本實用新型涉及海上設備技術領域，具體涉及一種海上風電單樁基礎防沖刷的施工裝置。

背景技術：

隨著中國能源結構的不斷調整，海上風能因其巨大的社會和環保效益成為中國能源發展的重點。中國國家能源局提出2020年建成3000萬千瓦海上風電發展目標。而海上風電單樁基礎因其受力明確、結構較簡單、加工相對容易等優點，應用越來越廣泛。

目前，海上風電單樁基礎防沖刷的施工方法通常包括以下步驟：首先，在岸上/甲板將砂裝填至土木工袋中以形成砂被，其中土木工袋被分隔成沿其長度方向和寬度方向依次排布的隔艙a，如圖1所示；然后，通過排架整體吊裝的方式將砂被環繞覆蓋在海上風電單樁基礎四周。

例如，專利CN 105369834A公開了海上風電大直徑樁基礎防沖刷砂被及其施工方法，并具體公開了以下特征：所述砂被(即土木工袋)經縱向加筋帶和橫向加筋帶分隔成多個矩形隔倉，每個隔倉上部設有充砂袖口；該防沖刷砂被的施工方法包括步驟：根據工程場區的水文條件及預估沖刷坑的大小，確定砂被的尺寸，在陸上基地制作大面積的砂被；砂被通過運輸船和起重船運至已完成單樁基礎沉樁的位置，在陸上或船上完成充砂工作；起重船鉤住吊帶起吊砂被，定位后逐步下放至水下，鋪設至單樁基礎的周邊。

然而，上述施工方式不僅需要大型排架式工裝件作為輔助，還需要大型浮吊船進行吊裝作業，導致其施工效率低且工程造價高。因此，提供一種既能提高施工效率又可以節約成本的施工工藝具有重要的意義。

技術實現要素：

因此，本實用新型要解決的技術問題在于克服現有海上風電單樁基礎防沖刷施工工藝存在施工效率低且工程造價高的缺陷。

本實用新型提供了一種海上風電單樁基礎的防沖刷施工裝置，包括：鋪排船，其甲板上鋪設有土工布袋；取砂船，用于對所述對土工布袋進行充砂，所述鋪排船用于將裝有所述砂的所述土工布袋進行沉放鋪排，并使土工布袋的缺口部與海上風電單樁基礎接觸配合。

作為優選，所述鋪排船包括：主滾筒和副滾筒，設置于甲板上方，所述土工布袋纏繞于所述主滾筒上，利用所述主滾筒的轉動使土工布袋經過所述副滾筒后鋪設至所述甲板上；滑板，鉸接設置于所述鋪排船的一端，所述土工布袋設有缺口部一端置于所述滑板上，所述沉放鋪排的過程中所述滑板向下傾斜以使裝有所述砂的所述土工布袋由所述滑板向下滑動。

本實用新型提供了一種土工布袋，用于本實用新型提供的海上風電單樁基礎的防沖刷施工裝置，由四周依次連接的兩層土工布組成，所述土工布袋前進方向的前端設置有與所述海上風電單樁基礎配合設置的缺口部，所述土工布袋上縫制有開口朝向所述土工布袋遠離所述缺口部一端的U形縫制線，設為一條或由外向內依次間隔設置的多條，用于將所述土工布袋分隔成多個隔艙，每個所述隔艙上設置有充砂口，且所述缺口部和各所述隔艙沿所述土工布袋長度方向上的中心線對稱設置；所述土工布袋的各隔艙按照由外向內順序進行充砂和沉放鋪排。

作為優選，所述土工布袋遠離所述缺口部的一側設置有豎直縫制線，垂直連接于所述土工布袋寬度方向的兩端，各所述U形縫制線遠離所述缺口部的端部與所述豎直縫制線連接，所述土工布袋被U形縫制線和所述豎直縫制線分隔形成多個所述隔艙。

