JP2015072025A - Sea-bottom pipeline laying method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、海底にパイプラインを敷設する工法に関し、特に既設の海底ケーブルや海底パイプラインと交差して新規にパイプラインを敷設する際の工法に関するものである。 The present invention relates to a construction method for laying a pipeline on the seabed, and more particularly to a construction method for newly laying a pipeline across an existing submarine cable or a submarine pipeline.
海底パイプラインの敷設は、あらかじめ重量調節用のコンクリートを管外面部にコーティングしたパイプ短管同士を敷設船上で溶接して延伸しながら、敷設船上に設置されたスティンガーと呼ばれるパイプライン(あるいはパイプ)を支持・案内するための構造物を通して海中に進水させ、海底に着底させていく、所謂、敷設船工法が採用されている。 Laying the submarine pipeline is a pipe (or pipe) called stinger installed on the laid ship while welding and stretching the short pipes, which are coated with concrete for weight adjustment on the outer surface of the pipe, on the laid ship. A so-called laying ship construction method is adopted in which a ship is launched into the sea through a structure for supporting and guiding the ship, and is then landed on the seabed.
同工法で着底部から敷設船に至る敷設中のパイプラインは、海中(一般に水深100m程度まで)中途で支持されることがないため、過度の変形をしないよう張力を加える機器(テンショナー)が敷設船に設置されている。このため海中のパイプラインがS字形状を描くことからS字工法とも呼ばれる。 The pipeline that is being laid from the bottom to the laying vessel by this method is not supported midway in the sea (generally to a depth of about 100 m), so a device (tensioner) that applies tension to prevent excessive deformation is laid. It is installed on the ship. For this reason, it is also called the S-shaped method because the underwater pipeline draws an S-shape.
ここで、敷設船上およびスティンガー上には、パイプラインの進水作業を滑らかに執り行うため、回転ローラー(以下、ローラーと記す)が設置されている。 Here, a rotating roller (hereinafter referred to as a roller) is installed on the laying ship and the stinger in order to smoothly carry out the launching work of the pipeline.
一方、海底に敷設したパイプラインを保護する方法として、例えば特許文献1では、海底1に敷設するケーブルやパイプラインを船舶101による投錨等から保護することを主目的に、敷設ルートに沿って海底1に掘削した溝102内に該ケーブルやパイプラインを設置して埋め戻し、さらにその上部をグラウトマット103で覆う方法が提案されている(図6参照)。
On the other hand, as a method for protecting a pipeline laid on the seabed, for example, in Patent Document 1, for the purpose of protecting cables and pipelines laid on the seabed 1 from dredging by the
これに対して、この様な保護的措置を講じることなく、海底にケーブルやパイプラインが直置きされている場合もある。 On the other hand, there are cases where cables and pipelines are placed directly on the sea floor without taking such protective measures.
このように直置きされた既設の海底ケーブルやパイプライン(以下、既設ラインという)に交差して新たにパイプラインを敷設する場合、既設ラインを保護するために通常は以下の措置を取る。 When newly laying a pipeline across an existing submarine cable or pipeline (hereinafter referred to as an existing line) placed directly in this way, the following measures are usually taken to protect the existing line.
例えば、図7に示すような既設ライン7上に砂111と砕石112からなるマウンド113を造って、その上に新たなパイプライン2を敷設する方法、あるいは図8に示すようなコンクリート製あるいは鋼製等の防護構造物121をあらかじめ海底1の交差部前後に設置し、その上に新たにパイプライン2を敷設して既設ライン7を乗り越えることで、既設ライン7を保護しようとする方法である。
For example, a method of constructing a
しかしながら、いずれの方法においても、通常は海底においてダイバーによる作業を伴うことからコストが掛かる事に加え、ダイバーが作業できる水深にも限界がある。 However, in any of the methods, since the work is usually accompanied by divers on the sea floor, the cost is high, and there is a limit to the water depth at which the divers can work.
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、海底に直置きされた既設ラインに交差して新規にパイプラインを敷設するに際し、ダイバーによる海底作業を要せずに既設ラインを保護しながら新規にパイプラインを敷設することができる敷設工法を提供することを課題とするものである。 The present invention has been made in order to solve the above-described problem. When a pipeline is newly laid across an existing line placed directly on the seabed, the existing line is not required to be operated by a diver. It is an object of the present invention to provide a laying method capable of newly laying a pipeline while protecting the cable.
