水下固定卡支撑的海底电缆保护桩，在最大冰荷载作用下，最大应力比为0.121，最大应力发生在水面上连接撑附近；电缆保护桩管最大变形为0.3cm，发生在冰荷载作用位置附近。
31.通过上述几种结构优化计算对比发现，通过本发明中的沉桩方法下入的海底电缆保护桩，在杆件应力比和变形方面都存在非常明显的优势和效果，由现有常规式结构的应力比0.926和变形30cm，优化为应力比0.121和变形0.3cm。
32.本发明中的沉桩施工采用了气动掘进与水力喷冲配合的形式实现电缆保护桩管的沉降。其沉桩方法有别于海上常用的锤击式、振动式沉桩方法，对周围构筑物的影响小，适用桩基口径在0.4米及以上，尤其是对于大口径桩管更为适用。对于沼泽，湖泊，湿地，滩海等地质条件均适用，适用范围广泛，易于施工，具有较高的施工安全性和显著的工程施工应用价值。
33.本发明中的电缆保护桩管顶部通过连接撑与平台桩腿连接固定，海底电缆从海底冲刷后泥面以下通过电缆保护桩中的电缆导向管登上海洋平台并连接至平台配电室。从根本上解决了现有海底电缆护管的旋转接头脱落、电缆悬空、电缆磨损等安全隐患，从而保护了近平台端海底电缆的安全。
34.综上所述，本发明具有显著的使用效果并能产生显著的经济效益和社会效益。
附图说明
35.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1是现有海底电缆登海洋平台在桩腿处的悬空数据示意图。
36.图2是本发明中海上平台电缆保护桩的结构示意图。
37.图3是沉桩装置中的水力喷冲装置的结构示意图。
38.图4是沉桩装置中的气动切削装置的结构示意图。
39.图5是本发明中沉桩装置的组装示意图。
40.图6是本发明中施工船配合沉桩装置的应用示意图。
具体实施方式
41.附图仅为参考与说明之用，并非用以限制本发明的保护范围。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅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。
42.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
43.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
44.参见图2，一种海上平台电缆保护桩包括电缆保护桩管3，电缆保护桩管3的上部通过连接撑4固定在平台桩腿1上面，电缆保护桩管3的上方设有平台电缆卡子2，其中：电缆保护桩管3的下端沉入海底冲刷后泥面10米以下，做为电缆保护桩的桩基，包括12米、13米、15米、16米等等；入水后的电缆保护桩管3使用水下固定卡5与平台桩腿1固定在一起；电缆导向管6设在电缆保护桩管3的下部，电缆导向管6的电缆入口设在海底冲刷后泥面1米以下。海底电缆自该电缆导向管6进入电缆保护桩管3并经平台电缆卡子2登上海洋平台。如此，将海底电缆埋入海底冲刷后泥面以下，避免了海底电缆悬空带来的严重危害和由此带来的巨大经济损失，具有显著的使用效果。
45.所述电缆导向管6是弯管，电缆导向管6的整个管体能够沉入海底冲刷后泥面1米以下或者是仅将电缆导向管6的电缆入口沉入海底冲刷后泥面1米以下，电缆导向管6的上端与电缆保护桩管3的导向管预留口焊接在一起；电缆导向管6的上端端口或下端端口与海底电缆之间装有密封件或者充填密封胶或者安装海底电缆能够从中穿过的密封堵头。密封件包括胶筒或者是多个罗列的胶圈。密封堵头可以使用柔性密封堵头、充气型电缆管道密封塞、橡胶或硅胶制品制做的密封堵头。
