[发明专利]加强螺管和加强螺管式吸力桶基础及其使用方法

权利要求书

1.加强螺管，其特征在于包括外部套管和核心螺栓，所述核心螺栓纵向贯穿在外部套管中，

所述外部套管的管壁开设有若干个壁孔，外部套管的顶端固定有升降螺母，所述核心螺栓从升降螺母的中心穿过，且核心螺栓与升降螺母螺纹连接，通过旋转核心螺栓，实现核心螺栓的升降；

所述核心螺栓的轴向中心贯通开设有一个栓内中心管，所述栓内中心管的四周均匀开设有若干个栓内环向管，所述栓内环向管的底端不穿透核心螺栓，且每个栓内环向管的底端均水平横向贯通开设到核心螺栓外部的输液孔，所述核心螺栓的轴向四周开设有若干个凹槽，

所述核心螺栓的下端设置有两个内部活塞，所述输液孔位于两个内部活塞中间，所述内部活塞与外部套管的内壁密封贴紧，两个内部活塞与外部套管之间形成内腔，

所述凹槽从核心螺栓的顶部延伸到靠近内部活塞的位置。

2.根据权利要求1所述的加强螺管，其特征在于每个所述内部活塞通过其上下两端分别设置一个内部螺母固定，所述内部螺母与核心螺栓螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的加强螺管，其特征在于所述外部套管的顶部固定设置有若干个固定螺杆，所述升降螺母开设有与固定螺杆对应位置和数量的圆孔，所述圆孔对着固定螺杆，升降螺母能够从固定螺杆的顶部降到与外部套管的顶端接触，并通过在固定螺杆上螺纹拧上固定螺母，将升降螺母固定。

4.根据权利要求3所述的加强螺管，其特征在于所述壁孔在外部套管上呈若干层等距分布，每层壁孔的数量相同，在外部套管的轴向方向，壁孔呈若干个列均匀分布。

5.根据权利要求4所述的加强螺管，其特征在于所述核心螺栓的轴向四周开设有四个凹槽，壁孔在外部套管的轴向方向呈三列分布。

6.加强螺管式吸力桶基础，包括吸力桶，吸力桶包括桶盖和桶身，所述吸力桶内部中空，且与底部贯通，桶盖设置于吸力桶顶部，且与桶身密封固定，桶盖的上表面中心设置有连接杆，连接杆旁边设置有与吸力桶内部贯通的自重气动阀和真空泵气动阀，其特征在于所述吸力桶的四周均匀设置有若干个如上述任一权利要求所述的加强螺管。

7.基于权利要求6所述的加强螺管式吸力桶基础的使用方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤（1）：自重下沉：打开自重气动阀，关闭真空泵气动阀，吸力桶基础在自重作用下沉贯，完成自重下沉，自重下沉阶段核心螺栓在升降螺母的固定作用下保持位置不变，内部活塞置于最下部的外部套管壁孔所在水平面；

步骤（2）：冲水下沉：关闭自重气动阀，打开真空泵气动阀，通过栓内中心管注入高压水流，冲散加强螺管底端的土体，降低沉贯阻力，同时通过真空泵气动阀抽取吸力桶内水体产生负压，使吸力桶基础顺利下沉；

步骤（3）：纠偏：若下沉过程中吸力桶体倾斜，则在桶盖高一侧的栓内中心管内注入水流，相对侧停止输水，以加速单侧下沉，用以纠偏，下沉至桶盖与海床平面在同一水平或低于海床平面所在水平，即下沉阶段结束，此时关闭真空泵气动阀；

步骤（4）：加固底端土体：从栓内中心管注入水泥浆液，经栓内中心管底部输液孔进入桶身下部土体，用以加固吸力桶底端土层，同时通过栓内环向管输入水泥浆液，经栓内环向管底部输液孔进入内腔，流经最下部的外部套管壁孔进入桶身周边土体，加固基础深层侧向土体；

步骤（5）：逐层加固土体：提升核心螺栓，使内腔位于上面一层壁孔所在平面，此时栓内中心管停止注浆，通过栓内环向管输入水泥浆液，经栓内环向管底部输液孔进入内腔，流经该水平处的外部套管壁孔进入桶身周边土体，加固吸力桶基础相应水平处的侧向土体，逐级提升核心螺栓，直至最上面一层壁孔所在水平面的吸力桶基础周围土体被加固，则注浆加固阶段完成；

步骤（6）：取出核心螺栓：将固定螺帽取下，然后将升降螺母取下，最后将核心螺栓取出，至此加固阶段结束，此后吸力桶基础用于海洋基础支撑上部结构，进入服役期；

步骤（7）：安装核心螺栓：吸力桶基础服役期满，将核心螺栓放入外部套管中，再将升降螺母穿过固定螺杆用固定螺帽固定在外部套管上，外力扳手作用于凹槽，在升降螺母作用下将核心螺栓向下移动，此时内部活塞为钢制材质；

步骤（8）：打磨外部套管的内壁：核心螺栓上下往复运动，在外力带动作用下钢制内部活塞抹掉外部套管内的水泥残渣与土体，待外部套管的内壁被打磨平滑后，本作业结束；

步骤（9）：更换内部活塞：将固定螺帽取下，然后将升降螺母取下，最后取出核心螺栓，将钢制内部活塞换装为橡胶材质的内部活塞，将内部活塞置于最下层外部套管壁孔所在水平面；

步骤（10）：冲散底部土体：从栓内中心管注入高压水流，经栓内中心管底部输液孔进入加强螺管下部土体，用以冲散底端土层，同时通过栓内环向管输入高压水，经栓内环向管底部输液孔进入内腔，流经最下面一层壁孔进入加强螺管周边土体，冲散吸力桶基础深层侧向土体；

步骤（11）：逐层冲散土体：提升核心螺栓，使内腔位于上面一层壁孔所在平面，此时栓内中心管停止注高压水，通过栓内环向管输入高压水，经栓内环向管底部输液孔进入内腔，流经该水平处的外部套管壁孔进入桶身周边土体，冲散相应水平处的侧向土体，逐级提升核心螺栓，直至最上面一层壁孔所在水平面的吸力桶基础周围土体被完全冲散；

步骤（12）：提升吸力桶基础：将内部活塞再次置于最下部的壁孔所在水平面，保持栓内环向管、栓内中心管持续输入高压水，同时打开真空泵气动阀输入高压气体，用以提升吸力桶基础；

步骤（13）：吸力桶基础回收：吸力桶基础完全从海床拔出，拖航至滩涂，将桶壁周围残余的水泥残渣去除，至此，吸力桶基础回收阶段完毕，再次利用。