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有している。 In order to solve the above problems, the present invention has the following features.
[1]新規に海底パイプラインを敷設するに際し、海底に直置きされた既設のパイプラインやケーブルと交差する部分の前後に配置するパイプにあらかじめサポートを装着し、敷設船から前記サポートを装着したパイプラインを繰り出して沈降・着底させることで、前記パイプラインが前記サポートに支持されて既設ラインを上越しするようにすることを特徴とする海底パイプラインの敷設工法。 [1] When laying a new submarine pipeline, a support was attached in advance to the existing pipeline directly placed on the seabed and the pipes placed before and after the crossing part of the cable, and the support was attached from the laying ship. A method of laying a submarine pipeline, characterized in that the pipeline is supported by the support so as to surpass an existing line by drawing out and bottoming out the pipeline.
[2]前記サポートがパイプを軸として回転自在であり、サポートの重心が回転の軸心よりもサポートの下部側にあることを特徴とする前記[1]に記載の海底パイプラインの敷設工法。 [2] The submarine pipeline laying method according to [1], wherein the support is rotatable about the pipe, and the center of gravity of the support is on the lower side of the support with respect to the axis of rotation.
[3]サポートのその下部側が上方となるように回転した状態で、サポートの最下端がコーティングしたパイプの下面の高さと略同一であることを特徴とする前記[2]に記載の海底パイプラインの敷設工法。 [3] The submarine pipeline according to [2], wherein the bottom end of the support is substantially the same as the height of the lower surface of the coated pipe in a state where the lower side of the support is turned upward. Laying construction method.
[4]前記[1]に記載の海底パイプラインの敷設工法に用いる海底パイプラインのサポートであって、サポートの下部側が上方となるように回転した状態で、サポートの最下端がコーティングしたパイプの下面の高さと略同一であり、さらにサポートの重心が回転の軸心よりもサポートの下部側にあることを特徴とした海底パイプラインのサポート。 [4] A submarine pipeline support used in the submarine pipeline laying method described in [1] above, wherein the lower end of the support is rotated so that the lower end of the support is turned upward, Submarine pipeline support characterized in that it is approximately the same as the height of the bottom surface and the center of gravity of the support is on the lower side of the support with respect to the center of rotation.
本発明においては、新規に海底パイプラインを敷設するに際し、海底において既設ラインと交差する部分の前後のパイプにあらかじめサポートを装着し、このサポートを装着したパイプラインを敷設船から繰り出して沈降・着底させることで、ダイバーによる海底作業を要せずに既設ラインを保護しながら、新規に海底パイプラインを効率的に敷設することが可能となる。 In the present invention, when laying a new submarine pipeline, supports are attached in advance to the pipes before and after the portion of the seabed that intersects the existing line, and the pipeline with this support is unwound from the laying ship and settling and landing. By making it bottom, it becomes possible to efficiently lay a new submarine pipeline while protecting the existing line without requiring submarine operations by divers.
