[发明专利]在水下地层中安装基础构件的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用打桩机(例如液压打桩机)在水下地层中安装基础构件、特别是(单)桩的方法。该方法包括如下步骤：将基础构件放置在水下地层上，并利用安装在水面舰船上的夹持器将基础构件固定于适当的位置。用于降低从打桩机输入到周围的水中的噪声输入的隔音套筒围绕基础构件放置，并下放至水下地层上。然后，将打桩机置于基础构件的顶部，并将基础构件夯入到适当的深度。

背景技术

如在欧洲专利公开1 989 358中所解释的那样，在水下执行离岸打夯工作，以建立例如用于钻探平台和风轮机的地基。对于风轮机，直径大于四米的大型单桩被夯入海底。这种夯入导致相当大的水下噪音输入，这种相当大的水下噪音输入可能会对海洋动物区系产生负面影响。为了降低水下噪音输入，在根据EP 1 989 358的方法和装置中，被夯入的材料被固定的淹没套筒包围。该套筒有利地具有夹层状结构。在EP1 989 358的图1中的示例中，套筒具有用于引导桩的至少一个阻尼引导元件。

T.J.Carlson等人的“Hydroacoustic Measurements During Pile Driving at the Hood Canal Bridge，September Through November 2004”公开了一种HDPE管套筒，所述HDPE管套筒装在24英寸的桩上，并且从水上方的点到达水下的地面标高。所提及的套筒直径和壁厚分别是34英寸和1 3/8英寸。

在开始部分中所描述的方法中，如果不先分离夹持器，套筒就不能下放到海底上。分离夹持器会使基础构件处于无支撑状态，这意味着风险，尤其在遇到强大水流或施工大型基础构件(例如直径为4米或以上且长度为50米或以上的单桩)时。

发明内容

本发明的目的在于提供一种方法和系统，所述方法和系统包括套筒，所述套筒用于降低打桩机产生的噪声输入，并且在安装过程中，特别是在放置套筒的过程中，优选地也在将基础构件打入海底的过程中，仍然支撑基础构件。

为此，根据本发明的方法的特征在于：至少在分离夹持器时，利用安装在水面舰船上的导向件至少从侧面保持所述套筒。在一个实施例中，通过套筒将基础构件保持于适当位置。因而，避免了在放置套筒的过程中中断对基础构件的支撑。

在一个实施例中，所述套筒沿基础构件被下放至地层上，并且同时套筒被保持在导向构件内部，也就是说，在下放过程中，导向件也支撑套筒。

在又一个实施例中，为了进一步提高稳定性，在放置套筒和/或分离第一夹持器之前，用打桩机将基础构件打入地层中相对较短的距离，例如小于基础构件直径的两倍的距离。在这个实施例中，打桩机优选地以小于其最大冲击能量的20％的能量操作。

本发明还涉及一种在水下地层中安装基础构件、特别是(单)桩的系统，所述系统包括：打桩机；水面舰船；用于将基础构件保持于适当位置的夹持器，所述夹持器安装在水面舰船上；以及，待围绕基础构件放置的套筒，在打入基础构件的过程中，套筒被置于水下地层上以降低来自打桩机的噪声输入。所述系统还包括安装在水面舰船上的导向件，用于至少从侧面保持所述套筒。

在一个实施例中，所述套筒在其内壁上包括一个或多个导向元件，为了降低从打桩机传递到套筒的噪声，所述导向元件优选包括降噪材料，例如橡胶。

为了更好地导向，尤其是在下放套筒以及打入基础构件的过程中，优选的是，至少将导向元件置于套筒的底部附近以及其上半部中。

在又一个实施例中，为了使所述系统适应不同直径的基础构件及套筒，用于套筒的导向件和/或套筒内部的导向元件的有效内径是可调的。例如，导向件和/或导向元件的多个部分能够在径向方向上扩张，或者能够与不同尺寸的部分或元件互换。

为了完整起见，需要注意以下现有技术：

JP60-159218公开了一种包括隔声圆筒的用于打桩锤的隔声器，该隔声圆筒由弹性材料形成并且形成为波纹管(bellow)的形状。隔声圆筒绕着桩固定。

DE 1 784 396公开了一种包括可伸缩吸声套筒的打桩锤。

附图说明

现在将对照附图对本发明进行更详细的说明，这些附图示出了本方法及系统的优选实施例。

图1示出了根据本发明的用于安装基础构件的系统以及安装的第一阶段。

附图2-5示出了安装的4个阶段。

附图6示出了所述系统在处于第3阶段(如图3所示)时的细节。

需要指出的是，上述附图实际上为示意性的，可能已经省略了那些对于理解本发明来说非必要的细节。

具体实施方式