适用于运维期海上风电基础的防冲刷结构及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于运维期海上风电基础的防冲刷结构，包括基础防护结构、支撑结构和限位结构；所述基础防护结构回填在风电基础的冲刷坑内，顶高程低于风电基础外围原始泥面1m以内，是由基层砂袋充填而成的；所述支撑结构是由中层砂袋充填而成的，设置在所述基础防护结构上，沿基础外围海缆路由方向延伸，支撑海缆；所述限位结构设置在海缆两侧，是由顶层砂袋充填而成的，设置在所述支撑结构上。本发明专利技术还公开了上述防冲刷结构的施工方法。本发明专利技术可以有效降低海缆悬空高度和悬空长度，抑制海上风电基础的冲刷趋势，同时施工方便，能够延长风电基础的使用寿命，可以避免对海缆造成损害。损害。损害。

【技术实现步骤摘要】
适用于运维期海上风电基础的防冲刷结构及其施工方法


[0001]本专利技术涉及海上风电工程领域，特别是一种适用于运维期海上风电基础的防冲刷结构及其施工方法。

技术介绍

[0002]近年来，越来越多的海上风电场进入到运维期，而恶劣的海洋环境给海上风电的安全运维带来了巨大的挑战。
[0003]一般而言，海上风电场风电机组所发电能经220kV海上升压站升压后，经220kV海底电缆输送至陆上集控中心附近的登陆点后就近接入电网。海上升压站基础一般采用多桩导管架结构，由于其桩径较小，在设计阶段一般未考虑设置防冲刷措施。然而，在海上风电场运维过程中发现，升压站基础周边也会发生一定程度的冲刷。随着冲刷过程的发展，海缆悬空高度及悬空长度逐渐增大，造成海缆所受静态张力增大。在海洋波流的长期作用下，海缆本身极易发生破损失效。而海缆失效断电，无疑会给海上风电场带来巨额经济损失。为了提高海缆使用寿命，应对海上升压站基础增加冲刷防护措施。
[0004]对处于运维期的海上升压站或风机基础而言，其海底电缆密布，给传统防护措施的安装带来了极大的挑战。无论是抛石防护还是砂被防护，均是采用由上至下沉放的方式，极有可能误碰海缆，造成海缆损害。
[0005]为此，有必要专利技术一种适用于运维期海上风电基础的防冲刷结构，该结构需要满足以下要求：1)便于施工，2)能够有效降低海缆悬空高度和悬空长度，并能够抑制海上风电基础周边冲刷趋势。