作為優選，各所述U形縫制線與所述豎直縫制線連接形成矩形。

作為優選，每個所述隔艙上設置有兩個沿所述中心線對稱設置的所述充砂口，各所述充砂口設置于所述土工布袋遠離所述缺口部一側。

作為優選，所述土工布袋長度方向上的中心線上設置有中心縫制線，所述土工布袋被所述U形縫制線、所述豎直縫制線和所述中心縫制線分隔成多個所述隔艙。

作為優選，最內側兩個對稱設置的所述隔艙中均設置有兩個所述充砂口，其余所述隔艙中均設置有一個所述充砂口，各所述充砂口設置于所述土工布袋遠離所述缺口部一側；每個所述隔艙中均設置有排氣口，設置于所述土工布袋靠近所述缺口部一側。

作為優選，所述土工布袋的任一面或兩面上縫制有加筋帶，其縫制方向與所述土工布袋的長度方向平行。

作為優選，所述土工布袋上綁設有加勁繩，環繞所述土工布袋的長度方向設置。

本實用新型技術方案，具有如下優點：

(1)本實用新型提出的海上風電單樁基礎的防沖刷施工裝置，直接利用鋪排船將裝有所述砂的所述土工布袋進行沉放鋪排，從而省略了現有技術中對砂被進行吊裝的過程及相關設備，因而與現有技術相比該方式的施工效率得到提高，工程造價得以降低。經過實際測試表明，該方式將工程造價降低20％以上，其施工效率提高近30％。

(2)本實用新型提供的土工布袋，圍繞該土工布袋寬度方向的兩側和靠近所述缺口部一側縫制有一條或多條U形縫制線，用于形成對稱設置且由外向內依次設置的多個隔艙，在利用該土工布袋對海上風電單樁基礎的防沖刷施工，由于所述土工布袋的各隔艙按照由外向內順序進行充砂和沉放鋪排，使得在沉放鋪排過程中裝填有砂的土工布袋在重力作用下均勻鋪開，從而使所述土工布袋的缺口部對準所述海上風電單樁基礎，成功利用鋪排船將裝有所述砂的所述土工布袋進行沉放鋪排，并且成功滿足施工質量的要求。而針對具有被分隔成沿其長度方向和寬度方向依次排布的隔艙的土工布袋，在沉放鋪排過程中土工布袋容易疊加在一起，使其在沉放鋪排過程中定位較為麻煩(即使使所述土工布袋的缺口部對準所述海上風電單樁基礎的過程較為麻煩)。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現有土工布袋的結構示意圖；

圖2為本實用新型實施方式提供的海上風電單樁基礎的防沖刷施工裝置的結構示意圖；

圖3為本實用新型實施方式提供的設置有U形縫制線的土工布袋的結構示意圖；

圖4為本實用新型實施方式提供的設置有U形縫制線和豎直縫制線的土工布袋的結構示意圖；

圖5為本實用新型實施方式提供的設置有U形縫制線、豎直縫制線和中心縫制線的土工布袋的結構示意圖；

圖6為本實用新型實施方式提供的設置有加筋帶的土工布袋的結構示意圖；

圖7為本實用新型實施方式提供的設置有加勁繩的土工布袋的結構示意圖；

圖8為本實用新型實施方式提供的海上風電單樁基礎的防沖刷施工方法中，將滑板調至與鋪排船甲板齊平，并通過主滾筒和副滾筒將土工布袋鋪設在鋪排船甲板和滑板上后的過程示意圖；

圖9為本實用新型實施方式提供的海上風電單樁基礎的防沖刷施工方法中，將砂填裝于所述土工布袋最外側的隔艙中，對所述土工布袋進行定位后的過程示意圖；

圖10為本實用新型實施方式提供的海上風電單樁基礎的防沖刷施工方法中，將裝有所述砂的所述土工布袋由所述滑板向下滑動后的過程示意圖；以及

圖11為本實用新型實施方式提供的海上風電單樁基礎的防沖刷施工方法中，將砂填充于所述土工布袋的其余隔艙，并且在填充砂至其余隔艙過程中同時將所述土工布袋進行沉放鋪排的過程示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。此外，下面所描述的本實用新型不同實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互結合。

