[发明专利]一种外海风机基础单桩的冲刷防护结构

说明书

本发明公开了一种海上风电基础单桩的冲刷防护结构，包括底层砂被、第二层砂被、第三层砂被、顶层砂被和若干砂袋；底层砂被、第二层砂被、第三层砂被和顶层砂被的上表面均设有内层；底层砂被呈圆环形且内径与基础单桩的底部外径适配，外径比内径大5m；第二层砂被也呈圆环形且内径与基础单桩的底部外径适配，外径比内径大10m；第三层砂被呈矩形并由两块小矩形砂被构成；两块小矩形砂被的相对侧的中部均设有一个圆腰形的缺口,使两块小矩形砂被在合抱到基础单桩的底部后在中央形成圆孔；顶层砂被与第二层砂被的形状和规格均相同；砂袋沿基础单桩抛填在顶层砂被上。本发明的冲刷防护结构，能更好的保护基础单桩周边海床的稳定。

技术领域

本发明涉及一种外海风机基础单桩的冲刷防护结构。

背景技术

海上风电是一个技术复杂程度较高的领域，加之海上风电环境的复杂性使得其技术难度进一步提高。从其环境来讲，海上风电的环境影响因素主要是指风、浪、流等气象水文条件因素。在风电场建成后，浪、流等水动力作用会对风机基础单桩产生严重的局部冲刷，从而影响风机基础单桩的稳定性。为了提高海上风电场的防冲刷能力进而提高其结构稳定性，就需要对海上风电场进行防冲刷防护处理。

常见的防冲刷防护处理，就是必须要做到先对基础单桩进行固定，即将基础单桩插入海床内一定深度待其牢固后再进行后续施工处理。在等待期间，由于以淤泥、粉质砂土等为主的海床地质条件的海床土壤易液化，海底的浪、流会在基础单桩的周围冲刷形成底坑，影响了基础单桩的稳定性。为了对上述冲刷问题进行补救，现有技术则采用铺设较厚的以石块为主的防护层才能够将局部冲刷形成的底坑填平，抛石的工程量较大。在抛石过程中，碎石对基础单桩的防腐层破坏程度较严重。并且，由于局部冲刷的不确定性导致铺设的防冲刷材料厚度及形状无法预料，通常与施工前进行的仿真计算有较大差异，导致单管桩实际受力情况不可控制，影响了风电机组的支撑稳定性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种外海风机基础单桩的冲刷防护结构，它能更好的保护基础单桩周边海床的稳定，保障上部风电机组的长期安全运行，同时还能保护基础单桩外壁的防腐涂层及海底电缆的安全。

本发明的目的是这样实现的：一种海上风电基础单桩的冲刷防护结构，铺设在底部外径d为6.7m～7.3 m的基础单桩周围的海床面上，海底电缆的外端埋于海床面以下，靠近基础单桩时弯曲90°弧形后向上与基础单桩上方的风电机组电气连接；其特征在于，所述冲刷防护结构包括底层砂被、第二层砂被、第三层砂被、顶层砂被和若干砂袋；

所述底层砂被的上表面、第二层砂被的上表面、第三层砂被的上表面和顶层砂被的上表面均设有内层；

所述底层砂被呈圆环形且内径d1与基础单桩的底部外径d适配，底层砂被的外径D1= d1+5m；

所述第二层砂被也呈圆环形并铺设在底层砂被上，第二层砂被的内径d2与基础单桩的底部外径d适配，第二层砂被的外径D2=d2+10m；

所述第三层砂被呈长×宽为36m×30m的矩形并铺设在第二层砂被上，第三层砂被由两块形状和尺寸均相同的小矩形砂被构成；两块小矩形砂被的相对侧的中部均设有一个圆腰形的缺口,使两块小矩形砂被在合抱到基础单桩的底部后在中央形成的圆孔直径d3与基础单桩的底部外径d适配；在铺设第三层砂被时，两块小矩形砂被的搭接宽度为4m；

所述顶层砂被也呈圆环形并铺设在第三层砂被上，顶层砂被的内径d4与基础单桩的底部外径d适配，顶层砂被的外径D4= d4+10m；

所述砂袋沿基础单桩抛填在所述顶层砂被上。