一种带下浮体的海洋平台插桩区域扫测方法技术

本发明专利技术公开了一种带下浮体的海洋平台插桩区域扫测方法，它涉及海洋工程平台技术领域。综合应用多种海底扫测和地质探测方法进行插桩区域扫测，具体为：针对桩靴区域，采用打孔法，钻孔深度为25‑30m，取得土质信息，计算桩腿入泥深度；针对下浮体坐底区域，先采用海床扫描，扫描出海床表面的地形形势；对于地势平缓区域，采用多点打孔法，钻孔深度大于5m，取得土质信息，计算下浮体入泥深度；用浅剖面法分析规定深度的浅层海底地质，对异物进行清理，如清理工程量大，则更换新的地点重新进行扫测。本发明专利技术的优点在于：能够针对不同的区域采用不同的方法进行扫测，对不同区域分别进行分析，确定是否满足插桩需求，保证插拔桩试验的安全可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种带下浮体的海洋平台插桩区域扫测方法
本专利技术涉及海洋工程平台
，具体涉及一种带下浮体的海洋平台插桩区域扫测方法。
技术介绍
海洋平台主要指自升式海洋平台、半潜式海洋平台、钻井船及其他平台等。自升式海洋平台主要由沉垫、桩腿、升降装置、平台等组成，其中，桩腿是自升式平台的立柱，它除起立柱作用外，还起平台升降时的导向及升降作用。自升下浮式海上风电安装平台，是一种与传统的插桩式平台不一样的插桩平台，如申请号201721469034.0中公开的一种坐底自升式风电打桩船船，它的形式介于桩腿式和沉垫式平台之间，带有下浮体和四个桩靴，下浮体与桩腿依靠锁紧机构锁紧，其桩靴和下浮体分别分摊一部分的承载力，其作业方式是这样考虑的：首先桩腿承受一定的预压力，然后桩腿和下浮体锁紧，同时承受压力，当承载力等于主船体的重力时，主船体就可以抬升了。平台在投入使用之前要进行全船插拔桩试验以验证插拔桩的性能，如抬升能力、效率等，为了保证试验的安全可靠，一般平台在进行插拔桩试验之前要进行海底状况扫测。传统的插桩区域海底状况扫测方法是在桩腿插桩区域进行打孔。如每一腿的桩靴是三角型的，一般打三个孔，孔深按照插拔桩计算的深度进行，矩形的一般打四个孔，打孔后测量水底的地质情况，经过标准的插桩计算，就可以获得入泥的深度。常规平台的桩靴，受力面积小，且桩靴区域的分舱较多，不惧破舱，因此常规平台的插拔桩试验时的海底扫测，只需要使用标贯打孔法，在桩靴位置打孔，然后使用工程地质算法，根据桩靴的承载力算出桩腿、桩靴的入泥深度即可。但是常规的海底状况扫测工艺不适合有坐底下浮体的插桩式平台。有坐底下浮体的插桩式平台，其桩靴区域入泥深，可达20-30m，其下浮体区域入泥浅，仅3-4m，且坐底区域较广，受力范围内仅一个舱，破舱风险较大，因此需要一种比较可靠的海底扫测方法，一方面可以扫测浅表范围内海底土质状况，另一方面，要能够区别较大异物，来规避坐底时破舱的风险。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种带下浮体的海洋平台插桩区域扫测方法，能够针对不同的区域采用不同的方法进行扫测，对不同区域分别进行分析，确定是否满足插桩需求，保证插拔桩试验的安全可靠。