具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

参照图1-11，本实施例提供一种海上风电筒型基础顶部旋进式注浆防冲刷装置，包括混凝土底板2，混凝土底板2底部与海床地基相接触，混凝土底板2底部固接有若干基础筒体3，基础筒体3深入海床地基内部，混凝土底板2顶面固接有单柱1，单柱1两侧壁固接有升降滑轨4，升降滑轨4滑动连接有升降式注浆系统5，升降式注浆系统5底部铰接有若干旋进式注浆管6的一端，旋进式注浆管6另一端套接有滑动式限位系统7，滑动式限位系统7底部与混凝土底板2边部滑动连接。

混凝土底板2与海床地基相接触，混凝土底板2与海床地基有较大的接触面积，用于承载整个海上风力发电系统的压力，混凝土底板2下方的基础筒体3深入海床地基内部用于加固混凝土底板2，混凝土底板2上方的单柱1用于安装海上风力发电系统和升降式注浆系统5，升降式注浆系统5可沿单柱1上下滑动，带动旋进式注浆管6顶部运动，并向旋进式注浆管6提供砂浆，旋进式注浆管6不仅可以在表层地基进行注浆，还可深入海床地基内部进行注浆达到强有力的加固效果，增加了临近冲刷影响范围内地基土的防冲刷效果；滑动式限位系统7可带动旋进式注浆管6底部绕单柱1转动，使旋进式注浆管6在混凝土底板2周边进行注浆作业。

进一步优化方案，升降式注浆系统5包括若干传动滚轮502，传动滚轮502边部与升降滑轨4接触设置，传动滚轮502由可程式电机501提供动力，可程式电机501外壁固接有传动装置保护箱503，传动装置保护箱503外壁固接有注浆系统防护箱504，注浆系统防护箱504顶部开设有浆液注入口505，注浆系统防护箱504底部转动连接有转盘506，旋进式注浆管6顶端与转盘506铰接，旋进式注浆管6穿过转盘506与注浆系统防护箱504内部连通。

升降式注浆系统5中的传动滚轮502与升降滑轨4相配合，由可程式电机501提供动力，使升降式注浆系统5整体可以沿单柱1上下滑动，砂浆通过浆液注入口505注入注浆系统防护箱504中，由于旋进式注浆管6穿过转盘506与注浆系统防护箱504内部连通，砂浆可流入旋进式注浆管6中，转盘506与旋进式注浆管6铰接，以适应旋进式注浆管6下降过程中角度的变化，转盘506边部与减速电机传动(图中未画出)连接，减速电机控制转盘506转动，转盘506带动旋进式注浆管6转动，使旋进式注浆管6绕单柱1做平动，旋进式注浆管6顶部和底部旋转速率相同，使旋进式注浆管6在混凝土底板2周边不同位置进行注浆。

进一步优化方案，旋进式注浆管6包括连接器601，连接器601边部与转盘506铰接，连接器601一端与注浆系统防护箱504内部连通，连接器601另一端固接有互相套接的若干根伸缩式外管602，伸缩式外管602内壁开设有对称设置的内嵌式滑动槽606，内嵌式滑动槽606两侧壁转动连接有若干滑动滚轮607，相邻的两根伸缩式外管602的外壁与滑动滚轮607滑动连接，伸缩式外管602连接处固接有橡胶保护套603，伸缩式外管602中部固接有钻孔组件，伸缩式外管602外壁与滑动式限位系统7套接。

连接器601用于连接注浆系统防护箱504和伸缩式外管602，连接器601可相对于转盘506转动，以适应旋进式注浆管6向下运动时角度的变化，若干根伸缩式外管602组成可伸缩结构，用于深入海床地基内部，橡胶保护套603防止海水进入伸缩式外管602内部，伸缩式外管602内部的钻孔组件用于钻孔和注射砂浆。

进一步优化方案，钻孔组件包括若干根首尾依次连接的旋进式钻杆604，旋进式钻杆604外壁与伸缩式外管602固接，相邻的两根旋进式钻杆604由钻杆延长连接头608可拆卸连接，远离连接器601的旋进式钻杆604端部固接有旋进式钻头609，旋进式钻杆604为中空结构，旋进式钻杆604和旋进式钻头609中轴线处固接有注浆管605，注浆管605一端与连接器601连通，注浆管605另一端与旋进式钻头609连通。砂浆由旋进式钻杆604和旋进式钻头609中心的注浆管605流出，在伸缩式外管602伸长的过程中，不断向伸缩式外管602内部接入旋进式钻杆604，两根旋进式钻杆604由钻杆延长连接头608相互连接。

