[发明专利]多功能沉箱基础结构及其埋深控制方法

说明书

本发明公开了一种多功能沉箱基础结构及其埋深控制方法，其多功能沉箱基础结构的技术方案要点是，对本发明的围堰式沉箱基础结构内部设有压载舱及排泥孔，底部内侧和外侧设置两圈短裙板，在两圈短裙板包围的区内设置多个分布式排泥孔，在围堰上侧面设有3根或4根立柱，本发明的井筒式沉箱内设有多功能舱和沉砂池，在其底部外侧板设有一圈超短裙板，在超短裙板包围的区内设置1个上下贯通的中心井筒，作为将井筒式沉箱埋入海底的排泥工作通道。埋深控制方法技术方案要点是，采用在围堰沉箱内增加固体压载重量与在排泥孔内放入高压水枪和气举吸泥管清除围堰沉箱底下砂土的方法调控埋深。

技术领域

本发明涉及海洋技术领域,更具体地说，它涉及一种多功能沉箱基础结构及其埋深控制方法。

背景技术

国内外现有各种深水沉箱基础结构的底板都是直接坐落在海床表面。对地基表层存在较厚淤泥的沉箱基础结构，基本都是采用长裙板或打桩支承设计方案。此类沉箱基础结构的设计建造技术存在主要问题是：沉箱主体结构全都暴露在海水中，受海流及波浪各种环境荷载冲击影响特别大。为了减轻环境荷载影响，需要限制沉箱高度。但是沉箱高度较矮，沉箱底部面积较大，使得沉箱插入海淀的难度增大。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种多功能沉箱基础结构，用于支撑各种移动式海洋工程设施的上部结构及设备，用于解决各种海上边际油田独立开发的储油技术难题。为了降低工程投资，要求每一套多功能沉箱基础结构都能在普通干船坞内完成整体组装建造，能在水深10米左右的航道上直立自浮拖航，能在多功能沉箱主体结构的自重及各种压载物共同作用下快速安装坐落到具有足够承载能力的海底地基土层上，并能在主体结构安全坐落海底后将储油沉箱深埋海底。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种多功能沉箱基础结构，包括圈闭式的围堰沉箱，围堰沉箱内设有固体和液体用的混合压载舱，在围堰沉箱的内侧板底部和外侧板底部向下延伸设置成两圈短裙板，在两圈短裙板包围的环绕区间内设置有多个排泥孔，围堰沉箱上设置3根或4根立柱。

通过采用上述技术方案，上述排泥孔的主要功能是作为排放围堰沉箱底下地基土层中的淤泥及孔隙水的通道，高压水枪和气举吸泥管伸入排泥孔，将泥砂排出，使得围堰沉箱更易埋入海底；排泥孔也可以作为调控围堰沉箱基础埋深施工阶段使用工具和输送砂土的通道。排泥孔的内径及其中心间距尺寸可在工程设计阶段，根据可能获得用于调整围堰式沉箱埋深的高压水枪和气举吸泥管的规格尺寸优化设计确定。

较佳的，在围堰沉箱内侧空间插有井筒沉箱，井筒沉箱内部设有沉砂池和用于储存油、气或水的多功能舱，以及上下贯通的中心井筒，井筒沉箱外侧板的下边缘固定一圈超短裙板。

通过采用上述技术方案，中心井筒的主要功能是作为将井筒沉箱埋入海底施工阶段同时使用多组高压水枪和气举吸泥管作业所需的通道。待完成井筒沉箱埋深工作任务后，还可以在中心井筒内安装一些水下生产装备。中心井筒的形状和规格尺寸主要由实际工程项目计划使用的水下生产装备的形状和规格尺寸确定。

这种多功能沉箱基础结构，能用于支撑各种海洋工程平台上部结构及设备，也能在普通干船坞内组装建造，能在水深10米左右的航道上拖航，能在围堰沉箱的结构自重、固体压载和海水压载的共同作用下快速安装坐落到具有足够承载能力的地基土层上，能依托围堰沉箱的导向扶正作用将井筒沉箱深埋海底，能提供满足各种海上边际油田独立开发所需的储油舱。

较佳的，短裙板的高度1-4米，超短裙板的高度范围0.5-2米；

排泥孔垂直布置，排泥孔的数量至少三十个，排泥孔的内径范围1-3米，相邻排泥孔的中心间距为5-15米，中心井筒横截面为边长5-16米的正方形或为直径5-16米的圆形结构。