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：针对带下浮体的海洋平台的结构和操作方式，将打孔法、浅剖面法和浅震法的地质分析方法进行结合，综合应用多种海底扫测和地质探测方法进行插桩区域扫测，具体如下：S1、海床扫描，以获得初步符合插桩的水底地貌：采用海床扫描，扫描出海床表面的地形形势，对于高低落差大或者有较多深坑的区域，会导致坐底面积不够或者偏载，则需要直接排除；对于地势平缓区域，继续进行下一步扫测工作；S2、采用打孔法，获得水底地质特性：S2.1、针对桩靴区域，采用单点打孔法，由于接触面积小，入泥深度高，需要打较深的孔，钻孔深度为25-30m，取得土质信息，计算桩腿入泥深度，确定此区域是否符合桩腿的打桩需求；S2.2、针对下浮体坐底区域，由于坐底面积较大，插入淤泥的深度不多，下浮体入泥深度不超过4m，为准确获得下浮体入泥深度，采用多点打孔法，钻孔深度大于5m，采集土质信息，计算下浮体入泥深度，确定此区域是否符合下浮体的入泥需求；S3、测算，获得插桩深度：根据地质特性，测算桩腿、桩靴的桩基受力特性，测算下浮体的受力特性，预估桩腿入泥深度和下浮体入泥深度；S4、采用浅剖面法分析浅层海底地质：求得坐底深度后，用浅剖面法扫测水底淤泥中异物和障碍物，分析规定深度的浅层海底地质，分析浅层海底地质时，如探测出异物，无法有效获取障碍物大小，则采用浅震法得出异物大小，对异物进行清理，如清理工程量大，则更换新的地点重新进行扫测。进一步地，所述步骤S1中，海床扫描的落差不超过3m，单向倾斜度不大于0.5度。进一步地，所述步骤S2中，桩靴区域钻孔时，钻孔点数为每个桩腿2个，沿平台长度方向成十字交叉布置。进一步地，所述步骤S2中，下浮体坐底区域钻孔时，钻孔点数大于9个。本专利技术的优点在于：将打孔法、浅剖面法和浅震法结合，综合应用多种海底扫测和地质探测方法，针对实际的工作情况进行有序扫测，通过扫测、打孔、计算、浅剖的工程分析模式，保证插拔桩试验的安全可靠可行，对同类具有沉垫或下浮体的结构，可以进行坐底工作的水工结构物和海工船舶的建造，具有重要参考价值。具体实施方式下面对本专利技术作进一步详细的说明。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本专利技术进行进一步详细说明。下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。本具体实施方式采用如下技术方案：针对带下浮体的海洋平台的结构和操作方式，将打孔法、浅剖面法和浅震法的地质分析方法进行结合，综合应用多种海底扫测和地质探测方法进行插桩区域扫测，合理选取下浮体坐底作业的地点，下浮体在海床的坐底面积为3600平方米，务必保证下浮体坐底角度不能超过0.3度，最多可放宽至0.5度，若表层为淤泥可作特殊考虑，需对坐底作业区域进行地质勘探，具体如下：S1、海床扫描，以获得初步符合插桩的水底地貌：采用海床扫描，扫描出海床表面的地形形势，对于高低落差大或者有较多深坑的区域，会导致坐底面积不够或者偏载，则需要直接排除；对于地势平缓区域，继续进行下一步扫测工作，海床扫描的落差不超过3m，单向倾斜度不大于0.5度，实施例中，对2500T风电安装船附近水域水下地形情况进行扫描，水下地形测量及旁扫声呐扫测范围为上下游长约130.0m，宽约80.0m，水域测量面积约10400m2，海床面及以下5m范围内剖面测量，数据采集时，按照布设的测线进行测量，船只航速、航向保持稳定，航速4.0Kn左右，以保证测区到达100%以上全覆盖，数据采集工作站进行数字记录。S2、采用打孔法，获得水底地质特性：S2.1、针对桩靴区域，在4根桩腿入泥处采用单点打孔法，由于接触面积小，入泥深度高，需要打较深的孔，钻孔深度为25-30m，钻孔时，钻孔点数为每个桩腿2个，共8个，沿平台长度方向成十字交叉布置，提供详细的分层土壤的数据报告，取得土质信息，计算桩腿入泥深度，确定此区域是否符合桩腿的打桩需求，插桩作业地点的水深高潮位时不小于12米，低潮位时不小于9米。