一种基于淤泥固化处理海水局部冲刷护底的装置及施工方法

本发明属于海上风电、新能源工程基础冲刷护底领域，尤其涉及一种基于淤泥固化处理海水局部冲刷护底的装置。

背景技术：

1、随着对海洋资源的需求不断增长，海洋基础工程的规模和数量也在逐渐扩大。例如，大型基础设施、重化工业和港口运输等项目在沿海地区的建设不断增加。海洋基础工程的发展也面临一些挑战，海洋基础工程与陆地基础工程相比，不光需要考虑海水侵蚀还需考虑海水冲刷的情况，尤其是在基础施工过程中，海水冲刷或其他原因引起冲刷坑，空洞等情况，会造成基础倾覆、不稳定等危险。因此如何解决海水冲刷所形成的冲刷坑成为了一个亟需解决的问题。

2、现有专利中大多数是基于海上基础防冲刷的一系列结构及施工方法，很少基于海水冲刷后补救措施，现有的技术措施大多是将抗浮基础依靠浮力挪走，在进行修复。这样一来，财力、人力大大提高，且海水中的淤泥废料得不到妥善处理，本发明就是基于通过一定手段处理海上淤泥，将处理过的海相淤泥当作注浆液修复冲刷坑等问题。这样不仅可以进一步延长基础的寿命，而且也实现了变废为宝的环保理念。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术的不足，研制一种基于淤泥固化处理海水局部冲刷护底的装置及施工方法，能够解决海洋基础工程被冲刷而导致的基础不稳等问题，从而解决耗时耗力的缺点，进而实现服役期海洋基础长期冲刷，进一步延长基础的寿命。

2、本发明解决技术问题的技术方案为：本发明提供了一种基于淤泥固化处理海水局部冲刷护底的装置及施工方法。

3、所述可拆式环形注浆管，环绕在沉水箱上方，且不妨碍基础底部各管道通行，并设置与单桩基础方向的竖直注浆管；所述大型注浆管穿过基础底板到达海床；所述小型注浆管、防泥沙阀门及手动式阀门组成深入海床的装置。当海水冲刷一定程度上，进行注浆时，注浆液驱动防泥沙阀门自动打开，通过小型注浆管注浆。

4、优选地，可拆式环形注浆管由环形注浆管和竖直注浆管组成，竖直注浆管由预留在单桩基础的箍紧装置固定，所述箍紧装置设置悬臂板和夹紧装置组成，竖直注浆管和环形注浆管都是直径为800 mm。

5、优选地，所述大型注浆管由阀门与可拆式注浆管连接，当不工作时，四个阀门是关闭状态，可拆式注浆管无需连接，若需工作，可拆式注浆管安装，打开相应的阀门进行注浆。

6、优选地，所述大型注浆管连接若干个小型注浆管，沿基础底板方向布置，每隔4 m连接一个小型注浆管，南北方向小型注浆管为4个，东西方向为6个，由手动式阀门其控制浆液流动方向。

7、优选地，所述小型注浆管底部安置防泥沙阀门，防止海水冲刷过程中泥沙进入注浆管道，形成堵塞。当浆液通过时，浆液会通过泄压孔进入泄压腔，进而进入驱动腔，带动齿轮转动，进而带动阀芯转动，实现自动打开功能。

8、优选地，注浆液为固化剂固化淤泥浆体。利用淤泥固化填充冲刷空缺部分，此固化剂为淤泥的20%的掺量，固化剂以水泥：钢渣粉：石灰：粉煤灰=3：2：1：1为配比。

9、一种基于淤泥固化处理海水局部冲刷护底结构的施工方法，包括以下步骤：

10、步骤1，根据图纸将海床部分注浆管预埋，再施工基础部分；

11、步骤2，在冲刷前，该装置小型注浆管类似排桩，对基础有加固作用。进而起防冲刷作用，若监测基础底板周围被海水冲刷，安装上可拆式环形注浆管，打开相应的阀门开关，且小型注浆管底部防泥沙阀门利用浆液自动打开;

12、步骤3，将废料淤泥用固化剂固化，达到注浆标准，进行注浆。以达到降低成本，实现变废为宝。

13、技术实现要素：中提供的效果仅仅是实施例的效果，

14、而不是发明所有的全部效果，上述技术方案具有如下优点或有益效果：

15、本发明提供的一种基于淤泥固化处理海水局部冲刷护底结构的装置，在海床土体上设置沿基础底板轴向的小型注浆管，随后利用浆液通道向被冲刷地方注入浆液，浆液填补土体空隙中，以达到处理固化效果，该装置使用简单，造价低，且处理效果显著。

