本申请公开了一种模块化海洋基础冲刷防护装置及其安装方法，属于海洋基础防护技术领域，该装置包括多个防护单元，防护单元包括第一定型网、土工布、第二定型网、格栅框架、仿生草以及锚固体，第一定型网、土工布、第二定型网、格栅框架以及仿生草自下而上依次堆叠，锚固体具有第一紧固部和第二紧固部，第一紧固部贯穿防护单元，第二紧固部伸入海床土体以将防护单元与海床土体紧固连接。本申请实现主被动两种防护方式的结合，土工布覆盖的方式为被动防护，利用土工布抵挡海浪的冲击力，从而减小海浪对海洋基础附近的海床土体的冲刷。格栅框架和仿生草构成对海浪的主动防护，扰动海洋基础周围的水流，实现减缓冲刷的目的。实现减缓冲刷的目的。实现减缓冲刷的目的。
【技术实现步骤摘要】
一种模块化海洋基础冲刷防护装置及其安装方法
[0001]本申请属于海洋基础防护
，具体涉及一种模块化海洋基础冲刷防护装置及其安装方法。
技术介绍
[0002]海洋基础是海上风电结构、海洋油气平台的承载体，海洋基础的稳定关乎上部结构全寿命周期的安全运行。但是，海洋基础的存在会扰动基础安装位置处的初始三维流场结构，基础周围水流流速增大、基础邻域土体被冲走，导致基础的裸露段增长，这将会严重降低基础的承载力，威胁海洋构筑物的安全与稳定。为了应对海洋基础周围不可避免的冲刷现象，应采取必要的冲刷防护措施。
[0003]现有海洋基础冲刷防护方法有固化土防护、砂被防护等。固化土防护是将水泥浆液与基础周围土体混合，在海床表面形成硬壳层抵抗水流对海床的剪切作用。该方法使用的水泥浆等化学浆液会污染海洋环境，对海洋底质造成不可逆的影响，服役期后难以恢复海洋环境，此外该方法成本较高，存在过度防护的问题。
[0004]砂被防护是将砂被敷设于海床表面来保护海床不受冲刷影响，并在砂被上放置重物防止砂被被水流冲走；砂被材质一般是土工布，重物一般为砂袋或者抛石。但是，该防护装置的防护寿命有限，一年左右就会发生土工布的卷边、重物被冲走等问题，进而导致冲刷防护失效，这严重威胁海洋构筑物的安全运行，制约了海洋资源的开发进程。
[0005]因此，如何在不破坏海洋环境的基础上，提高防护装置的防护效果以及使用寿命，成为本领域亟待解决的技术问题。
[0006]此外，现有的防护装置在安装施工时，安装难度较大，且当防护装置局部失效后难以补救，需要对防护装置整体进行更换，使用维护极其不便。且防护装置服役结束后回收较困难，容易对海床的生态造成大规模地破坏。
技术实现思路
[0007]本申请提供了一种模块化海洋基础冲刷防护装置及其安装方法，以解决上述技术问题中的至少一个。
[0008]本申请所采用的技术方案为：一种模块化海洋基础冲刷防护装置，包括多个防护单元，所述防护单元拼接构成所述防护装置，所述防护单元包括第一定型网、土工布、第二定型网、格栅框架、仿生草以及锚固体，所述第一定型网、所述土工布、所述第二定型网、所述格栅框架以及所述仿生草自下而上依次堆叠，所述锚固体沿自身轴线方向具有第一紧固部和第二紧固部，所述第一紧固部贯穿所述防护单元，所述第二紧固部伸入海床土体以将所述防护单元与海床土体紧固连接。
[0009]所述土工布的覆盖面积为S1，所述第一定型网和所述第二定型网的覆盖面积为S2，所述格栅框架的覆盖面积为S3，其中，S1＞S2＞S3。
[0010]所述格栅框架朝向所述第二定型网的一侧为平面结构，所述格栅框架背离所述第二定型网的一侧设置有多个朝上凸出的分隔筋，所述分隔筋交错设置且所述分隔筋配合围成沉积槽。
[0011]相邻两个所述分隔筋的交界处具有安装位，所述锚固体固定于所述安装位。
[0012]所述安装位设置有容置槽，所述第一紧固部的部分区域置于所述容置槽内，且所述第一紧固部的上端面不高于所述容置槽的槽壁的上边沿。
[0013]所述仿生草设置于所述分隔筋；或者，所述仿生草设置于所述沉积槽内。
[0014]所述锚固体包括杆体、上螺帽、下螺帽、上锚盘以及下锚盘，所述上螺帽设置于所述杆体的上端，所述下螺帽设置于所述杆体的下端；所述上锚盘以及下锚盘之间形成所述第一紧固部，所述下锚盘和所述下螺帽之间形成所述第二紧固部，所述上锚盘和所述下锚盘的相对侧具有抵顶平面。
[0015]所述格栅框架背离所述第二定型网的一侧具有限位部，所述防护单元的底部还设置有配合部，所述限位部能够与另一个所述防护单元的所述配合部配合，以限制所述格栅框架水平移动。
[0016]所述防护单元包括近端防护模块以及远端防护模块，所述近端防护模块环绕于海洋基础的外周，且所述近端防护模块朝向海洋基础的一侧设置有与海洋基础适配的缺口，所述远端防护模块沿海洋基础的径向设置于所述近端防护模块的外侧。
