JP5813109B2 - １以上の水中支柱又は杭を設置するための表面突出型再利用可能水中テンプレート - Google Patents

Description

本発明は、海底や河底などの水域の底、特に、流れの強い場所（必ずしも要件ではない）において杭基礎などの柱状部材の設置を容易にする改良に関する。

橋、桟橋、沖合の風車又は潮流タービンなどを支えるために必要とされる構造物の基礎を据える最も確実な既知の方法は、海底、河底、その他の水面下の底、さらにはその他の液域の底部の地盤に適切な深さで打ち込んだり叩き込んだりした杭（単一杭）又は杭のパターン（杭に取り付けるジャケット構造物を使用）の上に、構造物を設置する方法である。しかしながら、この方法は、特に、流れ（潮流、水流）の強い領域では困難である。すなわち、その底は流れによって岩やその他の堅い面まで浸食される傾向があり、回転掘削を必要とするとともに、通常、掘削処理中に掘削ユニットや付随するドリルストリングを支持する、固定され安定した構造物を必要とするためである。さらに、流れの強い領域では、ドリルストリングをその流れによる破壊から保護する必要があり、そのため、水面上から掘削を行う海底や河底の地点まで実質的に垂直に延びた固定導管を通して掘削することが一般的に行われている。実際には、それ故に、大きな動きを防ぐことが可能なアンカーポイントに確実に係留された浮体から掘削することのみが可能であり、当該浮体は、強い流れ及び高潮差の少なくともいずれかがある場所に配置するのは困難であり、費用がかかる。動的な位置決めシステムを有する浮体は、費用がかかり過ぎる傾向にあり且つそのような条件下で作業するのは難しい。そして、これら浮体及びその他の浮体も、大きな波のある状態では上下してしまい、掘削作業を行うのは難しい。

別の選択肢として、海底又は河底に据え置かれたある種のテンプレートを通して杭（パイル）を海中で所定の場所に打ち込むこともある。しかし、これをダイバーなど人手で配置するのは難しく、また、ＲＯＶ（遠隔操作装置）を使用するにしても、流れの強い領域では実質上不可能である。実際には、掘削のための給電には、ドリルにエネルギー及び制御信号の両方を送るために水上船から可撓性の供給パイプラインを引くことが必要であるが、その供給パイプラインを破壊し湾曲させ得る強い流れの中で行うのは非常に困難となる。

そのため、現在では、海中に杭を設置する好ましい方法は、ジャッキアップバージ（はしけ）から掘削を行うことである。ジャッキアップバージは、自身を水からジャッキアップすることができ、ジャッキアップされた船体の重量を用いて海底にその脚部で立ち、安定した固定プラットフォームを提供し、そこから、通常は、適切な導管を所定の位置に保持可能な液圧（油圧）式杭門（pile gate）から、掘削を行うことができる。

しかしながら、高速にジャッキアップ及びジャッキダウンできるジャッキアップバージだけが、強潮流やその他の流れの強い場所において安全に使用可能であり、さらには、脚部の末端部は堅い地盤に不向きである場合が多いため、ジャッキアップバージの使用には数多くの問題がある。また、脚部からの渦放出が、放出で危険な共振振動を生じ得るといった安定性の問題を引き起こす。加えて、波に対して十分な高さをもって沖合に安全に屹立することが可能なジャッキアップバージは、比較的大規模である必要があり、したがってこれらは高価なはしけであり、大多数の沖合や河で使用する場合に許容外の費用がかかる結果となる。

ジャッキアップバージの脚部は、常に片持ち梁である。当該脚部はバージ船体のオリフィスを通して上下可能であることが必要であり、したがって交差筋交いやその他の強化手段を水面下に有することができないというのがその理由である。さらに、ストレーキ（strake）やその他の手段を取り付けて渦放出を抑制することは困難であり、このことにより、脚部で上昇させたときに作業遂行可能なジャッキアップバージの安定性及び水深は、脚部の強度、特に座屈に対する抵抗力によって制限される。

