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CN107109815A - 噪声减除系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于安装基础构件、特别是(单)桩(2)的方法和噪声减除系统(1)，包括屏蔽件(6)，在将基础构件、特别是(单)桩(2)夯入水下地层(3)中期间，围绕基础构件(2)放置屏蔽件，以降低由打夯导致的输入至例如河流或海洋的周围水域中的噪声。该方法和系统(1)包括围绕(第一)屏蔽件(6)布置的另一屏蔽件(7、9)。

Description

噪声减除系统
技术领域
本发明涉及一种通过打桩机将基础构件、特别是(单)桩安装在水下地层中的方法，包括以下步骤：将基础构件放置在水下地层上，例如，直接放置在河床或海床上或者防冲层或岩层上；放置用于降低从打桩机输入至周围水域中的噪声的屏蔽件；以及在围绕基础构件定位屏蔽件的同时，通过打桩机将基础构件夯入地层中。本发明还涉及一种噪声减除系统，其包括围绕基础构件放置的屏蔽件。
背景技术
如WO 2007/096132中所述，在水下进行离岸打夯作业，以建立例如用于钻井平台和风力涡轮机的基础。对于风力涡轮机，将直径超过四米的大型单桩夯入海床中。这种夯击导致相当大的水下噪声输入，可能对海洋动物造成不利影响。为了降低水下噪声输入，在根据WO 2007/096132的方法和装置中，被夯击的材料由固定的淹没套筒包围。该套筒有利地具有夹层状结构。
EP 1 640 508涉及一种用于桩的引导装置，该装置具有固定在船载自升式钻井平台上的框架，用于在将桩夯入海底部分时包围并引导桩。吹气装置的喷嘴组件安装在框架上，能够从框架下方的上部备用位置降低至海底部分中的操作位置。
WO 2010/151121涉及一种用于被动地降低布置在水体的液面之下的声源所产生的液体中的声振动的设备，该设备包括能够布置为包围声源的细长管，该管包括外壁和内壁，其中所述管设计为在内壁与外壁之间的中间空间内保持一定的期望压力。在这种情况下，该压力相对于环境压力而降低。由于降低的压力，声振动将不太容易传播至外部，并且管周围区域中的噪声水平降低。“管的外壁和内壁可依次设置在水体中，例如，首先将内壁锚定至底部中，然后将围绕内壁布置的外壁锚定至底部中。然而，也可将管作为整体放置在底部上，即内壁和外壁已组装形成单一部件。”
EP 2 441 892 A2涉及一种隔声装置，“具有围绕插入海底(2)的桩(1)的套筒(20)。在套筒与插入海底的桩之间形成气泡(23)。设置另一套筒(30)，其围绕之前的套筒。在两个套筒之间引入吸声材料(33)”。
发明内容
本发明的目的在于进一步改进噪声减除。
为此，本发明的方法包括在将基础构件夯入地层中之前，围绕(第一)屏蔽件布置另一屏蔽件。
在打桩期间，通过第一噪声减除屏蔽件和至少另一噪声减除屏蔽件围绕基础构件，改善了噪声减除的优化灵活性和/或有效性。例如，为了不同频率范围的减噪，可以优化第一屏蔽件、另一屏蔽件以及屏蔽件之间的距离。在一个示例中，第一屏蔽件包括实心套筒，并且另一屏蔽件是气泡幕或包括气室。
在一个实施例中，第一屏蔽件提供至少15dB的降噪，例如17～25dB的范围内的降噪，并且另一屏蔽件提供至少5dB的降噪，例如6～15dB的范围内的降噪。
在另一实施例中，从第一屏蔽件开始布置另一屏蔽件，例如，另一屏蔽件包括附接至第一屏蔽件的多个臂，并且这些臂平移和/或旋转以布置该另一屏蔽件。因此，可以将屏蔽件作为整体和/或通过相同的设备放置在适当位置，并且当第一屏蔽件就位时，可展开另一屏蔽件。
在另一实施例中，围绕第一屏蔽件放置连续或间断的环，例如，放置在地层上，并且从环产生气泡幕和/或在环上悬挂浮动屏蔽件。
在一个实施例中，另一屏蔽件布置成使得其底端位于第一屏蔽件的底端下方。在另一实施例中，以一定的距离布置另一屏蔽件，该距离在第一屏蔽件的外周(例如，外壁)与另一屏蔽件的外周(例如，外壁或周界)之间测量，并且至少为3米、优选为至少5米、优选为至少7米和/或优选为小于50米、优选为小于40米、优选为小于30米、优选为小于20米。因此，也可围绕第一屏蔽件放置在之上或之中的例如岩层或防冲层的物体布置另一屏蔽件，并且利用另一屏蔽件减除经由这些物体传递的噪声。
