专利名称：一种环形负压基础围堰及其施工方法
技术领域：
本发明涉及一种环形负压基础围堰及其施工方法。适用于海上风电机组基础施工所需的临时围挡体结构。
背景技术：
在我国，海上风力发电行业属于一个新兴的行业。在2000年以后，由于国家鼓励可再生能源的开发和利用，使国内风力发电行业得到迅速发展。由于关键技术领域尚待成熟的缘故，目前实施的海上风电工程很少，工程设计与施工经验均不足。目前在海上风电机组基础施工过程中，对于为基础施工创造干地施工的条件设置围堰作为临时围挡体的施工工序上，多采取吹填土围堰或者桥梁工程中常用的定型钢板桩围堰，以上围堰形式不仅自身临时工程投资大，工期较长，而且存在较大的环境问题，同时为抵御恶劣海洋环境的影响需要对围堰进行较大工程量的补强加固工作，为主体工程的施工与后期的拆除工作带来诸多不便。另外，需要在主体工程前采用专门的围堰施工船先期进行施工，并配备各种辅助船只，涉及的船舶种类多，施工工期长，增加了风电工程的投资。
发明内容
本发明要解决的技术问题是基于海上风机基础施工中需要解决的问题，并充分考虑我国沿海海域的环境条件，提供一种投资小、施工简便、安全方便的环形负压基础围堰及其施工方法。本发明所采用的技术方案是一种环形负压基础围堰，其特征在于所述围堰至少由二个负压基础结构通过连接件首尾连接形成一个封闭的圆环形结构，单个负压基础结构至少由一个桶基拼接成所述圆环形结构的一段圆弧。每个桶基均为半径相同的圆弧形钢板筒，钢板筒的底部为敞口，顶部设有气孔装置，钢板筒内部置有气囊并与气孔装置连通。所述桶基的宽度为lm，其内环半径为9米。所述气囊为质地柔软且抗拉强度高的橡胶布，体积比桶基内腔体积略小。所述的环形负压基础围堰的施工方法，其特征在于包括步骤
1、在地面工厂制作桶基；
2、通过气孔装置向各桶基内的气囊进行充气，依靠其自身浮力，将其放置在海上，采用小级别运输船只运输；
3、选择水深条件小于负压基础结构高度为拟建围堰处，确定组成围堰的负压基础结构的数量，以及组成单个负压基础结构的桶基的数量，然后通过气孔装置抽取气囊内的气体， 将桶基按设定的圆弧逐个下沉并压入泥中，形成一个负压基础结构，最后将各负压基础结构通过连接件首尾相互连接，形成一个封闭且密封的圆环形围堰；
4、抽取圆环形围堰当中的海水，形成局部干地条件，在局部干地中进行风机基础施工；
5、风机基础施工完成后，首先对围堰内充水，然后解除各负压基础结构之间的连接件， 通过气孔装置向各桶基内的气囊进行充气使基础结构拔出泥面。本发明的有益效果是(1)围堰的主要部件为负压基础结构，负压基础技术作为海上石油平台开采过程中的运输设备中成熟的设计与施工技术，可保证本新型负压基础结构设计与施工的顺利进行。(2)负压基础结构所需的钢板等材料属于常规物资，成熟的卷板工艺可以制作大尺寸的基础结构，材料物资丰富与施工工艺的成熟可以保证各型号尺寸负压基础的制作。(3)负压基础结构既是临时围堰的主要组成部分，同时也可以利用负压基础自身空间体积大，浮力大的特点，在运输时直接将其放置在海面上进行拖运，降低了运输船只的马力等级同时也减少了为其配置的运输船只，使其可以在常规船只无法到达的浅海水域和乘潮进入潮间带地区。(4)少数几个负压基础结构便可以组合形成一个临时围堰，施工工程量小，时间短。(5)负压基础结构内设置气囊，即可以增大基础拖运过程中的浮力，同时可以向内充气形成正压，减少基础起浮过程中的阻力。(6)各负压基础结构之间采用成型的连接件进行连接与固定形成环型围堰，简单方面，减少施工时间。(7)各负压基础结构在围堰进行拆除后，可进行重复利用至下一围堰处，减少了临时工程设施的损耗。另外具有廉价、施工简便、施工工期较短的优点。
图1是本发明实施例的俯视图。图2是图1中负压基础结构的俯视图。图3是图2中负压基础结构的截面图。