實施例1

本實施例提供了一種海上風電單樁基礎的防沖刷施工裝置，如圖2所示，包括：鋪排船2，其甲板上鋪設有土工布袋1；取砂船3，用于對所述對土工布袋1進行充砂，所述鋪排船2用于將裝有所述砂的所述土工布袋1進行沉放鋪排，并使土工布袋1的缺口部11與海上風電單樁基礎4接觸配合。

本實施例提出的海上風電單樁基礎的防沖刷施工裝置，直接利用鋪排船將裝有所述砂的所述土工布袋進行沉放鋪排，從而省略了現有技術中對砂被進行吊裝的過程及相關設備，因而與現有技術相比該方式的施工效率得到提高，工程造價得以降低。經過實際測試表明，該方式將工程造價降低20％以上，其施工效率提高近30％。

作為優選的實施方式，所述鋪排船2包括：主滾筒21和副滾筒22，設置于甲板上方，所述土工布袋1纏繞于所述主滾筒21上，利用所述主滾筒21的轉動使土工布袋1經過所述副滾筒22后鋪設至所述甲板上；滑板23，鉸接設置于所述鋪排船2的一端，所述土工布袋1設有缺口部11一端置于所述滑板23上，所述沉放鋪排的過程中所述滑板23向下傾斜以使裝有所述砂的所述土工布袋1由所述滑板23向下滑動。

需要說明的是，施工是一個動態的過程，施工中各參數隨海洋水文環境等因素變換而不斷變化。而鋪排船卷筒施放速度、滑板施放角度、砂泥漿比配置、砂填充速度等參數可以根據海洋水文環境等因素進行設定。具體方法為：在不同深度、不同地段要不斷進行試驗施工并結合理論計算進行分析，以得出最合理的參數指導施工，針對情況的變化及時修正調整，使鋪排船施工始終處于最佳狀態來保證砂被鋪設效率與質量。

實施例2

針對具有被分隔成沿其長度方向和寬度方向依次排布的隔艙的土工布袋，在沉放鋪排過程中土工布袋容易疊加在一起，使其在沉放鋪排過程中定位較為麻煩即使使所述土工布袋的缺口部對準所述海上風電單樁基礎的過程較為麻煩。

為此，本實施例一種土工布袋，用于實施例1提供的防沖刷施工裝置，由四周依次連接的兩層土工布組成，如圖3所示，所述土工布袋1前進方向的前端設置有與所述海上風電單樁基礎配合設置的缺口部11，其特征在于，所述土工布袋1上縫制有開口朝向所述土工布袋1遠離所述缺口部11一端的U形縫制線12，設為一條或由外向內依次間隔設置的多條，用于將所述土工布袋1分隔成多個隔艙15，每個所述隔艙15上設置有充砂口16，且所述缺口部11和各所述隔艙15沿所述土工布袋1長度方向上的中心線對稱設置；所述土工布袋1的各隔艙15按照由外向內順序進行充砂和沉放鋪排。

而本實施例提供的土工布袋，圍繞該土工布袋寬度方向的兩側和靠近所述缺口部一側縫制有一條或多條U形縫制線，用于形成對稱設置且由外向內依次設置的多個隔艙，在利用該土工布袋對海上風電單樁基礎的防沖刷施工，由于所述土工布袋的各隔艙按照由外向內順序進行充砂和沉放鋪排，使得在沉放鋪排過程中裝填有砂的土工布袋在重力作用下均勻鋪開，從而使所述土工布袋的缺口部對準所述海上風電單樁基礎，成功利用鋪排船將裝有所述砂的所述土工布袋進行沉放鋪排，并且成功滿足施工質量的要求。

如圖4所示，作為優選的實施方式，所述土工布袋1上設置有垂直連接于所述土工布袋1寬度方向兩端的豎直縫制線，設置于所述土工布袋1 遠離所述缺口部11的一側，各所述U形縫制線12遠離所述缺口部11的端部與所述豎直縫制線13連接，所述土工布袋1被U形縫制線12和所述豎直縫制線13分隔形成多個所述隔艙15。

