本發明屬于潮流能發電領域，具體涉及一種潮流能電站結構的施工方法。

背景技術：

1、潮流能發電技術作為一種前沿新能源技術，近年來在全球范圍內得到了廣泛關注和研究。在中國，潮流能發電技術已經成為世界領先的新能源技術之一。目前，lhd海洋潮流能發電項目是全球唯一一個兆瓦級連續發電并網運行，且跨四季保持穩定工作的在運裝備。lhd海洋潮流能發電項目的前幾期(包括一期、二期和三期)采用了鋼質導管架作為電機總成平臺，這種平臺設計在確保設備安裝與運行方面具有一定的優勢，并為整個系統提供了必要的結構支撐和剛性基礎。

2、然而，現有技術中潮流能電站的主體結構多采用鋼質導管架，這雖然在初期建設中有一定優勢，但在長期運行中面臨著腐蝕性和耐久性的問題，尤其是在海洋環境下，鋼結構的使用壽命較短，且維護成本較高。此外，潮流能電站的機組平臺一般位于水下30～40米深度，建設施工難度大，特別是如何在海底環境中安全高效地完成結構的安裝與固定。當前，全球范圍內尚未出現成功轉化為商用的混凝土結構形式潮流能電站案例。因此，如何尋找一種簡單、可靠且具有較高施工效率的施工方法，以實現混凝土結構形式潮流能電站的建設，仍然是業界亟待解決的關鍵技術問題。

技術實現思路

1、針對現有技術的不足，本發明提供一種潮流能電站結構的施工方法，旨在優化潮流能電站的施工過程，提升結構的穩定性與耐久性，推動潮流能發電項目的可持續發展。

2、為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

3、一種潮流能電站結構的施工方法，包括以下步驟：

4、s1，在陸上預制導管架后運輸至設計海域，通過浮吊完成導管架安裝定位，采用錨固件固定所述導管架，在所述導管架頂部安裝定位箍；

5、s2，將鋼護筒浮吊至定位箍內，復測坐標及垂直度后插打所述鋼護筒至海床地層平面以下的海底巖層，通過鋼護筒內鉆孔至設計高程并澆筑樁基礎，形成鋼混復合樁結構；

6、s3，在陸上預制承臺，在所述承臺底部預設鋼套筒，在所述承臺上部外圍設置雙臂鋼圍堰，所述雙臂鋼圍堰通過臨時連接件與所述承臺形成整體預制構件；

7、s4，浮吊所述整體預制構件至設計位置，所述鋼套筒與鋼護筒頂端對接，所述鋼護筒穿過所述鋼套筒，整體預制構件向下吊送至設計高度，所述鋼套筒與鋼護筒之間預設氣囊，所述整體預制構件與導管架通過臨時連接裝置固定；

8、s5，氣囊充氣形成鋼套筒與鋼護筒間的密閉阻水系統，抽排雙臂鋼圍堰內水體以形成干作業區；

9、s6，在干作業區內切割所述鋼護筒頂部超出樁基礎的部分，并澆筑所述承臺的空心結構，所述承臺上方設置立柱；

10、s7，拆除所述雙臂鋼圍堰，拆除所述導管架；

11、s8，整體吊裝渦輪機組總成平臺、施工所述立柱頂部的工作平臺及其他附屬結構，最終完成安裝。

12、優選地，所述步驟s1中，錨固件采用錨固樁或錨固拉索。

13、優選地，所述步驟s6中，所述立柱在所述干作業區內通過模板現澆混凝土而成。

14、優選地，所述步驟s6中，所述立柱在陸上和承臺一起預制，并和所述雙臂鋼圍堰一起吊裝。

15、優選地，所述步驟s6中，所述立柱和承臺的預制部分均為混凝土結構或鋼制結構。

16、優選地，所述步驟s6中，所述承臺的上方兩側分別設置有立柱，兩側的所述立柱間從上至下間隔設置有多個可拆卸的橫向連接系，以增加所述立柱間的抗波浪能力。

17、優選地，所述雙臂鋼圍堰為圓形，由內外雙層鋼板構成，雙層鋼板之間設置加強肋板。

18、優選地，所述步驟s2中，所述鋼護筒的頂端與樁基礎的頂端齊平，所述鋼護筒的下端在海底巖層的嵌入深度小于所述樁基礎下端在海底巖層的嵌入深度，所述鋼護筒嵌入巖層深度為根據受力計算確定的最不利位置。

