自升式平臺船在粉砂質(zhì)地質(zhì)海域防沖刷措施

張成芹，王俊杰，包彩虹

（1.中交第三航務(wù)工程局有限公司，上海 200032；2.中交三航（上海）新能源工程有限公司，上海 200137）

0 引言

海上風(fēng)電場風(fēng)機(jī)安裝施工中，利用自升式平臺船進(jìn)行分體式安裝風(fēng)機(jī)是常用的施工工藝。其通過抬升系統(tǒng)將樁腿插入海底，并將船體升離水面，以消除海浪影響，從而為安裝施工提供平穩(wěn)的工作平臺[1]，達(dá)到吊裝過程中最大限度保護(hù)風(fēng)機(jī)部件的目的。相較于整體安裝方法，利用自升式平臺船進(jìn)行分體安裝的工藝可以減小風(fēng)浪對安裝過程的影響，海域適應(yīng)性更強(qiáng)，安裝效率更高。

江蘇中部沿海海域海底表層土質(zhì)為中密實(shí)的粉砂質(zhì)細(xì)砂和砂質(zhì)粉砂，俗稱“鐵板砂”，自升式平臺船在該海域施工中，由于沖刷引發(fā)樁靴掏空現(xiàn)象，導(dǎo)致承載力下降或平臺失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)。本文針對自升式平臺船在粉砂質(zhì)地質(zhì)海域施工中預(yù)防與控制沖刷的措施進(jìn)行探討，保證自升式平臺船施工安全，發(fā)揮其施工能力。

1 沖刷機(jī)理及危害

外海波浪自深海進(jìn)入淺水時(shí)，隨著水深變淺，底摩擦作用增強(qiáng)，波浪開始明顯作用于海底部泥沙。而粉砂質(zhì)海域海底土表層為粉砂層，顆粒間黏結(jié)力較小，抗剪切能力較弱，易受波浪擾動(dòng)。同時(shí)自升式平臺船在粉砂質(zhì)海域施工，樁腿插入海底后，改變了此區(qū)域原來的水動(dòng)力條件，在樁腿前方形成二次流并在其周圍形成漩渦[2]，使樁腿周圍流速加快，形成了“波浪掀沙、水流輸沙”的泥沙沖刷運(yùn)動(dòng)格局。

沖刷深度隨時(shí)間的變化過程可分為3個(gè)階段，即初始段、發(fā)展段和平衡段。……