[发明专利]基于仿生草的海上风电桩冲刷处理施工方法

说明书

本发明涉及一种基于仿生草的海上风电桩冲刷处理施工方法，属于海上风力发电技术领域，其中基于仿生草的海上风电桩冲刷处理施工方法，包括修复冲刷坑和铺设混凝土联锁排两个步骤，修复冲刷坑步骤具体是：在风电桩的冲刷坑中抛填填充物，形成填充层，以修复冲刷坑；铺设混凝土联锁排步骤具体是：在风电桩的外周铺设混凝土联锁排，混凝土联锁排包括第一混凝土联锁排和第二混凝土联锁排，第一混凝土联锁排铺设于风电桩的外周且铺设于填充层顶部，第二混凝土联锁排设有仿生草，第二混凝土联锁排铺设于第一混凝土联锁排的外周。本发明提供的基于仿生草的海上风电桩冲刷处理施工方法能够增加海上风电桩的抗冲刷能力，而且施工方法简单、施工成本低。

技术领域

本发明属于海上风力发电技术领域，尤其涉及一种基于仿生草的海上风电桩冲刷处理施工方法。

背景技术

近年来，随着海洋能源资源开发和利用的规模不断扩大，越来越多的海上建筑物出现在海上，尤其是海上风力发电的发展，海上风电机的数量持续增加，海上风电机的水下基础结构多以桩柱为主，虽然海上风电桩基础结构简单、可靠性好，但是这些桩柱基础矗立在海洋中，会使该区域原来波浪、海流等水动力条件发生改变,海流遇到桩柱的阻碍发生绕流,使桩柱周围流速加大,在桩柱周围形成马蹄形漩涡以及桩后方形成剥蚀漩涡，打破原本已经建立的泥沙输运平衡,使桩基周围海底发生冲刷，形成冲刷坑，冲刷坑减少了海上风电桩基础结构与周围海床的接触深度，降低了水下基础结构的承载力与稳定性。

现有的冲刷坑常采用抛填块石、抛填砂袋、覆盖砂被等方法填埋，这些方法只是对风电桩周围的冲刷坑进行修复，避免继续扩大，风电桩周围的防冲刷能力也没有得到提高，而且，海水对桩基周围的冲刷作用也没有减弱，随着时间的推移，修复后桩基周围在波流长期作用下会再次破坏，使基础又遭受冲刷的风险，海上风电桩水下基础不牢固会严重影响风力发电机的发电效果，海上风电桩的防冲刷问题是目前海上风力发电领域亟待解决的技术问题。

发明内容

针对相关技术中存在的不足之处，本发明提供了一种基于仿生草的海上风电桩冲刷处理施工方法，通过在风电桩周围设置仿生草，利用仿生草对经过风电桩周围的海水进行扰动，使海水在仿生草的柔性粘滞阻尼作用下流速降低，进而减小对风电桩周围的冲刷作用。

本发明提供一种基于仿生草的海上风电桩冲刷处理施工方法，包括以下步骤：

修复冲刷坑：在风电桩的冲刷坑中抛填填充物，形成填充层，以修复冲刷坑；

铺设混凝土联锁排：在风电桩的外周铺设混凝土联锁排，混凝土联锁排包括第一混凝土联锁排和第二混凝土联锁排，第一混凝土联锁排铺设于风电桩的外周且铺设于填充层顶部，第二混凝土联锁排设有仿生草，第二混凝土联锁排铺设于第一混凝土联锁排的外周。

本技术方案通过在冲刷坑中抛填填充物，以修复冲刷坑；通过在风电桩的外周分两区铺设混凝土联锁排，以增加风电桩的抗冲刷能力；通过在位于风电桩最外侧的第二混凝土联锁排设置仿生草，以使海水流经第二混凝土联锁排时流速降低，从而削弱海水对第一混凝土联锁排和风电桩的冲刷作用。

在其中一些实施例中，在修复冲刷坑步骤中，还包括在修复后的冲刷坑外缘留出未被填充物填充的低洼部；在铺设混凝土联锁排步骤中，第二混凝土联锁排的外缘延伸至低洼部中，第二混凝土联锁排底部设有起反滤作用的土工布。

本技术方案通过在冲刷坑外缘设置低洼部，并在低洼部铺设带仿生草的第二混凝土联锁排，使海水流经仿生草后速度降低，海水中的泥沙淤积在低洼部，并对低洼部进行填充，从而减少抛填石料，降低施工成本；通过在第二混凝土联锁排底部设置土工布，以防止海水对低洼部中泥土的冲刷。

在其中一些实施例中，填充物为砂袋和块石，以防止填充层底部的泥沙被冲刷。

在其中一些实施例中，风电桩外周选用砂袋进行填充，以保护风电桩的防腐层，砂袋外周选用块石进行填充。