專利名稱：預制式海上固定平臺及安裝方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種海上平臺技術，尤其是涉及可以快速布設在島礁、暗礁及沙灘上的固定式海上平臺及其安裝方法。
背景技術：
隨著對海洋開發(fā)利用的不斷進行，作業(yè)人員及裝備需要在遠?；驆u礁附近做長時間的停留，因此需要搭建固定式的作業(yè)平臺或補給平臺。常見的施工方法包括兩種，第一種是預先設置鋼結構的浮島平臺或沉箱平臺，通過拖船拖曳至作業(yè)處，浮島平臺用船錨系留或打樁方式固定在海上，沉箱平臺用半潛坐底方式沉在水底，然后再在露出水面的平臺上搭建作業(yè)或補給所需的上層建筑物。這種鋼結構的浮島平臺或沉箱平臺的構建周期長，投資大，浮島平臺固定時需要一定的水深，不能直接固定在島礁或沙灘上，穩(wěn)定性差，進行海上系留或打樁固定的施工難度高；而沉箱平臺的坐底操作復雜，地基找平的施工難度高。另一種施工方法是將構建作業(yè)平臺所需的建筑材料及設備通過補給船運送至施工場地，在現(xiàn)場直接進行地基開挖及構筑，然后在地基上進行混凝土澆筑或鋼結構設置，完成作業(yè)平臺或補給平臺的施工。這種方式對施工現(xiàn)場的海洋環(huán)境會造成不可逆的破壞，施工過程受氣候影響較大，此外建筑材料的運輸比較困難，導致建筑周期長，成本高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種可以快速建造、快速固定設置的預制式海上固定平臺。本發(fā)明的另一目的是提供一種預制式海上固定平臺的安裝方法。本發(fā)明的技術解決方案是:一種預制式海上固定平臺，包括預制的平臺主體，所述主體內通過隔艙壁分隔設置有若干個水密艙、壓載艙和礫石艙，其中壓載艙位于所述主體的底部，水密艙位于壓載艙上方，礫石艙底部設有與所述主體外相通的礫石通道，沿所述主體周邊分別設有若干個定位裝置，每個定位裝置上分別設有可向下延伸至所述主體底部外的定位樁。平臺的主體結構可以通過預制方式制成，其內部空間用隔艙壁分隔成多個壓載艙、水密艙以及礫石艙，水密艙可用于裝載淡水、燃油或設備，壓載艙在拖曳前為中空腔體，可以提供海上航行所需的浮力，安裝時，可以向壓載艙內注水，使主體沉底，作為固定平臺使用。礫石艙內用于存放平整填充地基用的礫石，可以在拖曳前在礫石艙內裝載礫石，也可在主體安裝時再向礫石艙內裝載礫石。定位裝置沿主體周邊設置，當定位樁延伸出主體底部外并插入地基時，可將主體離地支撐住，保留主體底部與地基之間的間隙，用于填充礫石找平，主體沉底時，定位樁還可以起到定位導向作用，平臺主體安裝完成后，定位樁還可以起到抗滑動的作用?？梢钥焖僬移降鼗?，平臺主體沉底定位準確，方便快速設置在島礁、暗礁或沙灘上，施工方便，固定牢固。在所述主體上設有若干貫通的預留孔，在預留孔內設置吸力樁或打壓樁。通過預留孔向地基內打入吸力樁或打壓樁，使主體更牢固的固定在地基上，尤其是適合在軟質地基上使用。所述定位裝置上設有調整所述定位樁底部延伸出所述主體底部長度的調節(jié)設備。通過調節(jié)設備調整定位樁延伸出主體底部的高度，起到調整主體與地基間隙的作用，使主體始終保持水平狀態(tài)。在所述主體底部的所述礫石通道呈喇叭口型。方便礫石向周邊散落，增加礫石層與主體底部的接觸面積。所述主體為鋼筋混凝土預制結構。成型快，施工時間短，制造成本低。本發(fā)明的另一個技術解決方案是:一種預制式海上固定平臺的安裝方法，它包括以下步驟:1)、臨時定位步驟:利用島礁凸起礁石作為支點，通過卷揚機在高潮位時將平臺主體拖曳至施工預設位置，利用低潮位或在壓載艙內注水的方法，使主體底部接觸地基表面；通過定位樁將主體臨時固定在地基上；2)、沉底調平步驟:控制各定位樁延伸出主體底部的長度，調整主體坐底的位置及水平度；3)、沉底固定步驟:將礫石艙內的礫石通過礫石通道排出，填充地基表面和主體底部之間空隙，完成預制式海上固定平臺的固定。平臺主體被拖曳至施工預設位置上，先向壓載艙內注水，使其主體底部接觸地基表面，然后通過定位裝置調整各定位樁延伸的長度，使主體保持水平，并調整至合適的位置上，此時地基表面與主體底部之間的部分區(qū)域會存在間隙，打開相應位置上的礫石艙門，使礫石沿礫石通道排出，填充地基表面與主體底部之間的空隙，實現(xiàn)地基的找平，同時將平臺主體穩(wěn)定的支撐在地基表面上，實現(xiàn)了快速的固定。