以下、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
図1は、本発明の一実施形態において海底1にパイプライン2を敷設している状況を示す全体図である。敷設船3上でパイプ4を溶接して延伸しながら、海面9付近でパイプライン2を支持・案内するスティンガー5を通して進水させ、敷設船3を徐々に進行させながら海底1にパイプライン2を敷設する。敷設船3上およびスティンガー5上には、パイプライン2を滑らかに送り出すためのローラー6が設けられている。パイプライン2には、海底1の既設ライン7と交差する部分の前後にサポート8(8a、8b)が取り付けられており、パイプライン2と共に海中を沈降し海底1に着底する。
FIG. 1 is an overall view showing a situation where a
図2は、本発明の一実施形態においてパイプライン2の設置が完了した後の海底1での状況を示す説明図である。パイプライン2は既設ライン7(海底ケーブルあるいは海底パイプライン)を上越ししている。サポート8はパイプライン2を部分的に海底1から持ち上げ、その場所が既設ライン7を挟んで前後に2箇所配置することから、パイプライン2の剛性もあいまってパイプライン2は既設ライン7の上方を越えて敷設される。この作用によって、パイプライン2は既設ライン7には接触せず、また何ら荷重を掛けることがなく、つまり既設ライン7に影響を与えていない。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a situation on the seabed 1 after the installation of the
図3は、パイプライン2およびサポート8をより詳しく示す説明図であり、図3(a)は側面断面図、図3(b)は正面図(図3(a)のA−A矢視図)である。
3A and 3B are explanatory views showing the
パイプライン2を構成するパイプ4は、鋼管10とその外面を覆うコンクリートコーティング11で構成される。コンクリートコーティング11は、鋼管10の保護ならびにパイプライン2を海底1に沈降させるための重量調整を目的している。
The
サポート8はパイプライン2のコンクリートコーティングされていない部分で鋼管外面全周を包むように支える支柱部12と、その下方に接続されている脚部13で構成されており、両脇のコンクリートコーティング11によってパイプライン2の軸方向の移動が拘束されている。
The
この図では、サポート8がパイプ4同士を溶接で接合する溶接部14を覆うように配置されており、この場合は敷設船3上でパイプ4同士を溶接によって接合した後に、半割状に形成された支柱部12をボルトもしくは溶接等の手段により接合すれば良い。なお、サポート8はパイプ4同士の接合部に必ずしも配置させる必要はなく、例えば、地上の工場で鋼管10にサポート8を通してから、その左右をコンクリートコーティングすることにより、パイプ4の略中央部に配置させてもよい。また、サポート8は鋼管10の外面に配置することに限らず、例えば鋼管10の外面全周に薄いコンクリートコーティングを施してその外側にサポート8を配置し、その後、サポート8が支えている部分以外を更にコンクリートコーティングしてもよい。
In this figure, the
次にサポート8それ自体について、より詳しく説明する。サポート8は図3(a)に示すようにパイプの軸方向に対称に、また図3(b)に示すように正面から見た場合にも左右対称となるように構成されている。サポート8の支柱部12には鋼管10の外径よりも僅かに大きな内径を有する貫通穴15が設けられており、その中を鋼管10が通るようになっている。つまり、鋼管10と貫通穴15の間には隙間があり、この隙間の存在によってサポート8は鋼管10を軸にして回転自在となっている。ここで、本実施形態での回転の摺動面に、回転を円滑に執り行うための公知の技術を適用することは妨げられない。すなわち、例えばパイプ4側あるいはサポート8側の相手と接する面に樹脂製の部材を取り付けることで金属同士の接触を避けることも可能である。ただし、サポート8がパイプ4を中心に回転する回数はせいぜい1〜2回転と極めて少ないので、本実施形態に示すように極めて簡単な構造を採用することが多い。
Next, the
サポート8の上面16はコンクリートコーティング11を施されたパイプ4の上面4aと略同一の高さとなるように寸法が設定されており、さらにサポート8の重心Gは貫通穴15の中心Cよりも低い位置にある。サポート8の材質は、例えば鋼製であっても良いし、コンクリート製であっても良い。さらにはこれらの組み合わせであっても良く、つまりはサポート8自身の構造的強度や耐久性等を加味して選定され設計されるものである。
The size of the
次に施工の方法について説明する。図4は敷設船上のパイプライン2およびサポート8の状態を示す説明図であり、図4(a)は側面断面図、図4(b)は正面図(図4(a)のB−B矢視図)である。敷設船3上では、パイプライン2は敷設船3および敷設船3に設置されたスティンガー5上に固定されたローラー6の上に載っている。これは、パイプライン2を滑らかに敷設船3から海中に繰り出すためである。このとき、サポート8はその下部側(脚部13側)が上方になるように回転して設置されることによって、サポート8はその天地が逆になっており、前記サポート8の上面16(この状態では最下端に位置する)はパイプ4に施されたコンクリートコーティング11の下面4bと略同一の高さとなっているので、ローラー6の上を何ら支障なく通過することができる。ここで、略同一の高さとは、サポート8の上面16とパイプの下面4bとの高さの差が大きくともローラー6の半径未満であり、好ましくはローラー6の半径の50%以下、より好ましくはローラー6の半径の15%以下であることを示す。
