JP2000297881A - 管路の水底部設置治具及び管路の水底部設置方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 管路を水面部より沈降する方法によって、水
底から離隔した位置である水底部に、管路を容易かつ確
実に固定して設置することができるような、管路の水底
部設置治具及び管路の水底部設置方法を提供することを
課題とする。 【解決手段】 管路２０を水底部３２に設置するために
用いられる治具であって、おもり１２ｄが取り付けられ
る脚部１２と、脚部１２の上部に設けられ、管路２０を
支持する管路支持部１３と、を有する治具本体１１と、
治具本体１１に取り付けられ、治具本体１１の沈降前に
おける浮遊状態の維持に供される第一浮体１４と、治具
本体１１に取り付けられ、治具本体１１の沈降中及び設
置後における姿勢の制御に供される第二浮体１５と、を
含む管路の水底部設置治具１０、を提供する。さらに、
水底部設置治具１０を用いた管路の水底部設置方法、を
提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、取水管やパイプラ
インとして用いられる管路（パイプ）を海底等の水底部
に設置する、治具及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】管路を水底部に設置する方法の一態様で
ある海底パイプライン敷設方法としては、敷設船の前
進に合わせて短尺パイプを船上で順次溶接接合しパイプ
を海底に沈設する「敷設船工法」や、陸上ヤードで製
作された長尺パイプを沖合のウインチ台船によって海底
を曳航して敷設する「海底曳航法」が知られている。こ
れらは、管路を海底に直に接触（直置き）して敷設する
方法であり、あるいは浅海部分については、管路を掘削
した溝の中に敷設した後に埋め戻す方法である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの方法
により管路を敷設すると、以下のような不都合がある。 （１）管路を海底に直置きして敷設する方法において
は、管路は、海底に固定されていないため、潮流その他
の原因（地震や波浪等）により水平方向の移動が生じ、
海底との間で擦れが生じて破損する可能性がある。 （２）また、海底に直置きして敷設した管路を取水管と
して用いると、その取水口から、海底付近に生息する甲
冑類の幼生等を吸引してしまい、それらの生態系に影響
を与える可能性があり、また海底の砂等を吸引してしま
い、管路に詰まりを生ずる可能性もある。 （３）一方、管路を掘削した溝の中に敷設した後に埋め
戻す方法においては、浅海部分の海底を掘削する必要が
あるため、掘削作業によって珊瑚等の貴重な自然環境を
破壊する可能性がある。

【０００４】ここで、管路が海底に直に接触しないよう
に、海底から離隔した位置に管路を固定して敷設するこ
ととすれば、前記の不都合は解消される。しかしなが
ら、深海中において直接にそのような敷設作業を行うの
は困難である。従って、管路を海面部より沈設する方法
によって、かかる敷設作業が容易かつ確実に行われる必
要がある。

【０００５】そこで、本発明は、管路を水面部（例えば
海面部）より沈設する方法によって、水底（例えば海
底）から離隔した位置である水底部（例えば海底部）
に、管路を容易かつ確実に固定して設置することができ
るような、管路の水底部設置治具及び管路の水底部設置
方法を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決すべくなされたものであり、その請求項１に係る発明
は（例えば図１参照）、『管路２０を水底部３２に設置
するために用いられる治具であって、おもり１２ｄが取
り付けられる脚部１２と、脚部１２の上部に設けられ、
管路２０を支持する管路支持部１３と、を有する治具本
体１１と、治具本体１１に取り付けられ、治具本体１１
の沈降前における浮遊状態の維持に供される第一浮体１
４と、治具本体１１に取り付けられ、治具本体１１の沈
降中及び設置後における姿勢の制御に供される第二浮体
１５と、を含むことを特徴とする管路の水底部設置治具
１０。』を提供するものである。

【０００７】かかる管路の水底部設置治具１０によれ
ば、治具本体１１の脚部１２の上部に設けられる管路支
持部１３により、管路２０が支持されるので、管路２０
を水底から離隔した位置に固定して設置することがで
き、また、おもり１２ｄと第二浮体１５とのバランスに
より、治具本体１１の沈降中及び設置後における姿勢が
制御されるので、治具本体１１に支持される管路２０を
水底部３２に容易かつ確実に設置することができる。

【０００８】また、その請求項２に係る発明は（例えば
図３参照）、『請求項１に記載の管路の水底部設置治具
１０を用い、以下の各工程を含むことを特徴とする、管
路の水底部設置方法。 （１）水底部３２に設置すべき管路２０に複数の水底部
設置治具１０Ａ，１０Ｂ…を取り付け、管路２０を水底
部設置治具１０Ａ，１０Ｂ…と共に水面部３１で浮遊状
態に維持する第一工程。 （２）複数の水底部設置治具１０Ａ，１０Ｂ…における
それぞれの第一浮体１４Ａ，１４Ｂ…を除去し、管路２
０を水底部設置治具１０Ａ，１０Ｂ…と共に水底部３２
に向けて沈降させ、水底部３２に設置する第二工程。』
を提供するものである。

