一种海上风电基础的运维期柔性防冲刷方法及其防护系统与流程

本发明涉及海上风电工程，具体是涉及一种海上风电基础的运维期柔性防冲刷方法。本发明还涉及一种海上风电基础的运维期柔性防冲刷防护系统。

背景技术：

1、防冲刷问题是海上风电基础的一个难题，目前，我国的海上风电基础，如单桩、多桩、筒型基础等，主要采用的是抛石作业进行防冲刷保护。但是根据监测结果，抛石防冲刷对基础的防冲刷效果有限，特别是在砂土地质，不均匀的抛石可能会加剧冲刷。另外，目前的防冲刷施工措施一般是在设计阶段进行，而施工完成后，基础的冲刷会持续发生，设计阶段的防冲刷保护并非一劳永逸，运行期间需要对基础增补防冲刷保护。

2、中国专利cn110593325a公开了一种海上风电基础幕布防冲刷结构及防冲刷方法，包括布置在风电基础周围的防冲刷幕布，所述防冲刷幕布覆盖所述风电基础防护范围并嵌入至所述风电基础防护范围内的土体下；所述防冲刷幕布由若干块幕布单体组成，若干块所述幕布单体沿所述风电基础的周向依次排布，并且，相邻两块所述幕布单体之间、在所述幕布单体的边缘处相互搭接；每块所述幕布单体的内侧通过幕布张拉装置固定连接在所述风电基础上、外侧通过所述幕布张拉装置固定连接在简易桩上，所述简易桩固定在海床上。

3、该防冲刷方法通过将幕布张拉在海床上，然而海水对幕布的侵蚀极大，且受洋流的影响，用于固定幕墙边角的简易桩极易脱离海床，同时还需工人潜入海底进行施工，施工难度大。

技术实现思路

1、针对上述问题，提供一种海上风电基础的运维期柔性防冲刷方法，通过将具有注浆腔的柔性模袋在海面上环绕风电基础，待柔性模袋沉入海底后，在海面上向沉入海底的柔性模袋中注入混凝土，使得柔性模袋平铺在海底，待混凝土凝固后即能够防止风电基础的冲刷，解决了现有的防冲刷方法效果不佳且施工困难的问题。

2、为解决现有技术问题，本发明提供一种海上风电基础的运维期柔性防冲刷方法，通过柔性防冲刷防护系统实现防冲刷，柔性防冲刷防护系统包括沿风电基础的周向延伸的柔性模袋，所述柔性模袋具有注浆腔，所述柔性模袋的上表面设置有连通注浆腔的第一注浆口；防冲刷方法包括以下步骤：

3、步骤一，将柔性模袋沿风电基础的周向环绕在风电基础的外圆周面；

4、步骤二，通过管路连接第一注浆口和注浆船；

5、步骤三，将柔性模袋沿风电基础的长度方向下沉至海床；

6、步骤四，在海平面上通过管路对注浆腔进行灌浆，柔性模袋在其灌浆的状态下展开并压设在位于风电基础底部的海床上。

7、优选地，在柔性模袋环绕风电基础前，将柔性模袋的一端固定，然后将柔性模袋的另一端与无人遥控船相连，开动无人遥控船将柔性模袋环绕风电基础一周；柔性防冲刷防护系统还包括第一密封机构和第二密封机构，所述第一密封机构设置在所述柔性模袋与风电基础的外圆周面之间，所述第二密封机构设置在所述柔性模袋环绕风电基础后的连接端。

8、优选地，步骤一前，将柔性模袋按风电基础的周长完成陆上预制，将柔性模袋收叠；柔性防冲刷防护系统还包括第一连接环、第二连接环、浮球、第一连接绳、第一限位块和连接勾，所述第一连接环沿周向设置在所述柔性模袋的外侧，所述连接环与所述浮球连接，所述第一连接绳穿过所述第一连接环后与第一连接环和第一限位块连接，连接勾具有连接段以及设置在连接段两端的第一勾部和第二勾部。

9、优选地，柔性模袋环绕风电基础时，所述第一勾部穿过所述第一连接环，所述第二勾部穿过所述第二连接环，柔性模袋在浮球的浮力作用下浮于海面；柔性模袋下沉时，将第一勾部从第一连接环中抽离，将第二勾部从第二连接环中抽离。