本发明还涉及一种噪声减除系统，包括：屏蔽件，用于在将基础构件、特别是(单)桩夯入水下地层中期间，围绕基础构件放置，以降低由打夯导致的噪声输入至周围水域(例如，河流或海洋)中；以及另一屏蔽件，用于围绕(第一)屏蔽件布置。
在一个实施例中，另一屏蔽件附接至第一屏蔽件，并且在缩回位置与展开位置之间可移动，例如，另一屏蔽件包括可滑动和/或可枢转地附接至第一屏蔽件的多个臂，例如，围绕基本垂直或基本水平的轴线可枢转。
在另一实施例中，另一屏蔽件包括一系列喷嘴或浮动屏蔽件，例如，包括一个或多个浮标或气室的柔性管。
在一个改进例中，系统包括设置有多个喷嘴并且附接在臂的端部附近或之上的管或导管，用于产生所谓的气泡幕。
在另一实施例中，另一屏蔽件的底端可布置在第一屏蔽件的底端下方，例如，通过将臂围绕水平轴线枢转经过臂与第一屏蔽件之间的超过90°(优选超过100°)的角度，从第一屏蔽件降下另一屏蔽件。如果另一屏蔽件(例如，臂)在第一屏蔽件的底端上方至少1米(优选至少2米)处附接至第一屏蔽件，则有助于围绕例如岩层或防冲层。
为了完整性目的，需注意以下现有技术。
JP 60-159218公开了一种用于桩锤的隔音器，包括由弹性材料形成并且呈波纹管形状的隔音圆筒。隔音圆筒围绕桩固定。
DE 1 784 396公开了一种包括伸缩式吸声套筒的打桩锤。
EP 2 395 156涉及一种安装基础构件、特别是(单)桩的方法，包括以下步骤：将基础构件放置在水下地层上，以及通过安装在水面船舶上的夹持器将基础构件保持在适当位置。
T.J.Carlson等人的“Hydroacoustic Measurements During Pile Driving atthe Hood Canal Bridge,September Through November 2004”公开了一种HDPE管套，其装配在24英寸的桩上，并且从水上方的点到达水下的地面标高。所提及的套筒直径和壁厚分别为34英寸和1 3/8英寸。
附图说明
现在将参照附图更详细地说明本发明，附图示出了本方法和系统的优选实施例。
图1是根据本发明的包括处于缩回位置的另一屏蔽件的噪声减除系统的透视图。
图2是根据本发明的包括处于缩回位置的另一屏蔽件的噪声减除系统的透视图。
应该注意的是，附图本质上是示意性的，并且对于理解本发明来说不必要的细节可能已被省略。
具体实施方式
图1示出根据本发明的用于将单桩2安装在例如海床的水下地层3中的系统1的实施例。在本示例中，单桩2具有圆形截面且直径为五米，并且意图在安装之后用作风力涡轮机的基础。
系统1包括：液压打桩机4(图2中示出)，例如IHC液动锤S-1800，其连接至例如船舶或自升式驳船(未示出)的水面船舶上的动力机组；打桩机套筒5，用于将打桩机牢固地安装在单桩上；以及砧座(被打桩机屏蔽件隐藏而无法看到)，用于将打桩机4的冲击能量传递至单桩。
系统还包括噪声减除屏蔽件6，例如由钢制成，围绕基础构件放置，以降低从打桩机输入至周围水域的噪声。在本示例中，屏蔽件包括内壁和外壁，即屏蔽件为双壁结构，具有圆形截面且内径为六米。通常，优选的是，一旦就位，隔音屏蔽件即延伸至水位W以上。
根据本发明，系统包括围绕屏蔽件6布置的另一屏蔽件。在本示例中，多个臂7通过铰链8和液压缸(未示出)附接至第一屏蔽件6，使得臂可围绕基本水平的轴线枢转。臂的长度为15米，并且由例如金属棒或管制成。铰链位于第一屏蔽件6的底端上方约2米处，并且包括扭杆(未示出)以便于展开和折叠。柔性管9附接至臂7的端部并且设置有多个喷嘴。
例如如下进行单桩的安装。起重机的缆索附接至存放在船甲板上的单桩的上端，并将单桩提升至舷外、操纵至直立位置、下降至海床上，或者在本示例中为防冲层10上。在此阶段，例如通过振动设备将单桩打入防冲层中，并且根据情况，至海床中达到数米的深度以进一步稳固单桩。
将打桩机定位在单桩的顶部，并将屏蔽件提升至单桩和打桩机周围。替换地，放置屏蔽件，随后将打桩机放置在屏蔽件内并放置在桩的顶部。通过将臂降至海床上而布置另一噪声减除屏蔽件。在该位置，管形成环绕第一屏蔽件和防冲层的环。通过例如利用水面船舶的甲板上的泵并经由一个或多个臂，将空气送入管中，而产生围绕防冲层和第一屏蔽件的气泡幕。
