[发明专利]一种海上风电单桩基础防护装置及方法

说明书

本发明公开了单桩基础防护技术领域的一种海上风电单桩基础防护装置及方法。包括：壳体，所述壳体嵌套在单桩基础上；监测组件，安装在所述壳体的外部，用于采集单桩基础周边的淤泥状态数据；淤泥喷射机构，安装在所述壳体的内部，用于根据所述监测组件采集的单桩基础周边的淤泥状态数据，向单桩基础的指定位置喷填改良淤泥。通过在单桩基础上嵌套海上风电单桩基础防护装置，通过自动监测单桩基础周围的淤泥冲刷情况，将改良淤泥通过淤泥喷射机构精准喷射到冲刷严重的位置，实现了自动化精准喷填，提高了喷填效率，降低了喷填作业成本。

技术领域

本发明属于单桩基础防护技术领域，具体涉及一种海上风电单桩基础防护装置及方法。

背景技术

单桩结构在海上风电机组基础结构应用最为广泛。单桩结构相比其他基础结构，具有结构简单，传力模式明确，施工方便等优点。在海流和波浪的作用下，桩的周围易形成漩涡和下降水流，带走泥沙，形成冲刷坑。单桩结构基础埋深减少，其水平承载力降低；还可能由于基础埋深减小，基础的固有频率降低，导致风机结构产生共振的问题。因此单桩结构基础的防护研究在海上风力发电领域占着重要地位。现有技术中对单桩基础的防护常用护底抗冲方法，但护底抗冲施工存在浪费大量人力、物力，抛填不精准，护底效率低等问题。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种海上风电单桩基础防护装置及方法，实现了自动化精准喷填，提高了喷填效率。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

第一方面，提供一种海上风电单桩基础防护装置，包括：壳体，所述壳体嵌套在单桩基础上；监测组件，安装在所述壳体的外部，用于采集单桩基础周边的淤泥状态数据；淤泥喷射机构，安装在所述壳体的内部，用于根据所述监测组件采集的单桩基础周边的淤泥状态数据，向单桩基础的指定位置喷填改良淤泥。

进一步地，所述壳体包括顶板、立板和底板，所述顶板通过所述立板与所述底板固定连接，一空心圆柱体贯穿所述顶板和所述底板，并分别与所述顶板和所述底板固定连接，所述壳体通过所述空心圆柱体嵌套在单桩基础上；所述顶板、立板、底板和空心圆柱体围成中空的所述壳体。

进一步地，所述立板上设有若干个预留孔，每个所述预留孔安装有可开合的挡板。

进一步地，所述淤泥喷射机构包括安装在所述底板上的旋转装置，所述旋转装置绕所述空心圆柱体作往复旋转运动；所述旋转装置上安装有储料仓和喷射器，所述喷射器通过第二管道连通所述储料仓，所述储料仓通过安装于单桩基础内的第一管道连接运泥船。

进一步地，所述喷射器包括敞口外壁、与所述敞口外壁固定连接的侧外壁、与所述侧外壁密封连接的喷射头；所述侧外壁与连通所述储料仓的第二管道固定连接；所述敞口外壁与所述立板滑动连接。

进一步地，所述监测组件包括信号发射接收器和信号传输装置，若干个所述信号发射接收器安装在所述壳体的外边缘，所述信号传输装置安装在单桩基础上，若干个所述信号发射接收器分别与所述信号传输装置通信连接，所述信号传输装置与上位机通信连接。

进一步地，所述改良淤泥的组成成分和质量百分比为：淤泥50%～60%、固化剂20%～30%、水20%、水下抗分散剂0.001%～0.01%、减水剂0.1%～0.2%；所述固化剂的组成成分和质量百分比为：水泥`55%、粉煤灰30%、铝酸钙5%、钙基膨润土10%。

第二方面，提供一种海上风电单桩基础防护方法，包括：采集单桩基础周边的淤泥状态数据；根据采集的单桩基础周边的淤泥状态数据，向单桩基础的指定位置喷填改良淤泥。

进一步地，所述采集单桩基础周边的淤泥状态数据，包括：信号发射接收器向指定的方向发射信号，并接收反射信号，对接收的反射信号进行分析并与预先设定的条件进行对比，从而获取单桩基础周边的淤泥状态数据。

进一步地，所述根据采集的单桩基础周边的淤泥状态数据，向单桩基础的指定位置喷填改良淤泥，包括：