本発明の第１の態様によれば、水底に１つ以上の柱状部材を屹立させるために、仮設され且つ柱状部材の屹立完了後には回収される、仮設テンプレート構造物が提供される。当該仮設テンプレート構造物は、水底上に支持された土台構造物からそれぞれ実質的に垂直に延び、柱状部材を屹立させる位置を決める所定の配置にしてある３本以上の長尺脚部材を含み、この長尺脚部材は、土台構造物に対して実質的に平行に配置されるプラットフォームを支持する役割を果たす。さらに、当該仮設テンプレート構造物は、土台構造物からプラットフォームまでの間において長尺脚部材の間に筋交い部材を備え、プラットフォームから長尺脚部材を通し柱状部材を水底へ打ち込むべく使用される。

本発明の第２の態様によれば、１つ以上の柱状部材を水底に屹立させる方法が提供される。当該方法は、土台構造物と、この土台構造物から実質的に垂直に延び且つ筋交い部材により互いに固定されると共に柱状部材を屹立させる位置を決める所定の配置にされた３本以上の長尺脚部材と、土台構造物に対して実質的に平行に配置されるプラットフォームと、を含む仮設テンプレート構造物を、目的の場所に輸送し、土台構造物を沈降させて水底に近接させて支え、プラットフォームを、水面よりも実質的に上で長尺脚部材により支持されるように配置する、ことを含む。このプラットフォームから作業を実行し、長尺脚部材を通し柱状部材を水底に打ち込んで屹立させ、柱状部材の屹立が完了した後には当該仮設テンプレート構造物を回収する。

本発明の第３の態様によれば、上記の本発明に係る仮設テンプレート構造物を、第１及び第２の船体を有する双胴船の、その第１の船体と第２の船体との間に支持して輸送する、輸送方法が提供される。

本発明の第４の態様によれば、柱状部材を屹立させるために海又は河に配置され、柱状部材の屹立完了後には回収される、仮設テンプレート構造物であって、水面よりも実質的に上に配置されるプラットフォームと、このプラットフォームを水面上に支持するために十分な長さを有すると共に柱状部材を屹立させる位置を決める所定の配置にしてある３本以上の長尺脚部材と、プラットフォームに対し実質的に平行として水底上に配置され、長尺脚部材を直立姿勢に支持する土台構造物と、土台構造物からプラットフォームまでの間において長尺脚部材の間に設けられる筋交い部材と、を含み、そのプラットフォームは、少なくとも１つの掘削ユニットを設置する役割をもち、該掘削ユニットは、長尺脚部材を通し水底まで降ろしたドリルにより柱状部材の受け穴を掘削するドリルストリングを備える、仮設テンプレート構造物が提供される。当該仮設テンプレート構造物は、プラットフォームから長尺脚部材を通し柱状部材を受け穴へ打ち込むべく使用される。

本発明の第５の態様によれば、柱状部材として１つ以上の支柱を水底に屹立させる方法であって、上記の仮設テンプレート構造物を目的の場所に設置してそのプラットフォームを水面上に配置し、プラットフォームに設置された掘削ユニットを動作させ、長尺脚部材に通したドリルストリングを使用して水底に支柱の受け穴を開け、長尺脚部材を通してその受け穴に支柱を導入する、ことを含む方法が提供される。該支柱の屹立が完了した後には当該仮設テンプレート構造物を回収する。

以上の態様によれば、強い流れや波などがある悪条件下においても、地表面における柱状部材の安全且つ確実な設置を容易とする、テンプレート構造物を提供することができる。

基本的に、本発明は、強い流れの中であってもあるいは高波浪の影響を受けた水中であっても、仮設として安全に自立するように設計されたテンプレート構造物を提供する。このテンプレート構造物は、常設構造物のための１以上の杭を挿入するための、海底や河底の穴の掘削を支援する設備を含む。常設構造物はその事前設置した杭に取り付けられることにより、以降、当該位置に据え置かれる。杭が所定の場所に配置されれば、テンプレート構造物は、簡単に移動させることが可能であり、同様の掘削作業をさらに行うために再利用される。

好ましくは、上記構造物の輸送及び取り扱いは、専用の双胴バージ船による。

適宜、柱状部材は、先端にドリルを付けて形成され得る杭の形状とされる。この場合、杭は、地面の十分な貫入達成後にドリルストリングを取り外すだけで、掘削穴中に埋め込んで残すことができる。又は、ドリルストリングと一緒にドリルを、垂直管状の長尺脚部材を通して抜き、クレーン又はウィンチを用いて垂直管状の長尺脚部材を通し穴へ杭を降下させてもよい。

