[发明专利]一种海上风电筒型基础顶部旋进式注浆防冲刷装置及方法

权利要求书

1.一种海上风电筒型基础顶部旋进式注浆防冲刷装置，包括混凝土底板(2)，所述混凝土底板(2)底部与海床地基相接触，所述混凝土底板(2)底部固接有若干基础筒体(3)，所述基础筒体(3)深入海床地基内部，所述混凝土底板(2)顶面固接有单柱(1)，所述单柱(1)两侧壁固接有升降滑轨(4)，所述升降滑轨(4)滑动连接有升降式注浆系统(5)，所述升降式注浆系统(5)底部铰接有若干旋进式注浆管(6)的一端，所述旋进式注浆管(6)另一端套接有滑动式限位系统(7)，所述滑动式限位系统(7)底部与所述混凝土底板(2)边部滑动连接；

所述升降式注浆系统(5)包括若干传动滚轮(502)，所述传动滚轮(502)边部与所述升降滑轨(4)接触设置，所述传动滚轮(502)由可程式电机(501)提供动力，所述可程式电机(501)外壁固接有传动装置保护箱(503)，所述传动装置保护箱(503)外壁固接有注浆系统防护箱(504)，所述注浆系统防护箱(504)顶部开设有浆液注入口(505)，所述注浆系统防护箱(504)底部转动连接有转盘(506)，所述旋进式注浆管(6)顶端与所述转盘(506)铰接，所述旋进式注浆管(6)穿过所述转盘(506)与所述注浆系统防护箱(504)内部连通；

所述旋进式注浆管(6)包括连接器(601)，所述连接器(601)边部与所述转盘(506)铰接，所述连接器(601)一端与所述注浆系统防护箱(504)内部连通，所述连接器(601)另一端固接有互相套接的若干根伸缩式外管(602)，所述伸缩式外管(602)内壁开设有对称设置的内嵌式滑动槽(606)，所述内嵌式滑动槽(606)两侧壁转动连接有若干滑动滚轮(607)，相邻的两根伸缩式外管(602)中，仅直径较小的伸缩式外管的外壁与滑动滚轮(607)滑动连接，所述伸缩式外管(602)连接处固接有橡胶保护套(603)，所述伸缩式外管(602)中部固接有钻孔组件，所述伸缩式外管(602)外壁与所述滑动式限位系统(7)套接。

2.根据权利要求1所述一种海上风电筒型基础顶部旋进式注浆防冲刷装置，其特征在于：所述钻孔组件包括若干根首尾依次连接的旋进式钻杆(604)，所述旋进式钻杆(604)外壁与所述伸缩式外管(602)固接，相邻的两根所述旋进式钻杆(604)由钻杆延长连接头(608)可拆卸连接，远离所述连接器(601)的旋进式钻杆(604)端部固接有旋进式钻头(609)，所述旋进式钻杆(604)为中空结构，所述旋进式钻杆(604)和所述旋进式钻头(609)中轴线处固接有注浆管(605)，所述注浆管(605)一端与所述连接器(601)连通，所述注浆管(605)另一端与所述旋进式钻头(609)连通。

3.根据权利要求1所述一种海上风电筒型基础顶部旋进式注浆防冲刷装置，其特征在于：所述滑动式限位系统(7)包括限位环(703)，所述限位环(703)内壁与所述伸缩式外管(602)套接，所述限位环(703)底部转动连接有滑块(702)，所述混凝土底板(2)边部固接有滑轨(8)，所述滑块(702)内壁与所述滑轨(8)外壁滑动连接，所述滑块(702)边部开设有若干外限位孔(704)，所述滑轨(8)外壁开设有若干内限位孔(705)，所述外限位孔(704)与所述内限位孔(705)位置向对应，所述外限位孔(704)和所述内限位孔(705)共同插接有限位杆(706)。

4.一种海上风电筒型基础顶部旋进式注浆防冲刷方法，应用于权利要求1-3任一项所述的一种海上风电筒型基础顶部旋进式注浆防冲刷装置，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：确定筒型基础四周待加固区域的基本信息；

步骤二：对基本信息进行离散化处理，获得离散参数；

步骤三：由离散参数计算得出注浆参数；

步骤一中的基本信息包括目标注浆宽度S₀、目标注浆深度H₀和注浆压力；步骤二中对目标注浆宽度S₀和目标注浆深度H₀进行离散化处理；

步骤二中离散参数包括m和n，将待加固目标注浆深度H₀离散为n个等高度(高度＝H₀/n)微元，对应节点可视为一个注浆完成深度节点，共计n个，并计算出注浆完成深度节点对应注浆管入泥位置；将待加固目标注浆宽度S₀离散为m个等角度(角度＝360度/m)微元，对应节点可视为一个注浆完成宽度节点，共计m个；步骤三中由m和n计算得出注浆参数；

步骤三中由m和n可确定升降式注浆系统(5)由混凝土底板(2)向上抬升的距离依次为

(其中D为混凝土底板(2)的半径、T₀为混凝土底板(2)的厚度)，则升降式注浆系统(5)每上升到一个高度Z_i对应的注浆次数为m，而升降式注浆系统(5)需累计上升n个高度，共计需要进行m×n次注浆。