16、本发明提供的一种基于淤泥固化处理海水局部冲刷护底结构的施工方法，此施工方法可以将淤泥变废为宝，废料淤泥采用一定的处理方法，形成有一定的承载能力且能抵抗海水冲刷的效果。由阀门控制浆液的流向，使得精准的控制注浆范围。

技术特征：

1.一种基于淤泥固化处理海水局部冲刷护底的装置，其特征是：包括可拆式环形注浆管（1）、大型注浆管（2）、阀门（3）、箍紧装置（4）、小型注浆管（5）、防泥沙阀门（6）、手动式阀门（7）；

2.根据权利要求1所述的一种基于淤泥固化处理海水局部冲刷护底的装置，其特征在于，所述的可拆式环形注浆管（1）由竖直注浆管（11）、横向注浆管（12）和环形注浆管（13）和组成，单桩基础在施工时将预留固定竖直注浆管的固定装置。

3.根据权利要求1所述的一种基于淤泥固化处理海水局部冲刷护底的装置，其特征在于，所述的大型注浆管（2）由固定装置（4）固定在沉水箱，且穿过预留基础底板的孔以到达海床，其下方有若干个接通口与手动式阀门（7）连接，此技术已较为发达，在此不再赘述。

4.根据权利要求1所述的一种基于淤泥固化处理海水局部冲刷护底的装置，其特征在于，所述的阀门（3）设置在基础四个边上，在其不工作时，处于关闭状态。

5.根据权利要求1所述的一种基于淤泥固化处理海水局部冲刷护底的装置，其特征在于，所述的小型注浆管（5）与大型注浆管（2）由手动式阀门连接（7），且设置浆液流道，小型注浆管底部有防泥沙阀门（6）。

6.根据权利要求2所述的一种基于淤泥固化处理海水局部冲刷护底的装置，其特征在于，所述的可拆式环形注浆管（1）与大型注浆管（2）由阀门（3）连接，打开基础被冲刷相应地方的阀门，进行注浆。此阀门为手动式，主要是由轴承（31）、阀体（32）、手柄（33）、轴承盖（34）组成，其手柄一种强度很高材料，可以借助外力使其转动阀门。

7.根据权利要求1所述的一种基于淤泥固化处理海水局部冲刷护底的装置，其特征在于，所述注浆液为处理过的淤泥浆体。利用淤泥固化填充冲刷空缺部分，此固化剂为淤泥的20%的掺量，固化剂以水泥：钢渣粉：石灰：粉煤灰=3：2：1：1为配比。防止淤泥浆液与基础底板粘结强度不高，距离基础底板十公分处采用素混凝土注浆。

8.根据权利要求1所述的一种基于淤泥固化处理海水局部冲刷护底的装置，其特征在于，防泥沙阀门（6）由泄压孔（61）、泄压腔（62）、导流通道（63）、驱动腔（64）、排出口（65）、主阀体（66）、手柄（67）、齿轮（68）组成。

9.根据权利要求8所述的一种基于淤泥固化处理海水局部冲刷护底的装置，其特征在于，防泥沙阀门（6）主阀体顶部开设泄压腔（62）和驱动腔（64），泄压腔底部开设泄压孔（61），驱动腔（64）侧边与排出口（65）相连。此原理借鉴cn11481132a专利。

10.一种基于淤泥固化处理海水局部冲刷护底结构的施工方法，其特征在于，基于权利要求1所述的护底结构，包括以下步骤：

技术总结本发明提供了一种基于淤泥固化处理海水局部冲刷护底的装置及施工方法，包括可拆式环形注浆管、大型注浆管、小型注浆管、箍紧装置、手动式阀门。该施工装置设有用于固定在待处理单桩基础基础底板底部周围布置，该装置有由阀门控制的浆体通道，所述浆体通道与底表面的若干个用于向海床内部注入浆体的小型注浆管连通，用以填补被海水冲刷的余空位置；沿待处理的单桩基础底板四周布置。该施工装置是基于海水局部冲刷形成倒锥形冲刷坑的修复作用，且小型注浆管由手动式阀门控制开关，注浆材料采用处理过的海相淤泥土，该装置操作简单，造价低廉，减少污染，且处理效果好。技术研发人员：吴燕开,许美玲,王世鑫,刘金忠,彭亚男,郝润民受保护的技术使用者：山东科技大学技术研发日：技术公布日：2024/9/2