施工中，可以快速找平地基，平臺主體沉底定位準確，方便設置在島礁、暗礁或沙灘上，施工方便，固定牢固。在沉底固定步驟中，還包括通過振動或局部爆破方法對礫石層整平的步驟。起到密實地基、穩(wěn)定基礎位置的作用。在沉底固定步驟中，還包括從預留孔內設置吸力樁或打壓樁進行固定的步驟。通過設置吸力樁或打壓樁使主體更牢固的固定在地基上，適用于在軟質地基上施工的環(huán)境。在所述臨時定位步驟前，還包括用珊瑚砂預處理地基的步驟。當?shù)鼗砻嫫秸容^差時，用珊瑚砂預處理地基，調整地基表面的平整度，方便平臺主體的固定平穩(wěn)。在所述臨時定位步驟前，還包括用爆炸方式精密處理地基的步驟。當?shù)鼗休d力較弱時，通過爆炸方式對地基進行密實，有利于平臺主體固定的穩(wěn)定性。本發(fā)明的優(yōu)點是:主體結構牢固，制造成本低，地基找平容易，平整度高，沉底固定定位準確，方便快速設置在島礁、暗礁或沙灘上，施工容易，固定牢固。


附圖1為本發(fā)明實施例的結構示意圖；附圖2為圖1中A-A向的剖視圖；附圖3為圖1中B-B向的剖視圖；附圖4為圖2中C部的放大圖；附圖5為本發(fā)明實施例的固定方式示意圖；1、主體，2、隔艙壁，3、壓載艙，4、水密艙，5、礫石艙，6、礫石通道，7、樁孔，8、定位樁，9、固定柱，10、夾緊器，11、滑輪，12、鋼纜，13、進水閥門，14、礫石，15、地基，16、預留孔，17、連接部，18、吸力樁。
具體實施例方式實施例:參閱圖1-4，為一種預制式海上固定平臺，包括預制的平臺主體1，在主體I內通過隔艙壁2分隔設置有若干個水密艙4、壓載艙3和礫石艙5和預留孔16，其中壓載艙3位于主體I的底部,水密艙4位于壓載艙3的上方，礫石艙5底部設有與主體I外相通的呈喇叭口型的礫石通道6，沿主體I周邊分別設有若干個定位裝置，每個定位裝置上包括可延伸至主體I底部外的定位樁8以及可調整定位樁8延伸出主體I底部長度的調節(jié)設備,該調節(jié)設備包括設置在主體I上的樁孔7、滑輪11、鋼纜12以及設置在樁孔7頂部兩側平臺上的固定柱9和夾緊器10，定位樁8可沿樁孔7滑動，滑輪11設置在定位樁8的頂部，鋼纜12的一端連接在固定柱9上，另一端繞過滑輪11連接在夾緊器10上，通過調整夾緊器10，控制鋼纜12的相對長度，實現(xiàn)調整定位樁8延伸出主體I底部的長度。預留孔16內設有吸力樁18或打壓樁。本實施例中，主體I為鋼筋混凝土預制結構，可以通過模板形成隔艙壁2，澆筑混凝土成型。也可以使用鋼結構設置。定位樁8可以采用鋼樁，也可采用混凝土樁等其他結構樁。預留孔16內設有連接部17，吸力樁18固設在連接部17上，吸力樁18可開口朝下的插入地基15內?！N預制式海上固定平臺的安裝方法，它包括以下步驟:1、進行現(xiàn)場地質調查，對地基15做相應預處理，如果地基15表面平整度較差，選用珊瑚砂對地基15表面進行預處理，如果地基15的承載較弱，可用爆炸方法對地基15進行緊密處理。2、臨時定位步驟:利用島礁凸起礁石作為支點，通過卷揚機在高潮位時將平臺主體I拖曳至施工預設位置，利用低潮位或打開進水閥13，向壓載艙3內注水，使主體I底部接觸地基15表面，利用主體I的重力臨時固定在地基15上；3、沉底調平步驟:使用夾緊器10調整鋼纜12的相對長度，控制主體I周邊各處的定位樁8延伸出主體I底部外的長度，從而調整主體I的水平度；如果地基15的平整度高，定位樁8的延伸長度就短，或者只使用部分位置的定位樁8，此時主體I底部部分區(qū)域與地基15接觸，部分區(qū)域與地基15之間不接觸，如果地基15平整度不高，為保證主體I的水平，也可以調高主體1，使其底部暫時離開地基15的表面；4、沉底固定步驟:將礫石艙5內的礫石14通過礫石通道6排出，填充地基15表面和主體I底部之間的空隙；通過振動或局部爆破使礫石層均勻密實；再通過預留孔16設置吸力樁18或打壓樁，加強固定，完成預制式海上固定平臺的固定。在地基15承載力較大，且地勢平坦、坡度不大的位置上，可以使主體I直接沉底固定在天然的地基15上，依靠主體I自身重力或內容壓載物的重量保持平臺主體I的平穩(wěn)。但實際的地基15往往是凸凹不平的，或者存在大小不等的障礙物，主體I底部與地基15的接觸不可能良好，在主體I底部上會產生較大的應力，因此需要使用礫石14填充地基15表面不平整之處。礫石4的承載力大，對主體I的支撐效果好于珊瑚砂。礫石14可以預先放置在礫石艙5內隨著主體I 一起拖曳，也可以另外設置運輸船只將礫石14運至現(xiàn)場，通過礫石艙5的礫石通道6落下。
