一种“后桩法”斜桩嵌岩导管架嵌岩段灌浆封堵系统

技术领域

本申请属于海上风电基础施工技术领域，具体涉及一种“后桩法”斜桩嵌岩导管架嵌岩段灌浆封堵系统。

背景技术

国内海上风电项目中海上升压站基础导管架有多种结构型式，江苏浙江近海十几米水深以内海域大量采用“后桩法”斜桩导管架，广东阳江30m水深多个风场采用“后桩法”裙桩外套筒型式导管架。现有技术中，通常根据具体升压站所处场址的工程地质条件、海洋水文条件和水深条件选择和设计合适的导管架结构类型。其中，“后桩法”斜桩导管架因结构受力合理、施工方便，在十几米以内水深条件下采用较多，如江苏鲁能东台海上风电项目、江苏大唐滨海海上风电项目、江苏三峡大丰海上风电项目、浙江普陀6#海上风电项目等均采用这种结构。

在我国广东福建等地区已经在建和在招标的复杂地质海上风电项目中，后桩法斜桩导管架升压站基础需要桩内嵌岩，设计提出了“植入桩芯钢管桩”嵌岩桩基础施工方案。后桩法斜桩嵌岩导管架施工工艺为：先在海床面上安装导管架、插桩打桩、导管架和钢管桩之间临时固定、导管架和钢管桩之间灌浆、皇冠板焊接、嵌岩钻孔、植入芯柱钢管桩、植入芯柱钢管桩和岩壁之间灌浆、植入芯柱钢管桩和钢管桩之间灌浆。

该工艺植入桩芯钢管桩和岩壁、钢管桩之间环形空间灌浆面临灌浆管线长、单根桩灌浆方量大、灌浆堵管风险大、灌浆施工质量难以控制、植入钢管桩封底较为困难，且不容易确定是否封底成功等诸多难题。对于“后桩法”斜桩嵌岩导管架嵌岩段灌浆，预制管将管线布置的合理性和封底的成功与否是解决嵌岩段灌浆施工的关键。

发明内容

针对上述现有技术的缺点或不足，本申请要解决的技术问题是提供一种“后桩法”斜桩嵌岩导管架嵌岩段灌浆封堵系统。

为解决上述技术问题，本申请通过以下技术方案来实现：

本申请提出了一种“后桩法”斜桩嵌岩导管架嵌岩段灌浆封堵系统，所述灌浆封堵系统包括：导管架、钢管桩以及多层灌浆管线，所述钢管桩内嵌于所述导管架设置，在所述钢管桩和所述导管架之间、所述钢管桩和岩壁之间均形成有环形空间，所述灌浆管线设置于所述环形空间；其中，所述钢管桩内还植入有芯柱。

进一步地，上述的“后桩法”斜桩嵌岩导管架嵌岩段灌浆封堵系统，其中，每层所述灌浆管线还布设有多根子灌浆管线。

进一步地，上述的“后桩法”斜桩嵌岩导管架嵌岩段灌浆封堵系统，其中，同一层设置的所述子灌浆管线的底标高间隔一高度。

进一步地，上述的“后桩法”斜桩嵌岩导管架嵌岩段灌浆封堵系统，其中，同一层设置的所述子灌浆管线的底标高间隔0.5m。

进一步地，上述的“后桩法”斜桩嵌岩导管架嵌岩段灌浆封堵系统，其中，所述灌浆管线的顶标高均设置在所述钢管桩的顶标高位置。

进一步地，上述的“后桩法”斜桩嵌岩导管架嵌岩段灌浆封堵系统，其中，所述芯柱的底标高高于所述钢管桩的底标高1-1.5m。

进一步地，上述的“后桩法”斜桩嵌岩导管架嵌岩段灌浆封堵系统，其中，第一层所述灌浆管线管口的高程比所述钢管桩的底标高高0.5-1m。

进一步地，上述的“后桩法”斜桩嵌岩导管架嵌岩段灌浆封堵系统，其中，第一层所述灌浆管线的管口处还设有三通管，其第一端用于输送灌浆料，其第二端与钢管桩内侧连通，其第三端与所述钢管桩、岩壁之间的环形空间连通设置。

进一步地，上述的“后桩法”斜桩嵌岩导管架嵌岩段灌浆封堵系统，其中，所述灌浆管线和所述钢管桩之间通过支撑腿焊接固定。

进一步地，上述的“后桩法”斜桩嵌岩导管架嵌岩段灌浆封堵系统，其中，在所述钢管桩的顶标高下方0.3-0.5m处布设桩内平台。

与现有技术相比，本申请具有如下技术效果：

(1)本申请预制灌浆管线设计与安装均在导管架出运之前，施工方便，减少施工成本，提高灌浆安全性；

(2)本申请在所述钢管桩出运前，结合现场施工中预制灌浆三通管泵送灌浆料进行植入钢管桩的封底以完成对混凝土芯柱的预浇筑，形成封堵系统，上述预浇筑设计可节省海上施工窗口期和成本，提高施工效率；

(3)本申请适用于“后桩法”斜桩嵌岩导管架嵌岩段灌浆封堵，通用性强，有效降低水下灌浆风险，保证嵌岩段灌浆施工质量。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1：本申请中“后桩法”斜桩嵌岩导管架的立体图；