46.所述水下固定卡5设有横撑、平台桩腿固定卡和桩管固定卡，平台桩腿固定卡和桩管固定卡分别是两个设有连接翼的半圆环，其中一个半圆环与横撑焊接、另一个半圆环通过螺栓与焊接在横撑上的半圆环连接；平台桩腿固定卡连接后的内径小于平台桩腿1的外径，桩管固定卡连接后的内径小于电缆保护桩管3的外径；水下固定卡5设在水面2米以下的平台桩腿1与电缆保护桩管3之间。比如在水面以下2米、2.5米、3米、3.5米等位置开始使用，加强电缆保护桩管3的安装稳定性和牢固程度。
47.所述电缆保护桩管3的外径设定在450mm－550mm之间；电缆保护桩管3的入泥深度根据具体沉桩位置所承受的海洋环境荷载计算确定。
48.用于一种海上平台电缆保护桩的沉桩方法，是：a、加工电缆保护桩管3并进行热处理和防腐处理；根据电缆保护桩管3的总长度，加工和焊接电缆保护桩管3并做相应的热处理和防腐处理。b、将由水力喷冲装置和气动切削装置组成的沉桩装置固定在电缆保护桩管3的外面并在电缆保护桩管3中预留海底电缆的引导缆，引导缆是施工时用来牵引海底电缆，辅助施工。
49.c、为沉桩装置配套和连接使用设备；将沉桩装置使用的高压供水软管线和高压供
气软管线连接好，并将配套使用的发电机、空气压缩机、水泵和配电柜安装在施工船上面。
50.d、就位沉桩；根据工程设计要求确定电缆保护桩管3的海上安装位置并用施工船就位，施工时，通过ms1000二维实施扫描声呐系统和潜水员辅助吊起电缆保护桩管3至安装点。
51.e、钻冲沉桩施工；用施工船中的浮吊吊起连接了沉桩装置以及海底电缆的引导缆的电缆保护桩管3，进行电缆保护桩管3的钻冲沉桩施工。沉桩装置固定在电缆保护桩管3的外面，将高压供水软管线和高压供气软管线连接于沉桩装置与停留在海平面的施工船上面的水泵和空气压缩机之间，使用沉桩装置对电缆保护桩管3沉桩固定。电缆保护桩管3的沉桩施工完毕后，拆除电缆保护桩管3外面的沉桩装置以及与其配套连接的装置，如，高压供水软管线和高压供气软管线，发电机、空气压缩机、水泵和配电柜等。微调电缆保护桩管3的垂直和安装角度，使电缆保护桩管3与平台桩腿1平行布置。在水面上焊接连接撑4，水面下使用水下固定卡5将电缆保护桩管3与平台桩腿1固定在一起。利用电缆保护桩管3内预留的引导缆，将海底电缆由海底冲刷后泥面以下经电缆导向管6牵引至电缆保护桩管3内，最终使海底电缆穿过平台电缆卡子2登上海洋平台。
52.f、基坑回填。包括对施工现场的基坑回填、回淤固定，海底电缆埋设等工作。参见图3、图4、图5和图6，用于沉桩方法的沉桩装置设有水力喷冲装置和气动切削装置，水力喷冲装置和气动切削装置分别通过电缆保护桩管3上面的水力喷冲装置吊耳w1和气动切削装置吊耳a1固定在电缆保护桩管3外面，其中：水力喷冲装置设有桩管供水管线w2、供水管线法兰接头w3、储水能量腔w5和喷冲喷头w6，桩管供水管线w2和高压供水软管线连接在供水管线法兰接头w3的两端，桩管供水管线w2的下端与装有喷冲喷头w6的储水能量腔w5连通，高压供水软管线的另一端与施工船上面的水泵连接；气动切削装置设有气动马达a5、传动轴a6、切削钻头a7、桩管供气管线a2和高压供气软管线，桩管供气管线a2和高压供气软管线分别连接在供气管线法兰接头a3的两端；气动马达a5顺次与传动轴a6和切削钻头a7连接，桩管供气管线a2的下端与气动马达a5的进气口连接，高压供气软管线的另一端与施工船上面的空气压缩机连接；水力喷冲装置的储水能量腔w5固定在电缆保护桩管3的下端，气动切削装置的气动马达a5安置在储水能量腔w5的上方，传动轴a6穿过储水能量腔w5与切削钻头a7连接。水力喷冲装置和气动切削装置能够单独使用、也能够组装在一起使用，组装在一起使用对海床土体的切削效率和效果更好。
