[发明专利]一种打钻打导向架及施工方法

说明书

本发明公开了一种打钻打导向架及施工方法，涉及海上风电导管架基础施工技术领域。本发明的打钻打导向架通过吸力桶的贯入，实现打钻打导向架的在海床上稳固就位和调平，通过吸力桶的顶升，实现打钻打导向架的和海床土壤脱离，为后续吊起做准备。通过吊点设置在下部模块，吊绳穿顶层甲板开孔连接浮吊主钩，减少上部模块支撑杆件数量，优化导向架结构，减轻结构重量，实现了轻量化且易于安装的打钻打导向架。

技术领域

本发明涉及一种打钻打导向架及施工方法，尤其涉及一种海上风电导管架基础桩沉桩施工的打桩-钻孔-再打桩的吸力桶导向架及施工方法。

背景技术

海上风电导管架基础桩沉桩施工中，通常需要把细长桩打入海床较深深度，而后进行导管架安装，通过导管架腿根部插入细长桩的桩头，最后进行桩腿灌浆连接固定。在有些海床地质，较浅深度有一定厚度岩石层，打桩突破表层土壤，到达岩石层后，继续打会损坏桩体，这就需要进行钻孔穿透岩石层，而后继续打桩，直至到设计深度。因为要进行打桩导向、钻孔、吸泥排岩等作业，打钻打导向架顶层水平框架需要设置较大甲板面积，并能够承受较大荷载，目前的打钻打导向架多为辅助桩基础形式，架子和辅助桩整体的重量较大，并且安装后需要调平，如何提供轻量化且易于安装的打钻打导向架，成为一个问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种打钻打导向架及施工方法，通过吸力桶的贯入，实现打钻打导向架的在海床上稳固就位和调平，通过吸力桶的顶升，实现打钻打导向架的和海床土壤脱离，为后续吊起做准备。通过吊点设置在下部模块，吊绳穿顶层甲板开孔连接浮吊主钩，优化上部模块结构，减轻重量，实现了轻量化且易于安装的打钻打导向架。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种打钻打导向架，包括上部模块和下部模块，所述上部模块包括主框架结构和分布于主框架结构顶部的型钢和甲板，所述甲板上均匀设置有多个导向框架；

所述下部模块包括多层框架结构和分布于多层框架结构底部的吸力筒基础；

所述上部模块插入下部模块中，通过定位销连接固定，然后整体吊装入水，进行打钻打作业施工。

作为优选，所述主框架结构包括四根主腿，主腿上伸出的若干斜撑管以及斜撑管支撑的水平撑管，主腿底部设有插尖，主腿根部沿高度方向，以一定间隔设置数圈定位孔，每一圈定位孔沿主腿环形方向均匀布置数个相同尺寸的定位孔。

作为优选，所述多层框架结构包括四根主腿，主腿上伸出的若干斜撑管以及斜撑管支撑的水平撑管，主腿底部设有吸力筒基础，主腿顶部设置一圈定位孔，与上部模块的定位孔对应。

作为优选，所述上部模块的插尖使上部模块的主腿更易于插入下部模块的主腿中，并通过定位销固定。当海水深度变化时，通过上部模块不同高度定位孔和下部模块的定位孔用定位销固定，实现一定范围内适应海水深度变化，保证打桩导向、钻孔、吸泥排岩等作业高度不变。

作为优选，所述导向框架由上层导向环，下层导向环以及连接两层导向环的立撑组成，上层导向环与水平撑管，型钢和甲板连接。导向框架按各基础桩沉桩位置布置在沉桩位置的正上方。导向框架的中空直径满足风机基础桩穿过，用于风机基础桩的打桩操作。所述导向框架的上层导向环和下层导向环形成限位结构，对基础桩进行限位。当基础桩从导向框架插入，基础桩桩身和导向环接触实现初步限位；基础桩自由入泥稳定后，桩头入泥到一定深度，桩尾露出导向圆环一定高度。桩头固定在海床，在导向框架内的桩身和导向环接触实现水平限位，从而实现完全限位，保证基础桩打入的垂直度。各导向框架的上层导向环与型钢和甲板连接固定，保证了各导向框架之间的水平间距,从而保证了基础桩打入后的水平间距。

作为优选，所述下部模块顶部设置吊点，上部模块插入下部模块后的整体吊装，吊绳穿顶层甲板开孔连接浮吊主钩。这种设计，减少了支撑杆件数量，优化了上部模块结构，减轻了结构重量，在海上就位后，因为减少了支撑杆件数量，也减少了海洋波流力的作用，提高了结构整体稳性。