【０００９】かかる管路の水底部設置方法によれば、第
一工程において、第一浮体１４の浮力により、水底部設
置治具１０及び管路２０が浮遊状態に維持されるので、
管路２０の位置決めが正確であり、また第二工程におい
て、おもり１２ｄと第二浮体１５とのバランスにより、
水底部設置治具１０及び管路２０の姿勢が沈降中及び設
置後において制御されるので、位置決めされた管路２０
の設置が容易かつ確実であり、結果として、管路２０を
水面部３１より沈設する方法によって、管路２０を水底
部３２に容易かつ確実に固定して設置することができ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る管路の水底部
設置治具及び管路の水底部設置方法における好適な実施
の形態に関し、図面を参照しつつ詳細に説明する。

【００１１】１．管路の水底部設置治具（図１乃至図３
参照） 管路の水底部設置治具１０は、管路２０を水底部３２に
設置するために用いられる治具であって、治具本体１１
と、第一浮体１４と、第二浮体１５と、を含むものであ
る。以下、各構成要素について説明する。

【００１２】（１）前提（図３参照） 管路２０は、水底部３２に設置され、被搬送物である流
体がその内部を流通するパイプである。管路２０の断面
形状は、流体の流量等を考慮して適宜決定され、円形断
面でも良く、多角形断面でも良い。また、管路２０の延
長形態は、作業の容易性等を考慮して適宜決定され、船
上で順次接合される短尺パイプでも良く、ヤードで製作
される長尺パイプでも良い。また、管路２０の材質は、
水底部３２における水圧や防錆性等を考慮して適宜決定
され、剛性を有する金属パイプでも良く、可撓性を有す
るソフトパイプでも良い。なお、管路２０の用途として
は、一端が水底部３２に向けて開口し他端が地上の取水
ピット２２に連通する取水用や、両端が地上の石油プラ
ントに連通するパイプライン用等が代表的である。な
お、水底部３２とは、海底や湖底や沼底や川底などの水
底から離隔した位置、即ち水底から所定の高さの位置を
意味する。従って、管路２０は、前記水底に直に接触す
るものではなく、水底から離隔した位置に固定して敷設
されるものである。

【００１３】（２）治具本体１１（図１及び図２参照） 治具本体１１は、脚部１２と管路支持部１３とからな
る。ここで脚部１２は、管路２０を水底から離隔した位
置に固定して設置するための部材である。この脚部１２
は、左斜辺パイプ１２ａと右斜辺パイプ１２ｂとがその
上端で接合され、それらの中間部が接続パイプ１２ｃで
補強され、正面視でＡ字形をなしている。この脚部１２
には、水底部設置治具１０に沈降力を付与するためのお
もり１２ｄが取り付けられる。このおもり１２ｄは、脚
部１２が水底と接する部分である脚部１２の下端に取り
付けられるのが好ましく、具体的には、左斜辺パイプ１
２ａと右斜辺パイプ１２ｂの下端のそれぞれに取り付け
られる。また管路支持部１３は、脚部１２の上部に設け
られ、管路２０を支持するための部材である。この管路
支持部１３は、管路２０が挿通され、管路２０を外周か
ら把持するような中空円筒形をなしており、管路２０に
取り付けやすいように、線１３ａを境にして上下に二分
割が可能な構造となっている。

【００１４】（３）浮体（図１及び図２参照） 浮体は、治具本体１１に取り付けられ、水底部設置治具
１０に浮力を付与するためのものであり、第一浮体１４
と第二浮体１５とからなる。この浮体は、治具本体１１
の頂部である管路支持部１３に取り付けられるのが好ま
しい。浮体の形状や材質等は、求める浮力やバランス等
に応じて適宜決定され、樹脂製のブイのようなものでも
良く、中空の浮き袋のようなものでも良い。ここで第一
浮体１４は、治具本体１１の沈降前における浮遊状態の
維持に供されるものである。従って、第一浮体１４は、
沈降前においては、水底部設置治具１０に十分な浮力を
付与する必要がある一方、沈降開始時においては、水底
部設置治具１０から除去される必要がある。ここで除去
とは、浮力が解消されることを意味し、例えば、第一浮
体１４を治具本体１１から分離することや、第一浮体１
４自体を破裂させること等が含まれる。また第二浮体１
５は、治具本体１１の沈降中及び設置後における姿勢の
制御に供されるものである。従って、第二浮体１５は、
除去されない恒久的なものであり、おもり１２ｄとのバ
ランスにより姿勢の制御がなされる程度の浮力を有する
必要がある。ここで姿勢の制御とは、水底部設置治具１
０及び管路２０に作用する重力と第二浮体１５の浮力と
が釣り合っており、正面視でＡ字形をなす治具本体１１
が自己的に、水底に向けてまっすぐに沈降し、水底にお
いて直立して設置されることを意味する。