Next, the construction method will be described. FIG. 4 is an explanatory view showing the state of the
なお、場合によっては、サポート8の通過にともなって、順次、サポート8との干渉が予測される位置のローラー6を手動または自動で下方や横方向に退避させて、サポート8との干渉を回避し、サポート8が当該ローラー6の位置を通過し終わったら、当該ローラー6を元の位置に復帰させるようにしてもよい。
In some cases, as the
そして、この例ではサポート8の脚部13(この状態では上方に位置する)をクレーンによってロープ20で吊り上げることで天地を逆としているが、特にこの方法に拘るものではなく、一時的に天地を逆にしてその状態を保持できる他の手段によることも含まれる。
In this example, the top and bottom are reversed by lifting the
次に、スティンガー5を通過して海中あるいは海面9付近に到達したサポート8は、天地を逆にしていた拘束を解くことによってパイプ4を軸に回転する。これはサポート8の重心Gとサポート8の貫通穴15の中心Cとの前記位置関係による作用であり、サポート8の低部17が海底の方向に向いた状態のまま、パイプライン2と共に沈降し着底する。
Next, the
ここで、サポート8の重心Gの位置について更に述べると、重心Gの位置は、サポート8に開けられた貫通穴15の中心Cを貫きサポート8の底部17に垂直な軸Y上で中心Cと底部17の間にある。沈降中にサポートの底部17を確実に海底1の方向に向けるためには、重心Gの垂直方向の位置はなるべく底部17に近い方が望ましく、また水平方向の位置は、軸Yからなるべく左右にずれない位置に設定するほうが良い。
Here, the position of the center of gravity G of the
なお、ここでサポート8の天地を逆にしていた状況を解除する手段は、天地を逆にしていた方法により異なることとなる。例えば、クレーンによってロープ20で吊りあげていたのであればそのロープ20を外せば良いし、それ以外の一時的な拘束手段によっているのであれば、その拘束手段を解けばよい。そのための作業を行う場所は、敷設船3上あるいは海面9に近い海中が考えられるが、仮に海中でのダイバー作業を必要とする手法によったとしても、あくまでも海面9に近いところでの作業に限れることから、海底1でのダイバー作業を必要とする従来技術と比較して格段に労力が少なく、すなわちコストを削減することができる。
Note that the means for canceling the situation in which the top and bottom of the
さらに述べるならば、本実施形態では、サポート8の天地を逆にした状態でパイプライン2をハンドリングすることで、敷設船3およびスティンガー5に設置されているローラー6とサポート8の干渉を避けているが、他の実施形態として、図5(a)に側面断面図、図5(b)に正面図(図5(a)のC−C矢視図)を示すように、例えばパイプ4の高さ位置から水平方向左右両側にローラー6の幅(ローラー6の長手方向の長さ)よりも長く補助部材21を伸ばし、その補助部材21の端部から下方に向かって支柱部12を設けるようにすれば、サポート8の天地を逆にしないでローラー6との干渉を避けることができる。なお、この場合も、サポート8に貫通穴15を設けておき、その貫通穴15を鋼管10が通るようにして、サポート8が鋼管10を軸にして回転自在になるようにしておくとよい。それによって、パイプライン2の敷設時におけるパイプライン2の軸廻りのねじれ、またはサポート8が着底する場所の傾斜等の影響を吸収することができる。
In addition, in this embodiment, by handling the
つまりは、敷設船3やスティンガー5の周囲のスペース、ローラー6の構造等を総合的に勘案して最も合理的なサポート8の構造を採用すれば良く、あらかじめ船上でサポート8をパイプライン2に装着してから海中を沈降させて海底1に着底させるという本発明の骨子が、採用されるサポート8の具体的な構造によって制限されるものではない。
In other words, it is sufficient to adopt the most
このように、本発明の実施形態においては、新規に海底パイプラインを敷設するに際し、海底1において既設ライン7と交差する部分の前後のパイプ4にあらかじめサポート8を装着し、このサポート8を装着したパイプライン2を敷設船3から繰り出して沈降・着底させることで、ダイバーによる海底作業を要せずに既設ライン7を保護しながら、新規に海底パイプラインを効率的に敷設することができる。
Thus, in the embodiment of the present invention, when a new submarine pipeline is laid, the
1 海底
2 パイプライン
3 敷設船
4 パイプ
5 スティンガー
6 ローラー
7 既設ライン
8 サポート
9 海面
10 鋼管
11 コンクリートコーティング
12 支柱部
13 脚部
14 溶接部
15 貫通穴
16 上面
17 底部
20 ロープ
21 補助部材
101 船舶
102 溝
103 グラウトマット
111 砂
112 砕石
113 マウンド
121 防護構造物
G 重心
C 中心
Y 軸
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