適宜、テンプレート構造物は、杭の配置以外の目的にも使用可能である。例えば、地質工学的調査の掘削のために、船の一時的な係留に用いる、あるいは、速い動きのあり得る水域（又は他の液域）下の海底、河底、その他の底面で安定したプラットフォームを配置できるようにする他のいかなる目的に対しても有益に応用し得る。

また、適宜、テンプレート構造物は、垂直管状の長尺脚部材の配置によって、標準的な配列にした杭を海又は他の水域の水底に掘削した穴に挿入することを可能にする。このテンプレート構造物は、設置後の杭を残して杭から離すことができ、後に、何らかの有用な構造物（沖合の風力タービン、水路標識、桟橋、又は潮流タービンなど）を下降させてその杭に固定するべく準備する。

さらに、杭の設置後、続いてグラウトを詰めて穴に固めることができる。このためのグラウトシステムは、水面よりも上に配置されたプラットフォームに設けられ、垂直管状の長尺脚部材を通して配備されるホースを通しグラウトを杭内の適切なグラウトチャンネル（流路）へ供給する。

適宜、テンプレート構造物には、バラスト用銑鉄を用いて安定させることが可能な比較的重い土台を組み込み、非常に強い流れのある場所においても安全に屹立する程十分にテンプレート構造物を重くする。

好ましくは、当該構造物は、土台構造物を水底上に支持する支持足場（フーチング）にレベリングジャッキを設けてあり、該テンプレート構造物を水底に設置した後、掘削工程を開始する前にテンプレート構造物を正確に水平にできることが好ましい。

適宜、レベリングジャッキは、液圧（油圧）式ラム、スクリュージャッキ、又はその他の重量物を持ち上げ可能な機構であり得る。

テンプレート構造物の好ましい構造において、上記垂直の長尺脚部材は、海又は河の速い流れに曝される円筒状の部材であれば発生する渦放出を、防ぐために、水流の上流及び下流のよどみ点に取り付けられた縦又は螺旋状のストレーキ、あるいはその他の流れの阻害物（「スポイラ」）を有しているとよい。

代替の構成では、流れの阻害は、非円筒状の垂直の長尺脚部材を用いて達成してもよい。例えば、場合によっては渦放出を防ぐだけでなく抵抗を減らして構造物の負荷を減らす上でも有効な特性をもつ、流線形のフェアリング（fairing）を付ける、楕円形又はダイヤモンド形とすることができる。

垂直管状の長尺脚部材の間に設けられる交差筋交い部材は、構造物の全体的な強度及びその脚部材の座屈対抗力を増やす。このような筋交い部材は、抵抗を最小限にするように構成されることが、必須ではないけれども好ましい。例えば長方形断面をもつ筋交い部材は、その長辺が流れの方向と一致するように設定されることが好ましい。

使用場所へテンプレート構造物を輸送する好適な様式は、従来型のクレーンバージを使用するか、あるいは、搭載クレーン又は搭載ウィンチのいずれかを使用して双胴船の船体間で当該構造物を持ち上げることの可能な専用の双胴船を使用し、テンプレート構造物を所定の場所に運び、所定の位置へ降下させ、掘削作業と杭配置の完了後に上昇させて回収する。

もしくは、テンプレート構造物に浮力室又は浮袋などその他の浮力手段を設けて、テンプレート構造物を浮かばせて曳航型の船から曳航して運び、そして、所定の場所で構造物を沈められるように、浮力補助具を浸水させるか、もしくは徐々に切り離してもよい。

掘削作業及び杭配置の完了後、浮力装置を排水し又は再度取り付けて、掘削作業及び杭配置の完了後に構造物を再浮上させて回収する。

テンプレート構造物のさらなる構成においては、１以上のスリーブを垂直管状の長尺脚部材と同軸にして下に配置することができる。このスリーブによって、実質的に、脚部材が土台構造物から実際の水底まで延びる状態となり、本来なら間隙である部分における流れの勢いからドリルストリング又はグラウトホースを保護する。