技术实现思路

[0006]本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种适用于运维期海上风电基础的防冲刷结构及其施工方法，该结构及其施工方法可以有效降低海缆悬空高度和悬空长度，抑制海上风电基础的冲刷趋势，同时施工方便，能够延长风电基础的使用寿命，可以避免对海缆造成损害。
[0007]本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的一个技术方案是：一种适用于运维期海上风电基础的防冲刷结构，包括基础防护结构、支撑结构和限位结构；所述基础防护结构回填在风电基础的冲刷坑内，顶高程低于风电基础外围原始泥面1m以内，是由基层砂袋充填而成的；所述支撑结构是由中层砂袋充填而成的，设置在所述基础防护结构上，沿基础外围海缆路由方向延伸，支撑海缆；所述限位结构设置在海缆两侧，是由顶层砂袋充填而成的，设置在所述支撑结构上。
[0008]所述基础防护结构、所述支撑结构和所述限位结构平面尺寸按由大到小排列。
[0009]所述基层砂袋、所述中层砂袋和所述顶层砂袋高度为0.2m
‑
0.6m。
[0010]所述基层砂袋、所述中层砂袋和所述顶层砂袋都是采用不低于380g/m2涤纶长丝机织土工模袋缝制而成的。
[0011]所述基层砂袋、所述中层砂袋和所述顶层砂袋，接缝采用包缝或丁缝的形式缝接，接缝采用二道锦纶线，针脚间距≤7mm，缝制后强度不低于原织物设计强度的70％。
[0012]所述基层砂袋、所述中层砂袋和所述顶层砂袋，充填砂采用渗透系数不小于10
‑3cm/s的细砂或者中粗砂。
[0013]本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的另一个技术方案是：一种如上所述的适用于运维期海上风电基础的防冲刷结构的施工方法，所述基层砂袋、所述中层砂袋和所述顶层砂袋在陆地缝制完成，通过船舶运输至现场，采用潜水员在水下设置牵引绳，利用卷扬机拖曳的方法进行安放；采用吹砂船向所述基层砂袋、所述中层砂袋和所述顶层砂袋中吹砂，所述吹砂船设置两条，分别设置在风电基础两侧，形成锚索对拉状态，所述卷扬机设置在所述吹砂船上。
[0014]本专利技术具有的优点和积极效果是：通过在海缆下方和两侧布置砂袋，并采用水上吹填作业的方式向砂袋内充砂，能够有效避免误碰海缆，提升作业安全性。而且，采用现场吹填，施工方便，效率更高，能够降低作业成本；通过在冲刷坑内设置充填砂袋构成基础防护结构，可以有效抑制风电基础的冲刷趋势，保护风电基础周围的土体，延长风电基础的使用寿命；通过在基础防护结构上设置充填砂袋构成海缆支撑，可以有效降低海缆的悬空高度和悬空长度。综上所述，本专利技术可有效降低海缆悬空高度和悬空长度，抑制海上风电基础的冲刷趋势，同时施工方便，造价低；能够延长风电基础的使用寿命，可以避免对海缆造成损害。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的侧视图；
[0016]图2为本专利技术的限位结构示意图。
[0017]图中：1、海缆管，2、海缆，3、中层砂袋，4、顶层砂袋，5、基层砂袋。
具体实施方式
[0018]为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
[0019]请参阅图1和图2，一种适用于运维期海上风电基础的防冲刷结构，包括基础防护结构、支撑结构和限位结构。
[0020]所述基础防护结构回填在风电基础的冲刷坑内，顶高程低于风电基础外围原始泥面1m以内，是由基层砂袋5充填而成的。
[0021]所述支撑结构是由中层砂袋3充填而成的，设置在所述基础防护结构上，沿基础外围海缆路由方向延伸，支撑海缆2。
[0022]所述限位结构设置在海缆2两侧，是由顶层砂袋4充填而成的，设置在所述支撑结构上。
[0023]穿出海缆管1的海缆2沿J型管下放至支撑结构上，由支撑结构支撑，可以有效降低海缆的悬空高度和悬空长度，提高海缆使用寿命；采用限位结构限制海缆摆动，也可以延长海缆寿命；采用在冲刷坑内回填基础防护结构，可以有效抑制风电基础的冲刷趋势，延长风电基础的使用寿命。采用充填砂袋，能够有效避免误碰海缆，提升作业安全性。
[0024]本实施例还做了如下改进：
[0025]所述基础防护结构、所述支撑结构和所述限位结构平面尺寸按由大到小排列，结构稳固性好。
[0026]所述基层砂袋5、所述中层砂袋3和所述顶层砂袋4高度推荐为0.2m
‑
0.6m。在本实施例中，所述基层砂袋5长度和宽度分别设置成30m和8m，所述中层砂袋3长度和宽度分别设置为6m和5m；所述顶层砂袋4长度和宽度分别设置为4m和2m；所有砂袋充填后的高度为0.5m。
[0027]所述基层砂袋5、所述中层砂袋3和所述顶层砂袋4应当具有较好的强度和韧性，以避免吹填时发生爆裂失效，在本实施例中，它们都是采用不低于380g/m2涤纶长丝机织土工模袋缝制而成的，并且所述基层砂袋5、所述中层砂袋3和所述顶层砂袋4，接缝采用包缝或丁缝的形式缝接，接缝采用二道锦纶线，针脚间距≤7mm，缝制后强度不低于原织物设计强度的70％，以确保施工安全。所述基层砂袋5、所述中层砂袋3和所述顶层砂袋4，充填砂采用渗透系数不小于10
‑
3cm/s的细砂或者中粗砂，比较密实，便于提高结构的稳固性。在本实施例中，充填砂粒径大于0.075mm的颗粒含量大于85％，粘粒(d＜0.005mm)的含量小于3％。
[0028]上述防冲刷结构的施工方法：
[0029]所述基层砂袋5、所述中层砂袋3和所述顶层砂袋4在陆地缝制完成，通过船舶运输至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于运维期海上风电基础的防冲刷结构，其特征在于，包括基础防护结构、支撑结构和限位结构；所述基础防护结构回填在风电基础的冲刷坑内，顶高程低于风电基础外围原始泥面1m以内，是由基层砂袋充填而成的；所述支撑结构是由中层砂袋充填而成的，设置在所述基础防护结构上，沿基础外围海缆路由方向延伸，支撑海缆；所述限位结构设置在海缆两侧，是由顶层砂袋充填而成的，设置在所述支撑结构上。2.根据权利要求1所述的适用于运维期海上风电基础的防冲刷结构，其特征在于，所述基础防护结构、所述支撑结构和所述限位结构平面尺寸按由大到小排列。3.根据权利要求1所述的适用于运维期海上风电基础的防冲刷结构，其特征在于，所述基层砂袋、所述中层砂袋和所述顶层砂袋高度为0.2m
‑
0.6m。4.根据权利要求1所述的适用于运维期海上风电基础的防冲刷结构，其特征在于，所述基层砂袋、所述中层砂袋和所述顶层砂袋都是采用不低于380g/m2...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟球，顾龙声，颜云，张二林，谢儒文，吴昊旭，曾志煜，毕武洋，曾东，王广原，
申请(专利权)人：天津水运工程勘察设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：