图2：本申请一实施方式“后桩法”斜桩嵌岩导管架嵌岩段灌浆封堵系统的结构示意图；

图3：本申请一实施方式“后桩法”斜桩嵌岩导管架嵌岩段灌浆封堵系统中灌浆管线的布设结构图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1至图3所示，在本申请的其中一个实施例中，一种“后桩法”斜桩嵌岩导管架嵌岩段灌浆封堵系统，其特征在于，所述灌浆封堵系统包括：导管架20、钢管桩10以及多层灌浆管线，所述钢管桩10内嵌于所述导管架20设置，在所述钢管桩10和所述导管架20之间形成有环形空间M、所述钢管桩10和岩壁40之间形成有环形空间N，所述灌浆管线设置于所述环形空间M和环形空间N；其中，所述钢管桩10内还植入有芯柱30。在本实施例中，适用于“后桩法”斜桩嵌岩导管架嵌岩段灌浆和封堵，通用性强，有效降低水下灌浆风险，保证嵌岩段灌浆施工质量。

可选地，还需要说明地是，本申请中灌浆管线的设计与安装均在导管架20出运之前，施工方便，减少施工成本，提高灌浆安全性。

优选地，在本实施例中，所述灌浆管线走所述钢管桩10的内侧设置。

在本实施例中，所述钢管桩10和所述导管架20可通过皇冠板进行临时焊接固定。

其中，上述的多层灌浆管线可以是至少一层，如可以是一层灌浆管线、两层灌浆管线、三层灌浆管线、四层灌浆管线等等，具体的设置层数以实际施工作业情况进行选择。上述具体层数的公开并不对本申请的保护范围造成限定，其仅为举例说明。

在本实施例中，以设置有三层灌浆管线进行举例说明，其中，从下到上依次为第一层灌浆管线11、第二层灌浆管线12以及第三层灌浆管线13，如图3所示。具体地，第一层灌浆管线11口的高程比所述钢管桩10底标高0.5-1m。第二层灌浆管线12线布置在第一层灌浆管线11顶标高和钢管桩10底标高中间位置，同一层布置的多个灌浆管线间隔0.5m设置。第三层灌浆管线13线布置在第二层灌浆管线12顶标高和芯柱30钢管桩10顶标高中间位置，同一层布置的多个灌浆管线间隔0.5m设置。

可选地，每层所述灌浆管线还布设有多根子灌浆管线，所述子灌浆管线可以沿周向布设，该布设方式可以是均匀或非均匀布设。

进一步地，同一层设置的所述子灌浆管线的底标高间隔一高度。

具体地，同一层设置的所述子灌浆管线的底标高间隔0.5m。

其中，上述多个子灌浆管线的设置，当在灌浆过程中，其中一根子灌浆管线发生堵塞时，可以通过另外的子灌浆管线继续进行灌浆作业，上述设置具有一定的风险防范意识，能够有效地避免因某一根子灌浆管线发生堵塞而影响整个施工作业。

进一步地，为保证整个环形空间M和环形空间N的有效灌浆，所述灌浆管线的顶标高均设置在所述钢管桩10的顶标高位置，进一步优选地，每一层灌浆管线的顶标高设置在所述钢管桩10的顶标高位置，即与所述钢管桩10的顶标高位置设置为一致；进一步优选地，每一根子灌浆的顶标高设置在所述钢管桩10的顶标高位置，同样地，即与所述钢管桩10的顶标高位置设置为一致。

在本实施例中，所述芯柱30的底标高高于所述钢管桩10的底标高1-1.5m。优选地，第一层所述灌浆管线管口的高程比所述钢管桩10的底标高高0.5-1m。即，所述第一层所述灌浆管线管口设置在所述钢管桩10底标高和所述芯柱30的底标高之间。

如图3所示，在本实施例中，第一层所述灌浆管线的管口处还设有三通管111，其第一端用于输送灌浆料，其第二端与钢管桩10内侧连通，其第三端与所述钢管桩10、岩壁40之间的环形空间N连通设置。

其中，优选地，在本实施例中，所述芯柱30优选为混凝土材料制成，在所述钢管桩10出运前，结合现场施工中预制灌浆三通管111泵送灌浆料进行植入钢管桩10的封底以完成对混凝土芯柱30预浇筑，形成封堵系统，上述预浇筑设计可节省海上施工窗口期和成本，提高施工效率。

所述灌浆管线和所述钢管桩10之间通过支撑腿焊接固定。

在所述钢管桩10的顶标高下方0.3-0.5m处布设桩内平台，以方便进行施工作业等。

在本实施例中，通过第一层灌浆管线11对植入钢管桩10和岩壁40，植入钢管桩10内底部的空隙进行灌浆。

其中，第一层灌浆管线11、第二层灌浆管线12、第三层灌浆管线13……第N’层灌浆管线，在使用同层灌浆管线进行灌浆过程中如出现堵管现象时，使用同层的其余灌浆管线继续向环形空间M或环形空间N内灌浆，其中，N’为大于3的正整数。

所述第一层灌浆管线11、第二层灌浆管线12、第三层灌浆管线13……第N’层灌浆管线，在灌浆开始前均先泵送水，在灌浆过程中，先泵送润管料，再泵送灌浆料。其中，N’为大于3的正整数。

本申请通过预制灌浆管线设计解决了植入桩芯钢管桩和岩壁、钢管桩灌浆管线布置问题。同时，通过在钢管桩出运前在植入钢管桩内提前预浇筑芯柱和预留的三通管解决封底问题；本申请可以在“后桩法”斜桩嵌岩导管架嵌岩段灌浆施工中推广应用，具有推广和应用价值。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限定，参照较佳实施例对本申请进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围，均应涵盖在本申请的权利要求范围内。