適宜、上記スリーブは、掘削前に垂直管状の長尺脚部材を通して降下させることができる。もしくは、上記スリーブは、非使用時に脚部材の最下部の外側周囲に格納し、そして、構造物が所定の位置にあって水底に立っているときに、適切な留め具又は締め具を解除することによって降下させることができる。

さらに、垂直管状の長尺脚部材は、その長さを変えるために除去又は挿入される部位をもつことができ、これによって様々な水深でテンプレート構造物の使用が可能となる。

適宜、テンプレート構造物は、該テンプレート構造物を海（又は河）底上に保持する重力をアシストする正味下向きの「揚」力を、水の流れを使用して生成する、交差筋交いと一体化可能な一体型機構を有する（例えば水中翼）。

好ましくは、テンプレート構造物において、その土台構造物は、海底又は河底からわずかに離れて配置され、管状の長尺脚部材は、たとえ波があってもプラットフォームが水面の上に位置するような高さとなる。

適宜、異なる水深に対して異なるユニットを設計し得る。あるいは、管状の長尺脚部材の取り外し可能な部位を異なる水深に対応するべく除去又は追加してもよい。

好都合な設置の様式として、水位よりも実質的に上にテンプレート構造物を留めるように船体間に十分な空間を有する双胴船を使用して、当該構造物を要求された場所へ搬送し、その地点において、後述のように、搭載クレーンを使用するか又はウィンチを使用して、構造物を海、河、又はその他の水域の底へ降下させることができる。

テンプレート構造物の管状の長尺脚部材は、土台構造物を降下させて支持足場を海底又は河底に配置したときに、垂直に直立した姿勢で保持され得る。支持足場は、水底で一般に見られる凸凹や浮石を土台構造物がよけられる程度に十分に土台構造物より下へ突出しており、テンプレート構造物の土台構造物（シャシ：chassis）からの張出し部や延長部に一般的には設置され、海、河、又はその他の水域の底に立っているときに、構造物の安定に十分な空間を与え、強い流れがある場合に倒れないよう守る。

この支持足場は、堅い地面をつかむように先の尖った末端部を通常は有するが、様々な地盤状態に適応したその他の形状の脚部を用いてもよい。また、各足場は、液圧式ラム駆動のジャッキや、場合により電気や液圧作動式のスクリュージャッキなどの伸縮自在なレベリング装置、あるいは各足場の上下方向高さを調節可能なその他の装置を備えており、自身の立っている地面の凹凸を適切な制限内で補って、管状の長尺脚部材が正確に垂直となり、さらに、テンプレート構造物の支持足場が水底の下の地盤に置かれた後に、管状の長尺脚部材に設置されたプラットフォームが正確に水平となるように、管状の長尺脚部材を調節する。

正確な垂直位置決めが達成されれば、内部スリーブを管状の長尺脚部材を通し降下させて水底の地面に接地させ、これによって、地盤から離れている土台構造物から導管が延長された状態にしてもよい。さらに、外部スリーブを同様の目的で使用することもでき、この場合の外部スリーブは、構造物が正確に配置されると、遠隔制御で、垂直管状の長尺脚部材の下へリリース可能である。水平達成後に構造物の上部から水底までの間にこのような効果的保護導管が設置されれば、プラットフォーム上の管状長尺脚部材の上端に設置されたロックドリル打ち込み回転ユニット又は杭打ち型ハンマーユニットが、長尺脚部材を通し水底へ降ろしたドリルストリングに動力を供給するべく使用可能である（又は、ウォータージェットなどの他のいかなる掘削技術を用いてもよい）。

このドリルストリングは、その最下端に、所定の深さへ打ち込み及び叩き込みの少なくともいずれかが可能でその後に自動リリース機構によって切り離すことの可能な掘削カッターを取り付けた杭を有することができる。代替的に及びより従来型に近く、取り外し可能なドリルストリングを用いて穴を掘削し、これらを除いた後に、水位よりも上の上部プラットフォームに設置されたクレーン又はウィンチを用いて、同じ管状の長尺脚部材で杭を地盤中へ降下させてもよい。

