[发明专利]海上风力发电机组单管桩基础灌浆装置、总成及灌浆方法

说明书

技术领域

本发明涉及海上管桩建筑技术，尤其涉及一种海上风力发电机组单管桩基础灌浆装置、单管桩总成及灌浆方法。

背景技术

随着全球能源危机及环境恶化的加剧，清洁能源与可再生能源越来越受到各国的重视。近些年来，风电在我国迎来了快速发展期，但是由于土地资源的减少、电网建设的滞后以及大型风机公路运输困难等因素的限制，陆上风电的发展受到一定制约。由于我国东部沿海省市人口稠密、经济发达，用电需求旺盛，而且东部沿海为风能资源丰富区，海上风电逐步受到各个风机厂商和发电公司的重视，发展空间十分广阔。

海上风力发电机基础主要的结构形式有：混凝土重力式、单管桩、多桩导管架、漂浮式等。

单管桩基础由于结构简单、施工快捷而适合大规模的风场采用。在欧洲海上风电场的建设中单管桩的结构形式占有绝对份额。在国内，随着海上打桩设备的大量引进，预计在今后海上风场中单管桩基础会被广泛采用。

单管桩基础主要由两部分组成：钢管桩和过渡段。由于海上打桩时，钢管桩的垂直精度是不能够满足风力发电机的安装要求，所以单管桩基础都需要过渡段将风机塔筒与钢管桩连接起来。过渡段与钢管桩之间留有一定缝隙，可以在一定范围内纠正钢管桩的垂直度偏差。过渡段调平后用高强灌浆料将缝隙灌满，以实现过渡段与钢管桩的连接。

现有的灌浆装置通常采用密封膏或泡沫棒等材料来实现灌浆前的封堵工作，将密封膏或泡沫棒挤压填充到过渡段与钢管桩的缝隙里，这种密封方式所承受的压力较小，容易在灌浆过程中受压损坏，而且依靠摩擦力固定在过渡段与钢管桩的缝隙中，容易失效，导致灌浆料跑浆、漏浆或海水反灌，海水侵蚀灌浆料后会严重影响灌浆料的强度，给结构质量安全造成隐患。

现有的灌浆装置是将灌浆料由上部注入，由于过渡段与钢管桩之间的空隙较小，灌浆深度很大，浆料凝固速度快，所以很容易形成空腔，致使灌浆不密实。灌浆结束后，由于灌浆高度大，如果灌浆完成后立即停泵，灌浆料会立即返流到灌浆管内，造成灌浆不到位、不密实。如果不立即停灌浆泵，使灌浆管内保持一定压力，则会使灌浆管内的灌浆料凝固发生赌管，造成浪费。此外，灌浆泵停止后，压力不是绝对恒定的，会有小幅度波动，也会使凝固中的灌浆料被扰动，影响灌浆料强度。

发明内容

本发明提供了一种海上风力发电机组单管桩基础灌浆装置、单管桩总成及灌浆方法，以解决现有灌浆装置容易跑浆、漏浆的缺陷，提高了灌浆质量和安全系数。

本发明提供了一种海上风力发电机组单管桩基础灌浆装置，包括注浆管，其中，还包括：

封堵圈，所述封堵圈的第一端的内径小于第二端的内径，所述封堵圈用于设置在相互套设的过渡段和钢管桩之间，套设在所述钢管桩的外侧，所述封堵圈的第一端用于密封抵触在钢管桩的外壁上，所述封堵圈的第二端用于密封抵触在过渡段的内壁上。

如上所述的海上风力发电机组单管桩基础灌浆装置，其中：

所述封堵圈的纵向截面形状为折线形，所述第一端与第二端的纵向截面形状均为平直线段。

如上所述的海上风力发电机组单管桩基础灌浆装置，其中：所述封堵圈为橡胶封堵圈。

如上所述的海上风力发电机组单管桩基础灌浆装置，其中，还包括：

橡胶封堵球，所述橡胶封堵球的直径大于过渡段上用于连接所述注浆管的注浆口的直径。

如上所述的海上风力发电机组单管桩基础灌浆装置，其中，还包括：

拉绳，固定埋设在所述橡胶封堵球中。

本发明提供了一种海上风力发电机组单管桩总成，包括过渡段、钢管桩和所述过渡段与钢管桩之间的灌浆层，其中：

所述灌浆层中设置有封堵圈，所述封堵圈的第一端的内径小于第二端的内径，所述封堵圈套设在所述钢管桩的外侧，所述封堵圈的第一端密封抵触在钢管桩的外壁上，所述封堵圈的第二端密封抵触在过渡段的内壁上。

如上所述的海上风力发电机组单管桩总成，其中：

所述封堵圈的第一端位于第二端的上方，所述第二端固定在所述过渡段上。

如上所述的海上风力发电机组单管桩总成，其特征在于：

所述封堵圈的纵向截面形状为折线形，所述第一端与第二端的纵向截面形状均为平直线段。

如上所述的海上风力发电机组单管桩总成，其中：

所述过渡段的壁面上开设有用于连接注浆管的注浆口，所述注浆口设置在所述过渡段的下端，且位于所述封堵圈第二端的上方。

如上所述的海上风力发电机组单管桩总成，其中：所述注浆口处设置有用于与注浆管固定连接的连接法兰。