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新型海上风电桩基础抗冲刷固化土防护技术

成果类型:: 发明专利,实用新型专利,新技术

发布时间: 2023-11-29 15:21:08

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 孙孟佳 | 2023-11-29 15:21:08

海上风电桩在长期使用过程中,其水下部分受浪流的不断掏蚀,周边形成冲刷坑,进而影响风机的稳定性,产生巨大隐患。传统的防冲刷措施主要以抛石、抛砂被、砼连锁排和仿生水草等手段为主,存在资源浪费大、环境破坏严重、实施风险及难度大、施工时易对海缆、桩基或风机叶片造成损伤、防护结构与桩基、海缆、海床等贴合性差、易形成空隙或软弱面、防护周期短、后期修补施工难度大、费用高等弊端。 我公司以海上超大直径单桩基础的抗冲刷防护难题为主线,从无机复合型固化材料的研发与应用、淤泥的资源化利用、便捷式管道泵送系统的研制以及高含水率海洋淤泥固化土液固转变等技术难题入手进行科研及应用攻关,创新性的制备高含水率、流动状态的固化土,从而得到一种节能的环保型高性能淤泥“固化土”。 本产品在早期呈现高流动性,可在施工单位的应用过程中直接液态泵送至水下应用并保持海下施工水流环境中自身流态的稳定性,硬化后(液态转固态)具有强抗冲刷性等优秀土工指标,并可围绕冲坑形态自然贴合成型,是一种半刚半韧性的环保型产品,可在减少自然资源消耗的同时,利用废弃淤泥,以还原于原生态的防护方式解决桩基础的防冲刷问题。

1、创新研发可满足海底构筑物抗冲刷安全防护要求的高流态、高粘聚力的半刚半柔性材料( 淤泥固化土)。2、利用高含水率淤泥固化土进行桩基防护,满足防护材料与海床和桩壁软接触,解决传统抛石、抛砂袋施工中碰撞桩壁和海缆的施工风险。3、突破泥浆流动性保持控制技术、超高含水率淤泥固化土液态快速转固态控制技术等核心关键技术,防护效果较传统防护手段提升至少一倍以上。4、创新采用基于淤泥固化土从流态转为固态的形态变化特点的全新产品应用方案,开发应用国内首创的集成船上制备及水下泵送的海上移动式生产装备系统。该套设备系统可实现高流态淤泥固化土泥浆制备、自动拌合、水下泵送等全流程一体化进行,为国内首创。5、实现淤泥的资源化利用,形成高含水率淤泥质工程新材料,彻底弥补传统海底抗冲刷技术的各类缺陷。

海上风能因其巨大的社会和环保效益被列为国家能源重点发展方向。根据国家能源局《全国海上风电开发建设方案(2014-2016)》,44个海上风电项目列入方案,总容量超过1000万千瓦。据预测,我国未来海上风电的市场规模将超过5000亿。大直径单桩基础由于结构简单、受力明确且适用性强,是海上风电的首选基础形式,因此该项目具有巨大的应用前景和经济效益。

钟天雪,男,高级工程师,任公司董事长。具备多年淤泥固化核心技术的研究及工程化实践经验,累计获授权专利37项,其中发明专利10项。 汪潇,女,高级工程师,任公司副总裁兼研发中心总监。主导并带领团队开发出国内首款高含水率淤泥固化土产品,突破了高含水率(含水率150%)淤泥无法直接快速固化的国际技术瓶颈,首创将固化土应用在海上构筑物抗冲刷防护领域,突破水下吹填关键技术及常规固化土无法液态施工和水下灌注使用等不足,填补了国内外空白,相关技术成果经中国电机工程学会鉴定为国际领先、国际先进水平。

本成果已应用于我国江苏、河北、广东等海域的10余个海上风电场建设项目,建设水深10-40m,累计施工超大直径单桩232根。大直径单桩基础由于结构简单、受力明确且适用性强,是海上风电的首选基础形式,因此该项目具有巨大的应用前景和经济效益。

拟通过合作开发、技术咨询、技术服务、股权融资等形式开展更大范围的转化推广应用。