[发明专利]一种海洋水体内大尺寸钢圆筒围堤护壁结构沉降安装方法

说明书

本发明公开了一种海洋水体内大尺寸钢圆筒围堤护壁结构沉降安装方法，包括如下：步骤一：完成预制大直径钢圆筒结构；步骤二：采用振沉法协同高压水泵工作；或者，采用吸力法协同高压水泵工作；步骤三：大直径钢圆筒结构安装到位后，振动锤或真空泵和高压水泵停止工作，将振动锤或真空泵和高压水泵吊离，移走起重船。本发明利用高压水流经过高压水管冲击大直径钢圆筒结构底部硬土层，结合筒体顶部连接的振动锤产生的激振力或真空泵产生的真空负压，可实现大直径钢圆筒结构在硬土层中快速沉贯，解决了现有大直径薄壁钢圆筒在硬土层中下沉缓慢和容易倾斜的难题，设备简单，耗费时间短，成本低，有效提高了现场施工效率。

技术领域

本发明涉及岩土工程和海洋工程中利用钢制大直径薄壁圆筒建造海上风机基础、浮式平台基础或岛壁结构等技术领域，具体涉及一种海洋水体内大尺寸钢圆筒围堤护壁结构沉降安装方法。

背景技术

目前，随着人类开发近海及远海活动的增加，大批海洋工程迅速投入开发使用，比如兴建海上油气开采平台、海上机场、深水港口码头、人工岛屿等工程。海洋工程一般面临海底超厚软土，软土和硬土层间隔分布，巨大风浪冲击，运输材料困难及施工作业窗口期短暂等诸多工程问题。如何快速、高效地在硬土层或软、硬土层间隔分布的地层中建造大直径薄壁钢圆筒岛壁结构，是海洋工程建设的重大挑战。

以港珠澳大桥人工岛的岛壁结构建设为例，该工程采用高40.5-50.5米、直径22米、厚16毫米的大直径薄壁钢圆筒，并配置8台液压振动锤进行振沉，两个大直径薄壁钢圆筒之间用副格相连形成止水型岛壁结构，回填砂土、排水固结后形成陆地，快速地完成了人工岛的建造。大直径薄壁钢圆筒的安装原理是利用筒顶的若干台振动锤施加高频振动使周围土体扰动，土体强度降低，大直径薄壁钢圆筒受到的阻力减小，在筒身自重和振动锤激振力作用下下沉到位，该方法简称为“振沉法”。

此外，吸力式大直径薄壁钢圆筒在海洋工程中的应用也较为广泛，如海上浮式平台或海上风机基础采用的吸力桶结构，或称为桶形基础，这类结构依靠自身重力及真空泵抽气(水)在筒内产生负压来促进吸力桶的下沉，完成桶型基础的建造，该方法简称为“吸力法”。

上述两种大直径薄壁钢圆筒的安装方法(振沉法和吸力法)对于灵敏度较高的海底软粘土比较适用。然而，诸多工程案例和工程经验表明，结构物在贯入过程中遇到硬土层时很难顺利贯入，原因是地层土性条件变化使结构物受到的侧壁摩阻力及端阻力明显大于普通软黏土。另外，如果遇到软硬土层分布不均，大直径薄壁钢圆筒可能因筒底接触到软硬不均的不同土层而发生倾斜，影响其安装效果。

因此，针对大直径薄壁钢圆筒遇到坚硬土层发生沉贯困难或倾斜等问题，需对现有大直径薄壁钢圆筒的结构设计和施工方法进行创新，以实现大直径薄壁钢圆筒在各类土层中快速下沉和安全使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海洋水体内大尺寸钢圆筒围堤护壁结构沉降安装方法，以能够解决上述现有技术中存在的技术问题。

为实现本发明的目的，本发明提供的技术方案如下：

本发明实施例提供的一种海洋水体内大尺寸钢圆筒围堤护壁结构沉降安装方法，包括如下：

步骤一：将上端与高压水泵连通的若干个高压水管等间距均匀地焊接到大直径钢圆筒的侧壁上，对于上下贯通的大直径钢圆筒，焊接在内侧壁上，对于顶部封闭，下端开口的大直径钢圆筒，焊接在内侧壁上，任一所述高压水管下端均安装能够开合的尖锥形合页器，完成预制大直径钢圆筒结构；