一、技术简介

海床冲刷是波流环境下海上风电机组基础难以避免与预测的自然灾害，降低基础结构承载力和整机结构自振频率，导致失稳与共振，威胁机组安全稳定运行。抛石是水利、海洋等工程中技术成熟度最高、应用最广泛的防冲刷措施，抛石颗粒因自身稳定性不足，易被冲击分散或被埋于土层，难以长期保持有效的防护效果。胶结抛石防冲刷技术按照刚柔并济的抗冲韧性设计理念，采用精准抛石工艺与水下自流可控浇筑技术，在抛石体护面层分区逐点浇筑水下自护混凝土，将流动区域的抛石颗粒胶凝在一起，胶结而成的抛石团簇是碎石粒径的数十倍，多个胶结抛石团簇呈网格化分布于抛石体中，与碎石颗粒共同构成抗冲韧性胶结抛石体。胶结抛石体可视为跨粒径级配的抛石体，适应海床沉降变形，且胶结抛石体边缘与海床为柔性过渡，减弱边缘冲刷；同时，相邻的胶结抛石团簇能够有效限制周围碎石颗粒移动，提高胶结抛石体整体稳定性。此外，胶结抛石体能够提供更高的水平抗力和地基刚度，从而提高海上风电机组基础的水平承载力和整机结构自振频率。

二、主要技术指标

块石粒径范围：80-400mm；水下自护混凝土扩展度：550-900mm；水下自护混凝土坍落度≥250mm；水下自流可控胶结精度：水平扩展控制精度≤0.1m、垂向流动深度控制精度≤0.2m；胶结抛石体可抵抗水流流速≥1.5m/s。

三、社会经济效益、应用情况及适用范围

(1)社会经济效益：胶结抛石防冲刷技术工程成本包括碎石料费用及施工成本、水下自护混凝土材料费及施工成本。碎石料用量取决于防护范围和防护厚度，水下自护混凝土用量取决于防护范围及胶结率。胶结抛石体防护半径宜为常规抛石体防护半径的0.5-1倍，防护厚度宜为2-3倍碎石料中值粒径，护面层的水下自护混凝土用量约为50L-100L/m²。在海上风电机组运营期内，胶结抛石防冲刷技术综合成本显著低于传统技术。

（2）应用情况：2023年，海上风电机组基础胶结抛石防冲刷技术成功应用于三峡江苏如东海上风电场全钢单柱筒型基础冲刷修复工程，胶结抛石施工方量超3000m³，相比于抛石防护方案，防护面积减小超1000m²，缩减比例约为22%，减少碎石用量1700m³，节省抛石成本约70万元，节省工程成本约110万元。经过2年的工程实践，胶结抛石体防护效果明显优于抛石、砂被等常规措施，预计单台风机基础运营期内节省冲刷治理费约500万元。海上风电机组基础胶结抛石防冲刷技术正规模化应用于三峡江苏响水、大丰、如东等海上风电项目。

（3）适用范围：海上风电机组基础胶结抛石防冲刷技术适用于新建海上风电场单桩基础、筒型基础、导管架基础等机组基础冲刷保护，投运海上风电场机组基础冲刷治理以及台风、地震等极端灾害后的紧急修复。同时，该技术适用于江河岸坡、桥梁桥墩、海堤港口等工程冲刷治理。此外，通过新型水下自护混凝土胶结形成兼具稳定性和高空隙率的大块体胶结抛石团簇，兼具人工鱼礁的结构属性，有利于提高生物量和生物多样性。

四、技术图片

图1 胶结抛石防冲刷技术施工工艺示意图 

图2 胶结抛石防冲刷结构示意图

五、其他

技术持有单位：中国长江三峡集团有限公司,清华大学,交通运输部天津水运工程科学研究所

技术联系人：王卫，副主任专业师，13269901927，01057680744，ww695220@163.com