所定の位置に降下した杭は、グラウトホース及び適切な内部グラウトパイプ又はチャンネル（流路）を事前に付けてあり、グラウトが杭に注入され、所定の位置へ降下させた後の杭の穴がグラウトで填塞される。グラウトホースは管状の長尺脚部材内にあって保護され、この脚部材は、水上プラットフォームを支持する脚として働くと同時に、導管として効果的に機能する。この注入設備は、上部プラットフォームに配備されてホースへ配分を行うようにできる。

テンプレート構造物の好適な実施形態は、３つの足場を含み、これらは、それ自体が立つ地面の凹凸に関係なく、テンプレート構造物の重さを共有するように配置可能である。しかしながら、必要に応じて、より多くの足場を使用し、多数の杭の組を打ち込むことも可能である。この場合、上述の水平化用ジャッキが、各足場を順次組み付けて安定するまでセッティングすることにより構造物を水平にすると共に荷重を均一に共有するように調整され得る。液圧システムを用いれば、荷重はその液圧から測定可能である。

この好適な実施形態は、三脚型ジャケット構造物に適した３本の杭の組を打ち込む際のテンプレートとして使用可能な３本の管状の長尺脚部材を使用する。しかしながら、同種の構造物を、最小で単一の支持脚部材を留めるため、又は３本の脚部材であってその一つが大きい断面直径で単杭を通し打ち込んで設置できる脚部材を留めるため、あるいは複数の足場ジャケット基礎を留める３本より多い脚部材を留めるため、に使用することもできる。

ジャッキアップバージを用いるような、船体を通して脚部材を上昇させる必要がないという要因により、本発明は、テンプレート構造物を通常的に水面下で交差筋交いして、強度を相当に高め、ジャッキアップバージ使用時に比べて安定性及び耐振動性（例えば渦放出からの）を大幅に向上させることができるという利点をもつ。その筋交い部材は、流れの方向に対し低い抵抗外形をもつように、適合させるのが好ましい。

渦放出を抑制するストレークを、水流の方向の上流及び下流で脚部材に対し垂直に固定してもよい。又は、水流の中で円筒状の脚部材が周期的に渦を放出する場合には、ストレーキを各脚部材の周りに螺旋状に配置して、「巻込」又はコアンダ効果を抑制してもよい。あるいは、代わりに脚部材を、楕円形の断面、その他の流線形外形の断面、又はダイアモンド形横断面外形など、抵抗を減らし渦放出を防ぐ、非円形断面としてもよい。

テンプレート構造物は、設置場所で予測される最も速い流れに曝されても安全に立っている必要がある。それには、流れの抵抗を原因としてテンプレート構造物が滑ったり傾いたりする傾向のいずれにも耐える十分な重さを有している必要がある。したがって、土台構造物（フレーム又はシャシ）は、これにクランプされるバラスト用銑鉄とも呼ばれるバラストを追加できる空間を有している。代わりに、クランプを不要とするべく、箱形で上部開放のコンテナを設けて、この中にバラストを積み込んでもよい。多くの場合、バラストは鋼片又は鉄片、古い鎖、その他の高密度で重みがあって低コストの材料である。

バラストは常時配置され得るし、場合によっては、構造物を所定の位置へ降下させた後に追加してもよい。必要に応じて付設クレーンバージから所定の位置へ降ろすようにして、追加のバラストを必要に応じ水面上のプラットフォームに追加してもよい。

上述の筋交い部材は、選択的に、水平方向の水中翼を任意で含むか支えていてもよい。この水中翼は、流れの速度の二乗に比例するダウンフォースを発生するように配置され、構造物の安定性向上を助け、必要なバラスト／バラスト用銑鉄を削減する。

水位よりも上のプラットフォームは、通常、クレーンやウィンチなどの作業に必要な他の設備、掘削用電力を供給する発電機器、グラウトシステム、作業員用宿泊設備、安全装備などを運搬するために使用してもよい。

さらに、通常は、杭を容易に持ち上げて穴掘削後の長尺脚部材内へ（搭載クレーン又はウィンチを用いて）降下させることができるように、例えば縦に積み上げられる杭のための空間が設けられる。