10、优选地，在柔性模袋环绕风电基础前，通过抛石或/和抛砂袋的方式对风电基础底部的海床进行找平。

11、优选地，所述柔性模袋的内部缝制有网状加筋管路且内外贯通，所述网状加筋管路内侧设置有第二注浆口。

12、优选地，所述柔性模袋展开呈扇环状，所述柔性模袋的内圆设置有收紧绳索。

13、优选地，所述第一密封机构包括橡胶垫、第二连接绳、滚轮和限位杆，所述橡胶垫沿周向设置在所述柔性模袋的内圆，所述橡胶垫的内侧设置有沿其长度方向的安置槽，所述安置槽中设置有第二限位块，所述第二限位块的外侧设置有v型槽，所述第二连接绳沿所述橡胶垫的长度方向设置在所述安置槽中，所述第二连接绳抵接在v型槽中，所述限位杆沿竖直方向地穿过所述v型槽，所述第二连接绳位于v型槽尖部和限位杆之间，所述滚轮转动地设置在所述第二连接绳上，所述滚轮位于两个第二限位块之间，所述柔性模袋环绕风电基础后通过滚轮与风电基础的外圆周面滚动配合，柔性模袋中灌浆后膨胀以使第二连接绳截断v型槽的尖部，滚轮移动至安置槽的内侧。

14、优选地，所述柔性模袋的两端设置有展开状态可相互耦合的嵌合槽和嵌合条，所述第二密封机构包括第一连接件、第二连接件和第三连接绳，所述第一连接件和第二连接件沿展开后柔性模袋地径向设置在柔性模袋的顶端，所述第一连接件和第二连接件上设置有穿绳口，所述第三连接绳依次穿过穿绳口以连接第一连接件和第二连接件。

15、本发明还涉及一种海上风电基础的运维期柔性防冲刷防护系统，包括柔性模袋，第一密封机构、第二密封机构、第一连接环、第二连接环、浮球、第一连接绳、第一限位块和连接勾，所述柔性模袋沿风电基础的周向延伸，所述柔性模袋具有注浆腔，所述柔性模袋的上表面设置有连通注浆腔的第一注浆口；所述第一密封机构设置在所述柔性模袋与风电基础的外圆周面之间，所述第二密封机构设置在所述柔性模袋环绕风电基础后的连接端；所述第一连接环沿周向设置在所述柔性模袋的外侧，所述连接环与所述浮球连接，所述第一连接绳穿过所述第一连接环后与第一连接环和第一限位块连接，连接勾具有连接段以及设置在连接段两端的第一勾部和第二勾部。

16、本发明相比较于现有技术的有益效果是：

17、1.本发明通过将具有注浆腔的柔性模袋在海面上环绕风电基础，待柔性模袋沉入海底后，在海面上向沉入海底的柔性模袋中注入混凝土，使得柔性模袋平铺在海底，待混凝土凝固后即能够防止风电基础的冲刷，解决了现有的防冲刷方法效果不佳且施工困难的问题；

18、2.本发明通过橡胶垫、第二连接绳、滚轮和限位杆能够在柔性模袋膨胀前与风电基础滚动配合，能够防止因柔性模袋内圆周面与风电基础之间的摩擦力过大而导致柔性模袋无法下沉。

技术特征：

1.一种海上风电基础的运维期柔性防冲刷方法，通过柔性防冲刷防护系统实现防冲刷，其特征在于，柔性防冲刷防护系统包括沿风电基础的周向延伸的柔性模袋（1），所述柔性模袋（1）具有注浆腔，所述柔性模袋（1）的上表面设置有连通注浆腔的第一注浆口（11）；防冲刷方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种海上风电基础的运维期柔性防冲刷方法，其特征在于，步骤一中，在柔性模袋（1）环绕风电基础前，将柔性模袋（1）的一端固定，然后将柔性模袋（1）的另一端与无人遥控船（5）相连，开动无人遥控船（5）将柔性模袋（1）环绕风电基础一周；柔性防冲刷防护系统还包括第一密封机构（2）和第二密封机构（3），所述第一密封机构（2）设置在所述柔性模袋（1）与风电基础的外圆周面之间，所述第二密封机构（3）设置在所述柔性模袋（1）环绕风电基础后的连接端。

3.根据权利要求2所述的一种海上风电基础的运维期柔性防冲刷方法，其特征在于，步骤一前，将柔性模袋（1）按风电基础的周长完成陆上预制，将柔性模袋（1）收叠；柔性防冲刷防护系统还包括第一连接环（41）、第二连接环（42）、浮球（43）、第一连接绳（44）、第一限位块（45）和连接勾（46），所述第一连接环（41）沿周向设置在所述柔性模袋（1）的外侧，所述连接环与所述浮球（43）连接，所述第一连接绳（44）穿过所述第一连接环（41）后与第一连接环（41）和第一限位块（45）连接，连接勾（46）具有连接段以及设置在连接段两端的第一勾部和第二勾部。

