一、技術簡介

海床衝刷是波流環境下海上風電機組基礎難以避免與預測的自然災害，降低基礎結構承載力和整機結構自振頻率，導致失穩與共振，威脅機組安全穩定運行。拋石是水利、海洋等工程中技術成熟度最高、應用最廣泛的防衝刷措施，拋石顆粒因自身穩定性不足，易被衝擊分散或被埋於土層，難以長期保持有效的防護效果。膠結拋石防衝刷技術按照剛柔並濟的抗衝韌性設計理念，采用精準拋石工藝與水下自流可控澆築技術，在拋石體護麵層分區逐點澆築水下自護混凝土，將流動區域的拋石顆粒膠凝在一起，膠結而成的拋石團簇是碎石粒徑的數十倍，多個膠結拋石團簇呈網格化分布於拋石體中，與碎石顆粒共同構成抗衝韌性膠結拋石體。膠結拋石體可視為跨粒徑級配的拋石體，適應海床沉降變形，且膠結拋石體邊緣與海床為柔性過渡，減弱邊緣衝刷；同時，相鄰的膠結拋石團簇能夠有效限製周圍碎石顆粒移動，提高膠結拋石體整體穩定性。此外，膠結拋石體能夠提供更高的水平抗力和地基剛度，從而提高海上風電機組基礎的水平承載力和整機結構自振頻率。

二、主要技術指標

塊石粒徑範圍：80-400mm；水下自護混凝土擴展度：550-900mm；水下自護混凝土坍落度≥250mm；水下自流可控膠結精度：水平擴展控製精度≤0.1m、垂向流動深度控製精度≤0.2m；膠結拋石體可抵抗水流流速≥1.5m/s。

三、社會經濟效益、應用情況及適用範圍

(1)社會經濟效益：膠結拋石防衝刷技術工程成本包括碎石料費用及施工成本、水下自護混凝土材料費及施工成本。碎石料用量取決於防護範圍和防護厚度，水下自護混凝土用量取決於防護範圍及膠結率。膠結拋石體防護半徑宜為常規拋石體防護半徑的0.5-1倍，防護厚度宜為2-3倍碎石料中值粒徑，護麵層的水下自護混凝土用量約為50L-100L/m²。在海上風電機組運營期內，膠結拋石防衝刷技術綜合成本顯著低於傳統技術。

（2）應用情況：2023年，海上風電機組基礎膠結拋石防衝刷技術成功應用於三峽江蘇如東海上風電場全鋼單柱筒型基礎衝刷修複工程，膠結拋石施工方量超3000m³，相比於拋石防護方案，防護麵積減小超1000m²，縮減比例約為22%，減少碎石用量1700m³，節省拋石成本約70萬元，節省工程成本約110萬元。經過2年的工程實踐，膠結拋石體防護效果明顯優於拋石、砂被等常規措施，預計單台風機基礎運營期內節省衝刷治理費約500萬元。海上風電機組基礎膠結拋石防衝刷技術正規模化應用於三峽江蘇響水、大豐、如東等海上風電項目。

（3）適用範圍：海上風電機組基礎膠結拋石防衝刷技術適用於新建海上風電場單樁基礎、筒型基礎、導管架基礎等機組基礎衝刷保護，投運海上風電場機組基礎衝刷治理以及台風、地震等極端災害後的緊急修複。同時，該技術適用於江河岸坡、橋梁橋墩、海堤港口等工程衝刷治理。此外，通過新型水下自護混凝土膠結形成兼具穩定性和高空隙率的大塊體膠結拋石團簇，兼具人工魚礁的結構屬性，有利於提高生物量和生物多樣性。

四、技術圖片

圖1 膠結拋石防衝刷技術施工工藝示意圖 

圖2 膠結拋石防衝刷結構示意圖

五、其他

技術持有單位：中國長江三峽集團有限公司,清華大學,交通運輸部天津水運工程科學研究所

技術聯係人：王衛，副主任專業師，13269901927，01057680744，ww695220@163.com