當平臺主體I沉放于地基15上就位時，平臺主體I的自重可將吸力樁18的底端壓入泥中一定深度并形成底端密封，用泵抽汲使吸力樁18內外產生壓力差，可將吸力樁壓入泥中直至到達預定深度，完成沉放就位后，吸力樁18中的壓力差會隨水在土中的滲透而逐漸消失；可用于平臺主體I在軟地基上的固定，也可用于遠海碼頭及棧橋的支撐結構。吸力樁18安裝就位后可采用榫的方式與主體I固定，其上用混凝土澆筑永固。在預留孔16內可直接通過打樁機打入打壓樁，并用混凝土澆筑預留孔16后實現(xiàn)永固。上列詳細說明是針對本發(fā)明之一可行實施例的具體說明，該實施例并非用以限制本發(fā)明的專利范圍，凡未脫離本發(fā)明所為的等效實施或變更，均應包含于本案的專利范圍中。
權利要求
1.一種預制式海上固定平臺，包括預制的平臺主體，其特征在于:所述主體內通過隔艙壁分隔設置有若干個水密艙、壓載艙和礫石艙，其中壓載艙位于所述主體的底部，水密艙位于壓載艙上方，礫石艙底部設有與所述主體外相通的礫石通道，沿所述主體周邊分別設有若干個定位裝置，每個定位裝置上分別設有可向下延伸至所述主體底部外的定位樁。
2.根據(jù)權利要求1所述的預制式海上固定平臺，其特征在于:在所述主體上設有若干貫通的預留孔，在預留孔內設置吸力樁或打壓樁。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的預制式海上固定平臺，其特征在于:所述定位裝置上設有調整所述定位樁底部延伸出所述主體底部長度的調節(jié)設備。
4.根據(jù)權利要求3所述的預制式海上固定平臺，其特征在于:在所述主體底部的所述礫石通道呈喇叭口型。
5.根據(jù)權利要求4所述的預制式海上固定平臺，其特征在于:所述主體為鋼筋混凝土預制結構。
6.一種預制式海上固定平臺的安裝方法，其特征在于:它包括以下步驟: 1)、臨時定位步驟:利用島礁凸起礁石作為支點，通過卷揚機在高潮位時將平臺主體拖曳至施工預設位置，利用低潮位或在壓載艙內注水的方法，使主體底部接觸地基表面；通過定位樁將主體臨時固定在地基上； 2)、沉底調平步驟:控制各定位樁延伸出主體底部的長度，調整主體坐底的位置及水平度； 3)、沉底固定步驟:將礫石艙內的礫石通過礫石通道排出，填充地基表面和主體底部之間空隙，完成預制式海上固定平臺的固定。
7.根據(jù)權利要求6所述的預制式海上固定平臺的安裝方法，其特征在于:在沉底固定步驟中，還包括通過振動或局部爆破方法對礫石層整平的步驟。
8.根據(jù)權利要求6所述的預制式海上固定平臺的安裝方法，其特征在于:在沉底固定步驟中，還包括從預留孔內設置吸力樁或打壓樁進行固定的步驟。
9.根據(jù)權利要求7或8所述的預制式海上固定平臺的安裝方法，其特征在于:在所述臨時定位步驟前，還包括用珊瑚砂預處理地基的步驟。
10.根據(jù)權利要求7或8所述的預制式海上固定平臺的安裝方法，其特征在于:在所述臨時定位步驟前，還包括用爆炸方式精密處理地基的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種預制式海上固定平臺及安裝方法，它包括以下步驟1)臨時定位步驟利用島礁凸起礁石作為支點，通過卷揚機在高潮位時將平臺主體拖曳至施工預設位置，利用低潮位或在壓載艙內注水的方法，使主體底部接觸地基表面；通過定位樁將主體臨時固定在地基上；2)沉底調平步驟控制各定位樁延伸出主體底部的長度，調整主體坐底的位置及水平度；3)沉底固定步驟將礫石艙內的礫石通過礫石通道排出，填充地基表面和主體底部之間空隙，完成預制式海上固定平臺的固定。本發(fā)明的優(yōu)點是主體結構牢固，制造成本低，地基找平容易，平整度高，沉底固定定位準確，方便快速設置在島礁、暗礁或沙灘上，施工容易，固定牢固。
文檔編號E02B17/00GK103103972SQ201310046890
公開日2013年5月15日 申請日期2013年2月5日 優(yōu)先權日2013年2月5日
發(fā)明者丁樺, 盛國強, 沈正, 鄭瑞蕓, 續(xù)珍立 申請人:廣州中國科學院工業(yè)技術研究院