[0017]本申请还公开了一种模块化海洋基础冲刷防护装置的安装方法，应用上述的模块化海洋基础冲刷防护装置，所述方法包括以下步骤：S1，在陆地生产车间将所述第一定型网、所述土工布、所述第二定型网、所述格栅框架以及所述仿生草自下而上依次堆叠并紧固，组成所述防护单元；S2，将多个所述防护单元上下堆叠，通过悬吊杆穿过各个所述防护单元，将各个所述防护单元悬吊，并运输至施工现场；S3，安装所述锚固体，所述第一定型网、所述第二定型网、所述土工布的覆盖面积大于所述格栅框架的覆盖面积，将所述格栅框架覆盖面积之外的所述土工布和所述第一定型网、所述第二定型网向上折起，使所述格栅框架抵靠海洋基础，通过锤击将所述锚固体的所述第二紧固部压入海床土体，以将所述防护单元固定于海床土体的表面；S4，沿海洋基础的周向安装多个所述防护单元，以使所述防护单元环绕海洋基础；S5，沿海洋基础的径向向外依次安装多组所述防护单元，每组所述防护单元环绕在上一组所述防护单元的外周，每个所述防护单元在安装时，都将所述格栅框架覆盖面积之外的所述土工布和所述第一定型网、所述第二定型网向上折起，以使所述格栅框架与上一组的所述防护单元的所述格栅框架相抵靠；S6，所述防护装置服役结束后，自所述防护装置的外周向靠近海洋基础的方向逐个拆卸所述防护单元。
[0018]由于采用了上述技术方案，本申请所取得的有益效果为：1.本申请利用所述第一定型网、所述第二定型网以及所述格栅框架共同对所述土工布进行夹紧固定，并且利用所述锚固体贯穿所述防护单元以将所述防护单元与海床土体紧固，充分调动深层海床土体的承载力，有效地应对海浪对所述防护装置的冲击作用，使所述防护单元以及所述防护装置更加稳固，提高防护装置的稳定性。在所述锚固体的预紧力作用下，所述格栅框架压紧所述土工布，还使得所述土工布更加平整，减小土工布卷起的风险，提高了土工布的防护寿命以及防护效果。
[0019]此外，本申请还在所述格栅框架的上方设置有所述仿生草，从而实现了主被动两
种防护方式的结合，土工布覆盖的方式为被动防护，利用土工布抵挡海浪、海流的冲击力，从而减小海浪对海洋基础附近的海床土体的冲刷。所述格栅框架和所述仿生草构成对海浪的主动防护，所述格栅框架还围成有沉积槽，所述沉积槽，以及所述仿生草的摆动能够扰动其周围的水流，这些水流与海浪碰撞交汇后，能够缓解海浪、海流的冲击力，从而实现减缓冲刷的目的。由此，当海浪流动经过所述防护装置时，在所述土工布、所述格栅框架以及所述仿生草的作用下，大大缓解了海浪的冲击力，减缓了海浪的动能，从而减小了海洋基础和海洋土体受到的冲击力，提高了冲刷防护效果。
[0020]不仅如此，本申请的所述防护装置包括多个所述防护单元，使得所述防护装置实现模块化，各个防护单元的结构相同，不仅方便了在陆地工厂标准化批量生产加工，并且在安装施工时，仅需将多个所述防护单元拼接即可组成所述防护装置，大大降低了施工难度。当某一个所述防护单元损坏时，还可将该防护单元拆卸并单独进行更换或维修，而无需重新铺设整个所述防护装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种模块化海洋基础冲刷防护装置，包括多个防护单元，所述防护单元拼接构成所述防护装置，其特征在于，所述防护单元包括第一定型网、土工布、第二定型网、格栅框架、仿生草以及锚固体，所述第一定型网、所述土工布、所述第二定型网、所述格栅框架以及所述仿生草自下而上依次堆叠，所述锚固体沿自身轴线方向具有第一紧固部和第二紧固部，所述第一紧固部贯穿所述防护单元，所述第二紧固部伸入海床土体以将所述防护单元与海床土体紧固连接。2.根据权利要求1所述的模块化海洋基础冲刷防护装置，其特征在于，所述土工布的覆盖面积为S1，所述第一定型网和所述第二定型网的覆盖面积为S2，所述格栅框架的覆盖面积为S3，其中，S1＞S2＞S3。3.根据权利要求1所述的模块化海洋基础冲刷防护装置，其特征在于，所述格栅框架朝向所述第二定型网的一侧为平面结构，所述格栅框架背离所述第二定型网的一侧设置有多个朝上凸出的分隔筋，所述分隔筋交错设置且所述分隔筋配合围成沉积槽。4.根据权利要求3所述的模块化海洋基础冲刷防护装置，其特征在于，相邻两个所述分隔筋的交界处具有安装位，所述锚固体固定于所述安装位。5.根据权利要求4所述的模块化海洋基础冲刷防护装置，其特征在于，所述安装位设置有容置槽，所述第一紧固部的部分区域置于所述容置槽内，且所述第一紧固部的上端面不高于所述容置槽的槽壁的上边沿。6.根据权利要求3所述的模块化海洋基础冲刷防护装置，其特征在于，所述仿生草设置于所述分隔筋；或者，所述仿生草设置于所述沉积槽内。7.根据权利要求1所述的模块化海洋基础冲刷防护装置，其特征在于，所述锚固体包括杆体、上螺帽、下螺帽、上锚盘以及下锚盘，所述上螺帽设置于所述杆体的上端，所述下螺帽设置于所述杆体的下端；所述上锚盘以及下锚盘之间形成所述第一紧固部，所述下锚盘和所述下螺帽之间形成所述第二紧固部，所述上锚盘和所述下锚盘的相对侧具有抵顶平面。8.根据权利要求1所述的模块化海洋基础冲刷...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘金忠，陈旭光，杜文博，张雨坤，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：
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