[发明专利]水上建筑海洋固定平台软土地基海底固定安装施工法

说明书

技术领域

本发明涉及海上建筑、海上风机、海上桥梁等海洋平台在软土地基的海底固定安装及施工法，其中，海洋平台包括由至少一个浮力筒支撑的由梁板系列组成的平台，施工时浮运，服务阶段是固定在海底。本发明的安装及施工法可应用于不同厚度深度软土层的海域，能够大幅提高海洋平台在不同领域的应用。 

背景技术

在开发海洋资源的过程中，海上风能、海洋能、海上城市等需要有一依托基地，其可以是浮式基地，也可以是固定于海床的基地。浮式基地在近岸水深不超过50米情况下不易锚固，且一旦锚链断裂，基地会无目的地漂浮，对其他海上使用者构成危险，近岸依托基地宜采用固定式。 

近岸海域多有沉积软土层，厚度不一。本申请人的申请号201210034805.9的题为“支撑海上风机，桥梁，海洋建筑物的浮力支撑固定平台”的在先申请以及本申请人的申请号为201210104898.8的题为“海上风电，桥梁和海洋建筑物局部浮力海洋平台及施工方法”的在先申请主要针对软土层浅及软土层可以挖走的海域，优选适用于软土层薄而基岩很浅的海域。 

发明内容

本发明主要针对埋深很厚的软土基础海域，尤其针对软土层厚而不能完全挖走的海域。本发明意于，与主要针对软土层浅且软土层可以挖走的海域、优选适用于软土层薄而基岩浅海域的本申请人的两个在先申请一起，使海洋平台的适用范围能够涵盖所有近岸海域。 

根据本发明的原理，海床在清泥后，用导管下水下混凝土造混凝土床。利用所述浮力筒或具有以其正锥体的外形仿造的正锥体部分的反锥体 钢模具在所述混凝土床上压印一个与正锥体成镜面倒影的混凝土反锥体。利用正反锥体的耦合，可准确定位海洋平台的平面和垂直位置。当浮力筒下沉至预先造好的混凝土床反锥体时，由于两者刚好正反吻合，浮力筒的正锥体很自然地落入反锥体中，所以浮力筒能稳坐于混凝土床上。锥体提供了剪力键的作用，能承受水平荷载。如果混凝土床是灌筑在基岩上，浮力筒可以利用正反锥体组成的剪力键稳固地固定在海床上。在软土层很厚不可能完全挖走软土至基岩的情况下，根据本发明原理的方法是相当有效的。 

根据本发明的一个实施方式，提供了一种海洋平台在软土地基海底固定安装及施工法，其中，所述海洋平台包括由一个或多个浮力筒构成的支撑结构以及由梁板系组成的平台部分，从所述浮力筒底部向下凸出有正锥体，其中，所述安装及施工方法包括：在海床上下水下混凝土床；利用所述浮力筒或具有以浮力筒的正锥体的外形仿造的正锥体部分的反锥体模具将水下混凝土床压印出与所述正锥体成镜面倒影的反锥体，待水下混凝土床强度达标后，移除所述浮力筒或所述反锥体模具；以及使所述海洋平台的浮力筒底部的正锥体与水下混凝土床的反锥体耦合，从而将所述海洋平台固定至所述软土地基海底。 

其中，将水下混凝土床压印出反锥体的步骤包括：调整好所述浮力筒或反锥体模具的平面位置及垂直角度，在混凝土床未凝固前，下沉所述浮力筒或所述反锥体模具，使所述浮力筒的正锥体或所述反锥体模具的正锥体部分坐落于水下混凝土床中，令水下混凝土床完全包围所述浮力筒的正锥体或所述反锥体模具的正锥体部分，并维持其平面位置及垂直度，直至水下混凝土床完全凝固，浮起或吊起所述浮力筒或所述反锥体模具将其移走。 

其中，使所述海洋平台的浮力筒底部的正锥体与水下混凝土床的反锥体耦合的步骤包括：将所述海洋平台浮运至安装地点，令浮力筒底部的正锥体对准海底的反锥体，然后下降海洋平台，令所述海洋平台的浮力筒自然地陷入海底混凝土床的反锥体内；以及利用所述浮力筒内置压力管，向锥体间空隙压桨填充。 

其中，在海床上下水下混凝土床的步骤包括：将直经大于浮力筒的钢筒打入海床的软土中；在所述钢筒内侧预设的将建造水下混凝土床反锥体 的深度附近焊接钢托架层；当所述钢筒被打入到预定深度时，从所述钢筒内挖走部分顶端软土，再以砂石填料回填；割除所述钢筒内侧将处于水下混凝土床反锥体上方的托架层；在钢筒内侧的最高托架层上放置钢环；以及利用导管下水下混凝土，并且所述固定安装及施工法还包括：在将水下混凝土床压印出反锥体的步骤之后割除位于所述反锥体以上的钢筒部分。 

相比填海造地，根据本发明的海洋平台以及施工方法对环境生态的破坏少得多，并且根据本发明的海洋平台以及施工方法更具备显著的经济效益。 

附图说明

图1a和1b分别示出了根据本发明的单浮力筒海洋平台的平面图和剖视图； 

图2a和2b分别示出了根据本发明的多浮力筒海洋平台的平面图和剖视图，图示利用辅助浮箱浮托平台浮运；