[发明专利]一种可张开多层侧壁的注浆螺旋锚及其安装方法

说明书

本发明公开了一种可张开多层侧壁的注浆螺旋锚，包括锚头、螺旋小叶片、锚身、螺旋大叶片、锚尾盖板等，所述的锚身平均分为若干段，每段结构相同，均布置一块螺旋大叶片和若干铰接在锚身的叶片，铰连处安装扭簧，安装前，叶片由约束圆环约束收紧，约束圆环上系有钢缆，钢缆通过锚身的钢缆孔与锚身内导杆上的系缆圆环连接，当锚体螺旋贯入至指定深度时，通过预拉导杆可使叶片脱离约束圆环的束缚，叶片在扭簧作用下张开，完全张开后通过注浆孔进行注浆。本发明水下连续螺旋贯入砂质海床，无需开挖，安装方便；通过张开锚身的若干层叶片，提高锚体的受力面积，进而提高锚体承载能力；叶片内置注浆支管，喷射注浆可显著提高锚的承载能力。

技术领域

本发明涉及螺旋锚及其安装方法，特别涉及一种可张开多层侧壁的注浆螺旋锚及其安装方法。

背景技术

海上能源与资源开发要求在海上建设大量的浮式结构，我国近海和南海深水海域储藏着丰富的油气资源，在应用海洋平台进行油气资源的勘探开发时，张力腿平台(TLP)有广泛的应用前景。螺旋锚基础能很好契合张力腿平台(TLP)的系泊要求，具有安装简单快捷、无需开挖、连续掘进、锚泊性能佳的特点，克服传统锚基础安装复杂，需要复杂安装设备的缺点，是未来系泊基础研究的热门方向。

螺旋锚安装较为简单快捷，只需通过安装船将螺旋锚吊装至指定位置，释放锚体，通过安装孔施加扭矩，借助螺旋叶片螺旋贯入至指定位置；但是螺旋锚服役时，承载主要发挥依赖于锚体自重和土体对锚身及螺旋叶片的摩擦阻力，承载能力只能得到有限的发挥，为提高锚体的受力面积和增加承载力，提出可张开多层侧壁的注浆螺旋锚。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种可张开多层侧壁的注浆螺旋锚及其安装方法。该种锚型继承了螺旋锚安装快速便捷，无需开挖的优势，而通过比较简单的结构设计使螺旋锚的侧壁能够多层张开，增大了锚体的受力面积，进而提高了锚体的承载力，利用MICP技术，喷射注浆，使张开部分叶片与海床土胶结，提高锚体的承载力。

本发明采取以下技术方案：

一种可张开多层侧壁的注浆螺旋锚，包括锚身、螺旋大叶片、锚头、螺旋小叶片、导杆、锚尾盖板、系缆孔；锚身平均分为若干段，每段结构相同；在每段内，锚身为变截面结构，上部直径大于下部，在上部布有一个螺旋大叶片，下部均布若干叶片，各叶片上端与变截面处由铰连接，所有叶片收紧时均与锚身下部紧贴，使锚身下部整体直径与上部一致，铰处安装扭簧以控制叶片的最大张开角度；叶片内设置注浆支管；锚头是锥体结构，设置于最下段锚身下端，锚头上布置一个螺旋小叶片；锚尾盖板设置于最上段锚身上端，导杆竖直地设置于锚身内部空间，上端穿出锚尾盖板且在导杆穿出端上设有阻挡块一，阻挡块一用于限制导杆向下运动，阻挡块一上设置系缆圆环，系缆圆环上设置注浆孔，注浆孔与导杆内部设有的注浆管连接，注浆管与叶片中的注浆支管连通；每层叶片在约束圆环的约束下收紧，每块叶片上方设置钢缆孔，在锚身内部各钢缆孔上方设置一对应的滑轮，约束圆环由钢缆通过钢缆孔和滑轮与导杆上对应的系缆圆环连接；导杆向上运动，钢缆带动约束圆环运动至叶片上方，解除对叶片的约束，锚身内导杆上部布置有阻挡块二，用于使叶片张开至最大时限制导杆继续向上运动，在导杆顶端开有系缆孔用于连接系泊钢缆，在锚尾盖板上设有吊耳用于连接安装钢缆；锚身的上端设置有安装孔用于安装时扭矩的施加。

上述技术方案中，进一步的，所述的叶片厚度控制在各段锚身上部半径的三分之一。

进一步的，所述的扭簧的最大角度控制在70°到80°之间，控制叶片的最大张开角度。

如上所述的可张开多层的注浆螺旋锚的安装方法如下：