【００１５】２．管路の水底部設置方法（図３参照） 管路の水底部設置方法は、前記の水底部設置治具１０を
用い、以下の第一工程及び第二工程を含むものである。
ここでは、海中の水深２００ｍ以下にある海洋深層水を
取水するための取水用の管路２０を、海底部に設置する
場合について説明する。また、ここでの管路２０は、地
盤中に掘削されたトンネル２１中に配置され、一端が水
底部３２に向けて開口し他端が取水ピット２２に連通す
るものである。

【００１６】（１）第一工程（図３（ａ）参照） まず、水底部３２に設置すべき管路２０に、複数の水底
部設置治具１０Ａ，１０Ｂ…を取り付ける。ここでの取
り付けは、トンネル２１の先端から引き出されている既
設の管路２０の先端に、水底部設置治具１０Ａを取り付
けると共に、短尺パイプを接合して管路２０を延設す
る、という作業を水面部３１において船３０の上から繰
り返すことにより行われる。即ち、複数の水底部設置治
具１０Ａ，１０Ｂ…は、管路２０に適当な間隔をもって
順次取り付けられる。よって、管路２０は、第一浮体１
４の浮力により、水底部設置治具１０と共に水面部３１
で浮遊状態に維持されるので、管路２０の位置決めが正
確に行える。

【００１７】（２）第二工程（図３（ｂ）（ｃ）参照） まず、複数の水底部設置治具１０Ａ，１０Ｂ…における
それぞれの第一浮体１４Ａ，１４Ｂ…を除去する。ここ
での除去は、第一浮体１４Ａ，１４Ｂ…の順に一端側か
ら順次行われても良く、全部同時に行われても良い。よ
って、第一浮体１４の浮力が解消され、位置決めされた
管路２０は、おもり１２ｄと第二浮体１５とのバランス
により、姿勢を制御されながら、水底部設置治具１０と
共に水底部３２に向けて沈降する。具体的には、管路２
０は、側面視では水底に向けてまっすぐに沈降し、平面
視（図示外）では一定の引張力を付与しておくことによ
り直線状を維持しつつ沈降する。その後、位置決めされ
た管路２０は、水底部設置治具１０と共に水底部３２に
固定して設置される。この設置後においても、管路２０
は、おもり１２ｄと第二浮体１５とのバランスにより、
姿勢を制御されている。従って、結果として、管路２０
を水面部３１より沈設する方法によって、管路２０を水
底部３２に容易かつ確実に固定して設置することができ
る。

【００１８】（３）その他 その後、水底部３２に設置された管路２０を用いて、海
洋深層水の取水が行われる。この時、管路２０は、海底
から離隔した位置（水底部３２）に固定して設置されて
いるので、潮流その他の原因（地震や波浪等）により水
平方向の移動が生じ、海底との間で擦れが生じて破損す
るということはなく、また海底付近に生息する甲冑類の
幼生等を吸引してしまい、それらの生態系に影響を与え
るということもなく、さらに海底の砂等を吸引してしま
い、管路２０に詰まりを生ずるということもない。

【００１９】

【発明の効果】本発明に係る管路の水底部設置治具及び
管路の水底部設置方法は、以上の説明のように構成した
ので、管路を水面部より沈設する方法によって、水底か
ら離隔した位置である水底部に、管路を容易かつ確実に
固定して設置することができる、という顕著な効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る管路の水底部設置治具を示す斜視
図である。

【図２】水底部に設置後の治具を示す正面図である。

【図３】治具の水底部への設置の手順を示す側面図であ
って、（ａ）は治具の取付中及び沈降前（浮遊状態）、
（ｂ）は沈降中、（ｃ）は設置後を示す。

【符号の説明】

１０ 水底部設置治具 １１ 治具本体 １２ 脚部 １２ｄ おもり １３ 管路支持部 １４ 第一浮体 １５ 第二浮体 ２０ 管路 ３１ 水面部 ３２ 水底部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管路を水底部に設置するために用いられ
   る治具であって、 おもりが取り付けられる脚部と、該脚部の上部に設けら
   れ、前記管路を支持する管路支持部と、を有する治具本
   体と、 前記治具本体に取り付けられ、該治具本体の沈降前にお
   ける浮遊状態の維持に供される第一浮体と、 前記治具本体に取り付けられ、該治具本体の沈降中及び
   設置後における姿勢の制御に供される第二浮体と、を含
   むことを特徴とする管路の水底部設置治具。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の管路の水底部設置治具
   を用い、以下の各工程を含むことを特徴とする、管路の
   水底部設置方法。 （１）水底部に設置すべき前記管路に複数の前記水底部
   設置治具を取り付け、該管路を該水底部設置治具と共に
   水面部で浮遊状態に維持する第一工程。 （２）複数の前記水底部設置治具におけるそれぞれの前
   記第一浮体を除去し、前記管路を該水底部設置治具と共
   に前記水底部に向けて沈降させ、該水底部に設置する第
   二工程。