19、優選地，所述承臺為可減小潮流能損失的圓形或流線型或其他平面外形。

20、優選地，所述氣囊為環形氣囊。

21、優選地，所述環形氣囊與自動充氣系統相連，并配備有壓力傳感器，根據實時海洋壓力變化自動調整氣囊充氣程度。

22、優選地，在步驟s5中，利用水泵系統抽排所述雙臂鋼圍堰內的水體，并通過水位監測傳感器實時檢測干作業區內的水位，以確保形成穩定的干作業區。

23、優選地，所述渦輪機組包括機艙、葉片和水輪機導管架，所述水輪機導管架為豎直方向固定設置在所述承臺和工作平臺之間。

24、優選地，所述鋼護筒表面涂覆有防腐蝕涂層，以提高在海洋環境中的耐久性。

25、優選地，所述樁基礎在混凝土中設置增強鋼筋網。。

26、與現有技術相比，本發明的優點在于：本發明提供了一種創新的潮流能電站結構的施工方法，采用本發明施工方法構建的潮流能電站結構，通過利用鋼混復合樁基礎與整體預制承臺的結合，不僅顯著提高潮流能電站整體結構的抗彎、抗剪承載能力，而且有效延長了在海洋環境下的使用壽命；采用陸上預制、浮吊安裝及現場定位、錨固、鉆孔澆筑等一系列工序，實現了在深水條件下(例如30-40米及以上)對復雜水下混凝土結構的精準施工，顯著降低了傳統水下施工方法所帶來的施工風險和難度；此外，通過在施工過程中預設氣囊形成密閉阻水系統，并利用雙臂鋼圍堰構建干作業區，有效保證了混凝土澆筑質量和施工環境的穩定，從而提高了工程施工效率和安全性；同時，本發明還提供了現澆與預制相結合的靈活施工方式，可根據實際工程條件進行優化選擇，降低了施工成本，具有良好的推廣和示范意義，對推動海洋新能源工程的產業化發展具有重要技術價值。

技術特征：

1.一種潮流能電站結構的施工方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的潮流能電站結構的施工方法，其特征在于，所述步驟s1中，錨固件(2)采用錨固樁或錨固拉索。

3.根據權利要求1所述的潮流能電站結構的施工方法，其特征在于，所述步驟s6中，所述立柱(12)在所述干作業區內通過模板現澆混凝土而成。

4.根據權利要求1所述的潮流能電站結構的施工方法，其特征在于，所述步驟s6中，所述立柱(12)在陸上和承臺(6)一起預制，并和所述雙臂鋼圍堰(8)一起吊裝。

5.根據權利要求4所述的潮流能電站結構的施工方法，其特征在于，所述步驟s6中，所述立柱(12)和承臺(6)的預制部分均為混凝土結構或鋼制結構。

6.根據權利要求1所述的潮流能電站結構的施工方法，其特征在于，所述步驟s6中，所述承臺(6)的上方兩側分別設置有立柱(12)，兩側的所述立柱(12)間從上至下間隔設置有多個可拆卸的橫向連接系(15)，以增加所述立柱(12)間的抗波浪能力。

7.根據權利要求1所述的潮流能電站結構的施工方法，其特征在于，所述雙臂鋼圍堰(8)為圓形，由內外雙層鋼板構成，雙層鋼板之間設置加強肋板。

8.根據權利要求1所述的潮流能電站結構的施工方法，其特征在于，所述步驟s2中，所述鋼護筒(4)的頂端與樁基礎(5)的頂端齊平，所述鋼護筒(4)的下端在海底巖層的嵌入深度小于所述樁基礎(5)下端在海底巖層的嵌入深度，所述鋼護筒(4)嵌入巖層深度為根據受力計算確定的最不利位置。

9.根據權利要求1所述的潮流能電站結構的施工方法，其特征在于，所述承臺(6)為可減小潮流能損失的圓形或流線型或其他平面外形。

10.根據權利要求1所述的潮流能電站結構的施工方法，其特征在于，所述氣囊為環形氣囊。

11.根據權利要求10所述的潮流能電站結構的施工方法，其特征在于，所述環形氣囊與自動充氣系統相連，并配備有壓力傳感器，根據實時海洋壓力變化自動調整氣囊充氣程度。

12.根據權利要求1所述的潮流能電站結構的施工方法，其特征在于，在步驟s5中，利用水泵系統抽排所述雙臂鋼圍堰(8)內的水體，并通過水位監測傳感器實時檢測干作業區內的水位，以確保形成穩定的干作業區。

13.根據權利要求1所述的潮流能電站結構的施工方法，其特征在于，所述渦輪機組(14)包括機艙、葉片和水輪機導管架，所述水輪機導管架為豎直方向固定設置在所述承臺(6)和工作平臺(13)之間。

14.根據權利要求1所述的潮流能電站結構的施工方法，其特征在于，所述鋼護筒(4)表面涂覆有防腐蝕涂層，以提高在海洋環境中的耐久性。

15.根據權利要求1所述的潮流能電站結構的施工方法，其特征在于，所述樁基礎(5)在混凝土中設置增強鋼筋網。

技術總結
本發明涉及一種潮流能電站結構的施工方法，包括以下步驟：S1，通過浮吊完成導管架安裝定位；S2，將鋼護筒浮吊至定位箍內，通過鋼護筒內鉆孔至設計高程并澆筑樁基礎，形成鋼混復合樁結構；S3，在陸上預制承臺，在承臺底部預設鋼套筒，在承臺上部外圍設置雙臂鋼圍堰；S4，浮吊整體預制構件至設計位置，鋼套筒與鋼護筒頂端對接；S5，氣囊充氣形成密閉阻水系統，抽排雙臂鋼圍堰內水體以形成干作業區；S6，在干作業區內切割鋼護筒頂部超出樁基礎的部分，并澆筑承臺的空心結構；S7，拆除雙臂鋼圍堰和導管架，施工工作平臺；S8，整體吊裝渦輪機組總成平臺、施工工作平臺。本發明優化了潮流能電站的施工過程，提升了結構的穩定性與耐久性。

技術研發人員：朱孟君,蔡佳駿,李俊,秦紹清,楊勇
受保護的技術使用者：中鐵第四勘察設計院集團有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28