実際には、テンプレート構造物を、所定の使用場所へ輸送しそして持ち上げ、さらに杭の配置が終わった後には該場所から輸送する、手段が必要である。

このような輸送には、従来型クレーンバージや、それに搭載される可動式クレーンを有するベーシックバージの使用、それを運搬すること、別のバージからそれを移載すること、を含む。あるいは、浮力装置を使用して構造物を浮かせ、曳航船を使用して所定の場所まで曳航することが可能である。この場合、垂直に浮かせるか、又は、より実用的には、沈降の際に垂直姿勢へ回転させる起点となる側を下にして浮かせるとよい。

好適な方法は、船体間の空間がテンプレート構造物をその間に垂直に配置可能である構造の専用双胴船（２船体バージ）を使用することである。現場への輸送用双胴バージにテンプレート構造物を固定するために上昇させて、固縛が使用される。

バージが現場に配置されると、クレーン、より好ましくは甲板に据え付けられたウィンチ、がテンプレート構造物を所定の位置で保持し、固縛が解除される。その後、ケーブルを制御下で繰り出して、テンプレート構造物を制御下で降下させ、海底の足場に設置する。三脚型テンプレート構造物の場合、３台のウィンチを使用する構成が可能で、各足場の上に１台ずつ配置して、海底のテンプレート構造物の位置決めと着床をより正確に制御できるようにしてもよい。

専用双胴バージから構造物が運ばれて海底に確実に固定された後には、次の２通りの使い方が可能である。第一に、干満の影響で海面が上下しても所定の位置に保持可能な係留装置を使用してバージを構造物に係留する（適切な防舷材を設けてバージとテンプレート構造物との間の不可避の衝撃によるダメージを防ぐ）。第二に、曳航船によってバージを構造物から離す。

杭の打ち込み及び設置が完了した後にテンプレート構造物を回収するには、上述の手順を単純に逆に行えばよい。

流れの強い領域に杭を設置する従来の方法では、一般的に、ジャッキアップバージを使用して、掘削を行うプラットフォームを設ける。

本発明のテンプレート構造物がジャッキアップバージを超える利点を有している点に留意しておくと都合がよい。第一に、長尺の脚部材は、それを通した掘削で導管としても兼用され（ジャッキアップバージは脚部と別の導管とを必要とする）、これによって強い流れ中の全抵抗を減らすことができる。第二に、脚部材は、ジャッキアップバージの脚部用のように余裕の無いオリフィスを通して抜く必要がないので、ストレーキや流線形外形をもつことができる。これによって、強い流れの中に立つジャッキアップバージが不安定となる主要因である渦放出を、抑制できる。また、脚部材は筋交い部材を入れることにより、片持ち梁のジャッキアップバージ脚部に比べて強度及び座屈対抗力が大幅に増す。さらに、その筋交い部材には、ダウンフォースの生成によって強い流れの中での安定性を向上させる水中翼を、含ませることができる。最後に、本発明は、動く部品の無い「ダム（dumb）構造物」とも呼ばれる構成で、よりロバストであり、必要な作業をより高速に終える能力があり、さらに、同様の水深に立てることのできるジャッキアップバージと比較して大幅に費用が削減される。

本発明をより良く理解するため、また本発明をどのように実行するかを示すための添付図面について以下に説明する。

本発明のコンセプトを取り入れたテンプレート構造物が海底の所定の場所に配置された場合の実施形態の投射図を概略的に示すもので、水深を示すために海面（又はその他の水面）を部分的に示す。 船体間で図１に示すテンプレート構造物全体を輸送可能な専用２船体（双胴）型船を概略的に示す。 ２船体船をどのように使用して、海底（又はその他の水面下）に立たせるべくテンプレート構造物を降下させるか、を概略的に示す。

図１を参照すると、図示されたテンプレート構造物の実施形態は、上下方向に調節可能な３つの支持足場２を備えた、３本の屹立した管状の長尺脚部材１を伴う。図示の本実施形態において、例として示した各足場２は、１対の油圧式ラム２ａを有する。ただし、その他の上下方向調節手段を使用してもよい。足場２は、バラスト又はバラスト用銑鉄４を保有するシャシフレーム３から張り出した延長部２ｂに設けられている。

作業プラットフォーム５は、テンプレート構造物の上部（頭頂）領域に配置される。プラットフォーム５は、通常、作業員と共に、１以上のクレーン、発電設備、グラウトシステムなど（図示略）を載せる。