最后，将桩打入至期望的深度，并且当完成打桩时，移除打桩机，将另一屏蔽件缩回，将屏蔽件提升至桩上方并放回甲板上或放入海中，并且完成安装。
本发明不限于上述实施例，并且可以在权利要求的范围内以多种方式进行变化。例如，另一屏蔽件可包括例如设有气室或浮标的浮动管和/或柔性管，并且环可提供足够的重量将管保持在适当的深度，例如使其底端位于海床上或海床中。

Claims (15)

1.一种通过打桩机(4)将基础构件、特别是(单)桩(2)安装在水下地层(3)中的方法，包括以下步骤：
将基础构件(2)放置在所述水下地层(3)上，
放置用于降低从所述打桩机(4)输入至周围水域中的噪声的屏蔽件(6)，
在围绕所述基础构件(2)定位所述屏蔽件(6)的同时，通过所述打桩机(4)将所述基础构件(2)夯入所述地层(3)中，
其特征在于，
在将所述基础构件(2)夯入所述地层(3)中之前，围绕所述(第一)屏蔽件(6)布置另一屏蔽件(7、9)。
2.根据权利要求1所述的方法，包括：从所述第一屏蔽件(6)开始布置所述另一屏蔽件(7、9)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述另一屏蔽件(7、9)包括附接至所述第一屏蔽件(6)的多个臂(7)，并且其中所述多个臂(7)平移和/或旋转以布置所述另一屏蔽件(7、9)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括：围绕所述第一屏蔽件(6)布置环(9)，并且从所述环(9)产生气泡幕和/或在所述环上悬挂浮动屏蔽件。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括：将所述另一屏蔽件(7、9)布置成使得其底端位于所述第一屏蔽件(6)的底端下方。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中以一定的距离布置所述另一屏蔽件(7、9)，所述距离在所述第一屏蔽件(6)的外周与所述另一屏蔽件(7、9)的外周之间测量，并且至少为3米、优选为至少5米、优选为至少7米和/或优选为小于50米、优选为小于40米、优选为小于30米。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一屏蔽件将噪声降低至少15dB，并且所述另一屏蔽件将噪声降低至少5dB。
8.一种噪声减除系统(1)，包括屏蔽件(6)，所述屏蔽件用于在将基础构件、特别是(单)桩(2)夯入水下地层(3)中期间，围绕所述基础构件(2)放置，以降低由打夯导致的输入至例如河流或海洋的周围水域中的噪声，其特征在于，包括另一屏蔽件(7、9)，用于围绕所述(第一)屏蔽件(6)布置。
9.根据权利要求8所述的系统(1)，其中所述另一屏蔽件(7、9)附接至所述第一屏蔽件(6)，并且能够在缩回位置(图1)与展开位置(图2)之间移动。
10.根据权利要求9所述的系统(1)，其中所述另一屏蔽件(7、9)包括可滑动和/或可枢转地附接至所述第一屏蔽件(6)的多个臂(7)。
11.根据权利要求8～10中任一项所述的系统(1)，其中所述另一屏蔽件(7、9)包括一系列喷嘴或浮动屏蔽件。
12.根据权利要求11所述的系统(1)，包括：管(9)或导管，设置有多个喷嘴，并且在所述多个臂(7)的端部附近或之上附接至所述多个臂(7)。
13.根据权利要求8～12中任一项所述的系统(1)，其中所述另一屏蔽件(7、9)的底端能够布置在所述第一屏蔽件(6)的底端下方。
14.根据权利要求8～13中任一项所述的系统(1)，其中所述另一屏蔽件(7、9)在所述第一屏蔽件(6)的底端上方至少1米、优选为至少2米处附接至所述第一屏蔽件(6)。
15.根据权利要求8～14中任一项所述的系统(1)，其中当布置所述另一屏蔽件(7、9)时，所述第一屏蔽件(6)的外周与所述另一屏蔽件(7、9)的外周之间的距离为至少3米，优选为至少5米、优选为至少7米和/或优选为小于50米、优选为小于40米、优选为小于30米、优选为小于20米。
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