具体实施例方式如图1所示，本实施例环形负压基础围堰由四个1/4圆弧的负压基础结构通过连接件4首尾连接形成一个封闭的圆环形结构。所述负压基础结构由三个相同的弧形桶基1 拼接而成，桶基1为一个仅底部敞口 1-1的弧形钢板筒，钢板筒顶部设有气孔装置2，钢板筒内部置有气囊3且该气囊与顶部气孔装置2连通。其中气囊3为质地柔软且抗拉强度高的橡胶布类材料制成，体积比桶基1内腔体积略小，气孔装置2用于给气囊3进行抽气或充气。本例桶基1的宽度为1米，内环半径为 9米，高度一般只要略高于拟建围堰处的海水深度即可，根据实践经验高度设在10米左右。本实施例环形负压基础围堰具体实施方法如下
a、在地面工厂制作完成桶基1；
b、待制作完成后，通过气孔装置2向各桶基1内的气囊3进行充气，依靠其自身浮力大的特点，直接将桶基1放在海面上采用小级别的运输船只进行运输至拟建围堰处；
c、桶基1运输至指定地点后，选择水深条件小于桶基1高度的位置为拟建围堰处；然后进行负压基础结构的座底工序，首先通过气孔装置2抽取气囊3内的气体，形成桶基1内外的气压差，桶基1按设定的圆弧逐个下沉并压入泥中，形成负压基础结构(三个桶基组成一个负压基础结构)，四个负压基础结构座底施工完毕后，然后进行连接件4施工，负压基础结构通过连接件4首尾相互密封连接，形成一个封闭且密封的圆环形结构，相邻两个桶基1之间视现场情况决定是否需要连接及密封；
d、负压基础结构安装完成后，形成环形负压基础围堰，抽取围堰当中的海水形成局部干地条件，在局部干地中便可以对风机基础5施工；
e、在围堰功能完成需要拆除时，首先对围堰内充水，然后解除各负压基础结构之间的连接件4，通过气孔装置2向各桶基1内的气囊3进行充气使负压基础结构拔出泥面，利用先前的运输船只拖运负压基础结构至下一围堰施工处。
权利要求
1.一种环形负压基础围堰，其特征在于所述围堰至少由二个负压基础结构通过连接件(4)首尾连接形成一个封闭的圆环形结构，单个负压基础结构至少由一个桶基(1)拼接成所述圆环形结构的一段圆弧。
2.根据权利要求1所述的环形负压基础围堰，其特征在于每个桶基(1)均为半径相同的圆弧形钢板筒，钢板筒的底部为敞口(1-1)，顶部设有气孔装置(2)，钢板筒内部置有气囊(3)并与气孔装置(2)连通。
3.根据权利要求2所述的环形负压基础围堰，其特征在于所述桶基(1)的宽度为lm， 其内环半径为9米。
4.根据权利要求2所述的环形负压基础围堰，其特征在于所述气囊(3)为质地柔软且抗拉强度高的橡胶布，体积比桶基(1)内腔体积略小。
5.一种如权利要求2所述的环形负压基础围堰的施工方法，其特征在于包括步骤5. 1在地面工厂制作桶基(1);5. 2通过气孔装置(2 )向各桶基(1)内的气囊(3 )进行充气，依靠其自身浮力，将其放置在海上，采用小级别运输船只运输；5. 3选择水深条件小于负压基础结构高度为拟建围堰处，确定组成围堰的负压基础结构的数量，以及组成单个负压基础结构的桶基(1)的数量，然后通过气孔装置(2)抽取气囊 (3)内的气体，将桶基(1)按设定的圆弧逐个下沉并压入泥中，形成一个负压基础结构，最后将各负压基础结构通过连接件(2)首尾相互连接，形成一个封闭且密封的圆环形围堰；5. 4抽取圆环形围堰当中的海水，形成局部干地条件，在局部干地中进行风机基础(5) 施工；5. 5风机基础(5)施工完成后，首先对围堰内充水，然后解除各负压基础结构之间的连接件(4)，通过气孔装置(2)向各桶基(1)内的气囊(3)进行充气使基础结构拔出泥面。
全文摘要
本发明涉及一种环形负压基础围堰及其施工方法。本发明的目的是提供一种投资小、施工简便、安全方便的环形负压基础围堰及其施工方法。本发明的技术方案是一种环形负压基础围堰，其特征在于所述围堰至少由二个负压基础结构通过连接件首尾连接形成一个封闭的圆环形结构，单个负压基础结构至少由一个桶基拼接成所述圆环形结构的一段圆弧。本发明适用于海上风电机组基础施工所需的临时围挡体结构。
文档编号E02D27/52GK102425182SQ20111039236
公开日2012年4月25日 申请日期2011年12月1日 优先权日2011年12月1日
发明者周永, 徐江, 荣洪宝 申请人:中国水电顾问集团华东勘测设计研究院