交差筋交い部材６は、テンプレート構造物の補強及び剛性向上のために使用することができる。この筋交い部材６は、安定性を増加させるために強い流れの中でダウンフォースを生成するように向きを調整された水中翼（図示略）の形状をもつか、あるいはそのような水中翼を保有できるようにしてもよい。

小クレーン８を有する一つの掘削リグ７が、管状の長尺脚部材１のうちの１本の上に設置されて示されている。本例においてこのような掘削リグ７及び関連クレーン８は、順次掘削を可能とするように１つの脚部材１から次の脚部材へ移動可能としてあるので、掘削リグ７及び関連クレーン８を一つだけ図１に示す。しかしながら、実用的には、各脚部材１に掘削リグ７及び関連クレーン８を設けて、同時に掘削及び杭挿入を行って設置作業の高速化を図る方が費用対効果が高いこともある。

上述のシステムの性能を向上させることのできる詳細として、渦放出を抑制するべく、各脚部材１には、水流の上流及び下流側に沿って垂直方向に設定されたストレーキ９が含まれる。ストレーキ９は、同じ目的をなすために多くの背の高い煙突で使用されるように、螺旋形状であってもよい。あるいは、渦を発生させる可能性の低い流線形（楕円形）又は直縁形（ダイヤモンド形）の外形など、円形以外の断面の脚部材１としてもよい（図示略）。延長スリーブ１０が設けられており、この延長スリーブ１０は、構造物が設置されると管状の脚部材１を通して下降させることができ、管状の脚部材１の最下端と海底又は河底の地表面ＳＢとの間の空間をドリルストリングが通過する際に該ドリルストリングを保護する。あるいは、図示するように、このようなスリーブ１０は、十分な空間を与えた関連する管状の脚部材１の下端の外部に設けることもできる。

図２に、図１に示すテンプレート構造物全体を船体間で輸送可能な専用の２船体（双胴）型船を示す。このような船の利点は、従来のバージと比べて、高速移動する水中で船体の抵抗が低くなるように設計できることである。

図３は、双胴バージがテンプレート構造物を降下させて、海底（又はその他の水底）に立たせる様子を示す。掘削作業の間、バージはテンプレート構造物に係留したままでもよいし、一度バージを離した後、掘削完了後にテンプレート構造物を回収するべく戻してもよい。

１ 脚部材
２ 支持足場
３ 土台構造物（シャシ又はフレーム）
４ バラスト又はバラスト用銑鉄
５ プラットフォーム
６ 筋交い部材
７ 掘削リグ
８ クレーン
９ ストレーキ

Claims (22)