上述豎直縫制線13與所述土工布袋1遠離所述缺口部11的側邊之間也形成隔艙15，能夠進一步使所述土工布袋的缺口部對準所述海上風電單樁基礎。

作為進一步優選的實施方式，各所述U形縫制線12與所述豎直縫制線13連接形成矩形。

當然，各所述U形縫制線12與所述豎直縫制線13的形狀并不僅限于上述優選例。例如，作為變形的實施方式，所述U形縫制線12為弧形等。

作為優選的實施方式，每個所述隔艙15上設置有兩個沿所述中心線對稱設置的所述充砂口16，各所述充砂口16設置于所述土工布袋1遠離所述缺口部11一側。

上述設置方式便于對稱地向隔艙15中填充砂，有利于進一步使所述土工布袋的缺口部對準所述海上風電單樁基礎。

需要說明的是，充砂口16的數量和結構大小考慮取砂船中充砂泵的功率以及絞錨移船的速率等因素，本領域技術人員可以根據本實用新型教導進行設定。

如圖5所示，作為優選的實施方式，所述土工布袋1長度方向上的中心線上設置有中心縫制線14，所述土工布袋1被所述U形縫制線12、所述豎直縫制線13和所述中心縫制線14分隔成多個所述隔艙15。各所述U形縫制線12與所述中心縫制線14相交設置。

上述設置方式使得所述土工布袋1長度方向上的中心線的兩側形成對稱排布的隔艙15，有利于進一步使所述土工布袋的缺口部對準所述海上風電單樁基礎。

作為進一步優選的實施方式，最內側兩個對稱設置的所述隔艙15中均設置有兩個所述充砂口16，其余所述隔艙15中均設置有一個所述充砂口16，各所述充砂口16設置于所述土工布袋1遠離所述缺口部11一側；每個所述隔艙15中均設置有排氣口17，設置于所述土工布袋1靠近所述缺口部11一側。

上述設置方式便于對稱地向隔艙15中填充砂，有利于進一步使所述土工布袋的缺口部對準所述海上風電單樁基礎。

需要說明的是，充砂口16的數量和結構大小考慮取砂船中充砂泵的功率以及絞錨移船的速率等因素，本領域技術人員可以根據本實用新型教導進行設定。

作為優選的實施方式，如圖6所示，所述土工布袋1的任一面或兩面上縫制有加筋帶18，其縫制方向與所述土工布袋1的長度方向平行；如圖7所示，所述土工布袋1上綁設有加勁繩19，環繞所述土工布袋1的長度方向設置。

加筋帶18和加勁繩19用于給土工布袋1提供支撐力。其中加筋帶18可以通過縫制等方式固定于土工布袋1的任一面或兩面上，加勁繩19可以通過捆綁等方式固定于土工布袋1的兩面。

加筋帶18的設計主要考慮土工布袋1在整個施工過程中受力情況來確定，以確保施工過程中土工布袋1的完整性。加勁環19用于對土工布袋1的排頭其固定作用。

下面將結合圖8至圖11詳細描述利用本實用新型提供的土工布袋、海上風電單樁基礎防沖刷施工裝置進行防沖刷施工的步驟。

如圖8所示，將滑板調至與鋪排船2甲板齊平，并通過主滾筒和副滾筒將土工布袋1鋪設在鋪排船2甲板和滑板上；

如圖9所示，將砂填裝于所述土工布袋1最外側的隔艙15中，然后對所述土工布袋1進行定位以使所述土工布袋1的缺口部11對準所述海上風電單樁基礎4；

如圖10所示，將所述滑板23向下傾斜并松放主滾筒和副滾筒，以使圖9中裝有所述砂的所述土工布袋1由所述滑板23向下滑動；

如圖11所示，將砂填充于所述土工布袋1的其余隔艙15，并且在填充砂至其余隔艙15過程中同時將所述土工布袋1進行沉放鋪排，其中鋪排船卷筒施放速度、滑板施放角度、砂泥漿比配置、砂填充速度等參數可以根據海洋水文環境等因素進行調整。

本實用新型還將本實施例提供的海上風電單樁基礎的防沖刷施工工藝與現有防沖刷施工工藝即岸上/甲板充砂后整體吊裝施工工藝進行了對比，對比結果請見表1。

表1

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型創造的保護范圍之中。