进一步优化方案，滑动式限位系统7包括限位环703，限位环703内壁与伸缩式外管602套接，限位环703底部转动连接有滑块702，混凝土底板2边部固接有滑轨8，滑块702内壁与滑轨8外壁滑动连接，滑块702边部开设有若干外限位孔704，滑轨8外壁开设有若干内限位孔705，外限位孔704与内限位孔705位置向对应，外限位孔704和内限位孔705共同插接有限位杆706。伸缩式外管602穿过限位环703，当旋进式注浆管6伸长时，伸缩式外管602的外壁沿限位环703滑动，并且滑块702可带动限位环703沿滑轨8滑动，使旋进式注浆管6在不同方向上完成注浆作业，当旋进式注浆管6到达指定注浆位置时，将限位杆706插入到外限位孔704和内限位孔705中，从而将滑块702锁定，有利于注浆作业时旋进式注浆管6的稳定。

一种海上风电筒型基础顶部旋进式注浆防冲刷方法，应用于一种海上风电筒型基础顶部旋进式注浆防冲刷装置，包括以下步骤：

步骤一：确定桶型基础四周待加固区域的基本信息；

步骤二：对基本信息进行离散化处理，获得离散参数；

步骤三：由离散参数计算得出注浆参数。

进一步优化方案，步骤一中的基本信息包括目标注浆宽度S₀、目标注浆深度H₀和注浆压力；步骤二中对目标注浆宽度S₀和目标注浆深度H₀进行离散化处理。

进一步优化方案，步骤二中离散参数包括m和n，将待加固目标注浆深度H₀离散为n个等高度(高度＝H₀/n)微元，对应节点可视为一个注浆完成深度节点，共计n个，并计算出注浆完成深度节点对应注浆管入泥位置；将待加固目标注浆宽度S₀离散为m个等角度(角度＝360度/m)微元，对应节点可视为一个注浆完成宽度节点，共计m个；步骤三中由m和n计算得出注浆参数。

进一步优化方案，步骤三中由m和n可确定升降式注浆系统5由混凝土底板2向上抬升的距离依次为

其中D为混凝土底板2的半径、T₀为混凝土底板2的厚度，则升降式注浆系统5每上升到一个高度Z_i对应的注浆次数为m，而升降式注浆系统5需累计上升n个高度，共计需要进行m×n次注浆。

本实施例的工作过程如下：通过上述方法确定注浆点位和注浆路径，注浆过程从单柱1下部开始，可程式电机501控制传动滚轮502转动，传动滚轮502沿升降滑轨4上行，传动滚轮502带动整体升降式注浆系统5上行，升降式注浆系统5带动旋进式注浆管6向上运动，旋进式注浆管6与混凝土底板2的夹角逐渐增大，在注浆之前，将限位杆706插入到外限位孔704和内限位孔705中，锁定旋进式注浆管6的位置，旋进式注浆管6伸长，旋进式钻杆604深入至海床中，砂浆由注浆系统防护箱504经注浆管605流出，进行注浆作业，待深度方向第i层地基土注浆加固完成后注浆系统上升至高度进行至Z_i+1高度，直至注浆深度达到加固目标深度H₀后完成本次注浆加固过程。随后升降式注浆系统5降至单柱1底部，浆液注入口自动关闭，注浆管605伸缩到初始状态。需要说明，后续如发现加固区域地基土出现松动迹象，可再次开启本升降式注浆系统5，完成基础四周地基土的二次注浆加固。

当升降式注浆系统5上升至指定高度后，伸缩式外管602逐渐向海底伸长，伴随着旋进式钻杆604的向前掘进，待旋进式钻杆604到达预定位置，浆液通过其内部中空的注浆管6开始注入地基土，随后旋进式钻杆604连同伸缩式外管602开始向后缩短，伴随着浆液的持续注入，待旋进式钻杆604脱离地基土后停止浆液注入，同时移动限位环703下部的滑块702并移至下一个指定点位，随后开始下一次注浆。

实施例2

参照图12，本实施例与实施例1的区别仅在于对注浆点位进行优化，将待加固目标注浆宽度S₀离散为m/2个等角度(角度＝180度/m)微元，相邻抬升距离错开角度180度/m进行水平点位计算，优化后共计需要进行(m/2)×n次注浆。

在实际操作过程中，考虑到注浆成本、现场操作时间窗口、现场海况等多方面原因，步骤一到三中的注浆点位过多，因此需要进行优化，以提高工效率，缩短施工时间，加快施工进度，待加固目标注浆宽度S₀离散微元数可根据实际情况进行优化。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。