S2.2、针对下浮体坐底区域，由于坐底面积较大，约50m*48m的面积区域，插入淤泥的深度不多，下浮体入泥深度不超过4m，为准确获得下浮体入泥深度，采用多点打孔法，钻孔深度大于5m，钻孔时，钻孔点数为11个点，提供详细的分层土壤的数据报告，取得土质信息，计算下浮体入泥深度，确定此区域是否符合下浮体的入泥需求。采用勘察船进行钻探，勘探点放样定位根据设计布置的钻孔坐标采用GPS来进行，各勘探点类型、坐标、高程及孔深见下表1。表1：勘探点类型、坐标、高程、孔深一览表，其中Z1-8为桩靴区域的8个钻孔，S1-11为下浮体坐底区域的11个钻孔。钻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带下浮体的海洋平台插桩区域扫测方法，其特征在于：针对带下浮体的海洋平台的结构和操作方式，将打孔法、浅剖面法和浅震法的地质分析方法进行结合，综合应用多种海底扫测和地质探测方法进行插桩区域扫测，具体如下：/nS1、海床扫描，以获得初步符合插桩的水底地貌：采用海床扫描，扫描出海床表面的地形形势，对于高低落差大或者有较多深坑的区域，会导致坐底面积不够或者偏载，则需要直接排除；对于地势平缓区域，继续进行下一步扫测工作；/nS2、采用打孔法，获得水底地质特性：/nS2.1、针对桩靴区域，采用单点打孔法，由于接触面积小，入泥深度高，需要打较深的孔，钻孔深度为25-30m，取得土质信息，计算桩腿入泥深度，确定此区域是否符合桩腿的打桩需求；/nS2.2、针对下浮体坐底区域，由于坐底面积较大，插入淤泥的深度不多，下浮体入泥深度不超过4m，为准确获得下浮体入泥深度，采用多点打孔法，钻孔深度大于5m，采集土质信息，计算下浮体入泥深度，确定此区域是否符合下浮体的入泥需求；/nS3、测算，获得插桩深度：根据地质特性，测算桩腿、桩靴的桩基受力特性，测算下浮体的受力特性，预估桩腿入泥深度和下浮体入泥深度；/nS4、采用浅剖面法分析浅层海底地质：求得坐底深度后，用浅剖面法扫测水底淤泥中异物和障碍物，分析规定深度的浅层海底地质，分析浅层海底地质时，如探测出异物，无法有效获取障碍物大小，则采用浅震法得出异物大小，对异物进行清理，如清理工程量大，则更换新的地点重新进行扫测。/n...

【技术特征摘要】
1.一种带下浮体的海洋平台插桩区域扫测方法，其特征在于：针对带下浮体的海洋平台的结构和操作方式，将打孔法、浅剖面法和浅震法的地质分析方法进行结合，综合应用多种海底扫测和地质探测方法进行插桩区域扫测，具体如下：
S1、海床扫描，以获得初步符合插桩的水底地貌：采用海床扫描，扫描出海床表面的地形形势，对于高低落差大或者有较多深坑的区域，会导致坐底面积不够或者偏载，则需要直接排除；对于地势平缓区域，继续进行下一步扫测工作；
S2、采用打孔法，获得水底地质特性：
S2.1、针对桩靴区域，采用单点打孔法，由于接触面积小，入泥深度高，需要打较深的孔，钻孔深度为25-30m，取得土质信息，计算桩腿入泥深度，确定此区域是否符合桩腿的打桩需求；
S2.2、针对下浮体坐底区域，由于坐底面积较大，插入淤泥的深度不多，下浮体入泥深度不超过4m，为准确获得下浮体入泥深度，采用多点打孔法，钻孔深度大于5m，采集土质信息，计算下浮体入泥深度，确定此区域是否符合下浮体的入泥需求；
S3、测...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜仕忠，宋玉甫，董晶晶，施海滨，晁世方，刘国军，陈新华，王秋松，田云，龚兵，李杰，张建华，
申请(专利权)人：上海振华重工启东海洋工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32