4.根据权利要求3所述的一种海上风电基础的运维期柔性防冲刷方法，其特征在于，柔性模袋（1）环绕风电基础时，所述第一勾部穿过所述第一连接环（41），所述第二勾部穿过所述第二连接环（42），柔性模袋（1）在浮球（43）的浮力作用下浮于海面；柔性模袋（1）下沉时，将第一勾部从第一连接环（41）中抽离，将第二勾部从第二连接环（42）中抽离。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种海上风电基础的运维期柔性防冲刷方法，其特征在于，在柔性模袋（1）环绕风电基础前，通过抛石或/和抛砂袋的方式对风电基础底部的海床进行找平。

6.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种海上风电基础的运维期柔性防冲刷方法，其特征在于，所述柔性模袋（1）的内部缝制有网状加筋管路（12）且内外贯通，所述网状加筋管路（12）内侧设置有第二注浆口（121）。

7.根据权利要求2-4中任意一项所述的一种海上风电基础的运维期柔性防冲刷方法，其特征在于，所述柔性模袋（1）展开呈扇环状，所述柔性模袋（1）的内圆设置有收紧绳索。

8.根据权利要求7所述的一种海上风电基础的运维期柔性防冲刷方法，其特征在于，所述第一密封机构（2）包括橡胶垫（21）、第二连接绳（22）、滚轮（23）和限位杆（24），所述橡胶垫（21）沿周向设置在所述柔性模袋（1）的内圆，所述橡胶垫（21）的内侧设置有沿其长度方向的安置槽（211），所述安置槽（211）中设置有第二限位块（212），所述第二限位块（212）的外侧设置有v型槽（2121），所述第二连接绳（22）沿所述橡胶垫（21）的长度方向设置在所述安置槽（211）中，所述第二连接绳（22）抵接在v型槽（2121）中，所述限位杆（24）沿竖直方向地穿过所述v型槽（2121），所述第二连接绳（22）位于v型槽（2121）尖部和限位杆（24）之间，所述滚轮（23）转动地设置在所述第二连接绳（22）上，所述滚轮（23）位于两个第二限位块（212）之间，所述柔性模袋（1）环绕风电基础后通过滚轮（23）与风电基础的外圆周面滚动配合，柔性模袋（1）中灌浆后膨胀以使第二连接绳（22）截断v型槽（2121）的尖部，滚轮（23）移动至安置槽（211）的内侧。

9.根据权利要求8所述的一种海上风电基础的运维期柔性防冲刷方法，其特征在于，所述柔性模袋（1）的两端设置有展开状态可相互耦合的嵌合槽（13）和嵌合条（14），所述第二密封机构（3）包括第一连接件（31）、第二连接件（32）和第三连接绳（33），所述第一连接件（31）和第二连接件（32）沿展开后柔性模袋（1）地径向设置在柔性模袋（1）的顶端，所述第一连接件（31）和第二连接件（32）上设置有穿绳口，所述第三连接绳（33）依次穿过穿绳口以连接第一连接件（31）和第二连接件（32）。

10.一种海上风电基础的运维期柔性防冲刷防护系统，其特征在于，包括柔性模袋（1），第一密封机构（2）、第二密封机构（3）、第一连接环（41）、第二连接环（42）、浮球（43）、第一连接绳（44）、第一限位块（45）和连接勾（46），所述柔性模袋（1）沿风电基础的周向延伸，所述柔性模袋（1）具有注浆腔，所述柔性模袋（1）的上表面设置有连通注浆腔的第一注浆口（11）；所述第一密封机构（2）设置在所述柔性模袋（1）与风电基础的外圆周面之间，所述第二密封机构（3）设置在所述柔性模袋（1）环绕风电基础后的连接端；所述第一连接环（41）沿周向设置在所述柔性模袋（1）的外侧，所述连接环与所述浮球（43）连接，所述第一连接绳（44）穿过所述第一连接环（41）后与第一连接环（41）和第一限位块（45）连接，连接勾（46）具有连接段以及设置在连接段两端的第一勾部和第二勾部。

技术总结
本发明涉及海上风电工程技术领域，具体是涉及一种海上风电基础的运维期柔性防冲刷方法，通过柔性防冲刷防护系统实现防冲刷，柔性防冲刷防护系统包括柔性模袋，柔性模袋具有注浆腔，柔性模袋的上表面设有第一注浆口；防冲刷方法包括以下步骤：步骤一，将柔性模袋沿风电基础的周向环绕在风电基础的外圆周面；步骤二，通过管路连接第一注浆口和注浆船；步骤三，将柔性模袋沿风电基础的长度方向下沉至海床；步骤四，在海平面上通过管路对注浆腔进行灌浆，柔性模袋在其灌浆的状态下展开并压设在位于风电基础底部的海床上，本发明解决了现有的防冲刷方法效果不佳且施工困难的问题。本发明还涉及一种海上风电基础的运维期柔性防冲刷防护系统。

技术研发人员：李文轩,施金龙,刘永刚,朱建国,刘杰
受保护的技术使用者：江苏道达风电设备科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14