53.所述供水管线法兰接头w3的两端分别设有供水管线接口w4，桩管供水管线w2和高压供水软管线分别与供水管线法兰接头w3两端的供水管线接口w4连接；位于所述供水管线法兰接头w3上方的供水管线接口w4的上端封闭，位于所述供水管线法兰接头w3下方的供水管线接口w4的下端不封闭；所述桩管供水管线w2的上端管口与设在供水管线法兰接头w3上方的供水管线接口w4的管壁连通；高压供水软管线与设在供水管线法兰接头w3下方的供水管线接口w4连接。使用供水管线法兰接头w3和供水管线接口w4，可方便桩管供水管线w2和高压供水软管线的连接和拆卸。
54.所述桩管供水管线w2的上部是回形管且下端与储水能量腔w5连接，桩管供水管线w2上部的回形管通过水力喷冲装置吊耳w1固定在电缆保护桩管3的外面，与所述桩管供水
管线w2下端连接的储水能量腔w5安装在电缆保护桩管3的下端。
55.所述储水能量腔w5是管状体，管状体上端的顶板是设置了切削装置传动轴通过孔的孔板、管状体的中部内腔装有隔板并且在隔板中装有喷冲喷头w6。安装所述喷冲喷头w6的隔板设有中心孔且中心孔内能够穿过气动切削装置的传动轴a6，喷冲喷头w6设置在隔板中心孔的外周。安装了喷冲喷头w6的隔板的中心孔内能够穿过气动切削装置的传动轴a6，以便与喷冲喷头w6下方的切削钻头a7连接。通过喷冲喷头w6的水力喷冲，能够使切削装置的切削钻头a7下方的土体快速解体，边切削边喷冲，更有利于土体的快速破碎，加快施工速度。
56.所述水力喷冲装置吊耳w1的耳板以及气动切削装置吊耳a1的耳板之间均设有悬挂轴，水力喷冲装置吊耳w1和气动切削装置吊耳a1的耳板均焊接在电缆保护桩管3外壁的上部；所述桩管供水管线w2上部的回形管和桩管供气管线a2上部的弯管均通过钢丝或缆绳分别固定在水力喷冲装置吊耳w1和气动切削装置吊耳a1的悬挂轴上面。
57.所述喷冲喷头w6是锥形管并且设置在隔板的下端，喷冲喷头w6在隔板中至少设有二个；桩管供水管线w2至少设有一根。使用锥形管的喷冲喷头w6的喷冲效果更好，设置多根桩管供水管线w2，其喷冲压力大且喷冲均匀。
58.所述供气管线法兰接头a3的下端通过供气管线接口a4与高压供气软管线连接。
59.沉桩施工时，通过施工船上的浮吊将固定了水力喷冲装置和气动切削装置的电缆保护桩管3整体吊装就位并将高压供水软管线和高压供气软管线的另一端分别与施工船上面的水泵和空气压缩机连接好。泵送的高压水流通过高压供水软管线和桩管供水管线w2进入储水能量腔w5，形成稳定的高压水能量，以上所述的水能量通过喷冲喷头w6形成直线型破土水射流，水射流冲击海底冲刷后泥面，辅助气动马达a5驱动的切削钻头a7完成快速破土，提高施工效率并能收到破土快、震动小的显著使用效果。根据施工现场的土质结构，合理匹配水力喷冲能量，并结合计算相关喷冲能量和合理优化喷冲喷头w6和切削钻头a7的尺寸，实现水力喷冲效果最优化。气动马达a5根据旋转切削力匹配气量驱动，实现最优能耗比。将气动切削装置和水力喷冲装置分别制造，组合使用，最终将水力喷冲和气动切削两种工具组装为一体并安装在电缆保护桩管3外面，完成平台桩腿1附近的沉桩施工。即完成了海底电缆的埋入施工，又避免了对海洋平台和平台桩腿1在沉桩施工中的影响，所带来的经济效益和社会效益巨大。
60.上面叙述的实施例仅仅为典型实施例，但本发明不仅限于这些实施例，本领域的技术人员可以在不偏离本发明的精神和启示下做出修改。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的创造精神和创造理念之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。因此，保护范围不仅限于上文的说明。