1. 水底に１つ以上の柱状部材を屹立させるために仮設され、前記柱状部材の屹立が完了した後には回収される、仮設テンプレート構造物であって、
   水底上に支持された土台構造物からそれぞれ垂直に延び、前記柱状部材を屹立させる位置を決める所定の配置にしてある３本以上の長尺脚部材を含み、
   該長尺脚部材は、前記土台構造物に対して平行に配置されるプラットフォームを支持する役割をもち、
   前記土台構造物から前記プラットフォームまでの間において前記長尺脚部材の間に筋交い部材を備え、
   前記プラットフォームから前記長尺脚部材を通し前記柱状部材を水底へ打ち込むべく使用される、
   仮設テンプレート構造物。
2. 前記１つ以上の柱状部材が１つ以上の杭である、請求項１に記載の仮設テンプレート構造物。
3. 前記プラットフォームに掘削ユニットが設けられる、請求項１又は請求項２に記載の仮設テンプレート構造物。
4. 前記掘削ユニットの端部が前記柱状部材の１つを構成する、請求項３に記載の仮設テンプレート構造物。
5. 前記長尺脚部材のそれぞれが、管形状であるか、又は水流に対する抵抗を減らし渦放出を防ぐ非円形断面を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の仮設テンプレート構造物。
6. 前記柱状部材が１つずつ、前記各長尺脚部材を通して移動可能である、請求項５に記載の仮設テンプレート構造物。
7. 前記プラットフォームに設けられたグラウトシステムをさらに備え、
   該グラウトシステムが、水底に設置された前記柱状部材を固定するためにグラウトを送るように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の仮設テンプレート構造物。
8. 前記土台構造物がバラスト材の支持部を備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の仮設テンプレート構造物。
9. 前記土台構造物は、該土台構造物の下へ延びて水底に接地するように配置される複数の支持足場を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の仮設テンプレート構造物。
10. 前記土台構造物がレベリング装置を備える、請求項９に記載の仮設テンプレート構造物。
11. 前記レベリング装置は前記支持足場に備えられている、請求項１０に記載の仮設テンプレート構造物。
12. 前記長尺脚部材は、水流の上流側及び下流側に取り付けられたストレーキを含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の仮設テンプレート構造物。
13. 前記筋交い部材に水中翼装置が設けられている、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の仮設テンプレート構造物。
14. 浮力手段をさらに備える、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の仮設テンプレート構造物。
15. 前記長尺脚部材の下端から下方へ突出可能なスリーブ装置をさらに備える、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の仮設テンプレート構造物。
16. １つ以上の柱状部材を水底に屹立させる方法であって、
    土台構造物と、該土台構造物から垂直に延び且つ筋交い部材により互いに固定されると共に前記柱状部材を屹立させる位置を決める所定の配置にされた３本以上の長尺脚部材と、前記土台構造物に対して平行に配置されるプラットフォームと、を含む仮設テンプレート構造物を、目的の場所に輸送し、
    前記土台構造物を沈降させて水底に近接させて支え、
    前記プラットフォームを、水面よりも上で前記長尺脚部材により支持されるように配置し、
    このプラットフォームから作業を実行し、前記長尺脚部材を通し前記柱状部材を水底に打ち込んで屹立させ、
    前記柱状部材の屹立が完了した後に前記仮設テンプレート構造物を回収する、
    ことを含む方法。
17. 前記仮設テンプレート構造物の輸送は、水面上で双胴船の第１及び第２の船体の間に前記仮設テンプレート構造物を支持することを含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記プラットフォームからの作業は、１つ以上の穴を水底に掘削し、該掘削した穴に前記柱状部材をそれぞれ挿入することを含む、請求項１６又は請求項１７に記載の方法。
19. 請求項１〜１５のいずれか１項に記載の仮設テンプレート構造物を、第１及び第２の船体を有する双胴船の、前記第１の船体と前記第２の船体との間に支持して、仮設の現場へ輸送して沈め、
    該仮設テンプレート構造物を利用した柱状部材の屹立が完了した後、前記双胴船により、前記沈めた仮設テンプレート構造物を現場から回収する、輸送方法。
20. 前記双胴船に搭載した複数のウィンチ装置を、そのケーブルを前記仮設テンプレート構造物に接続して使用することさらに含む、請求項１９に記載の輸送方法。
21. 柱状部材を屹立させるために海又は河に配置され、前記柱状部材の屹立が完了した後に回収される、仮設テンプレート構造物であって、
    水面よりも上に配置されるプラットフォームと、
    該プラットフォームを水面上に支持するために十分な長さを有すると共に前記柱状部材を屹立させる位置を決める所定の配置にしてある３本以上の長尺脚部材と、
    前記プラットフォームに対し平行として水底上に配置され、前記長尺脚部材を直立姿勢に支持する土台構造物と、
    該土台構造物から前記プラットフォームまでの間において前記長尺脚部材の間に設けられる筋交い部材と、を含み、
    前記プラットフォームは、少なくとも１つの掘削ユニットを設置する役割をもち、
    該掘削ユニットは、前記長尺脚部材を通し水底まで降ろしたドリルにより前記柱状部材の受け穴を掘削するドリルストリングを備え、
    前記プラットフォームから前記長尺脚部材を通し前記柱状部材を前記受け穴へ打ち込むべく使用される、
    仮設テンプレート構造物。
22. 柱状部材として１つ以上の支柱を水底に屹立させる方法であって、
    請求項２１に記載の仮設テンプレート構造物を目的の場所に設置して前記プラットフォームを水面上に配置し、
    前記プラットフォームに設置された掘削ユニットを動作させ、前記長尺脚部材に通した前記ドリルストリングを使用して水底に前記支柱の受け穴を開け、
    前記長尺脚部材を通して前記受け穴に前記支柱を導入し、
    該支柱の屹立が完了した後に前記仮設テンプレート構造物を回収する、
    ことを含む方法。

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