JP6214808B1 - 海底パイプラインの揚陸工法 - Google Patents

Abstract

【課題】海底パイプラインの揚陸工法において、揚陸箇所の汀部に保護区域がある場合にも、保護区域の汀部に悪影響を及ぼすことなく、施工を可能にし、敷設したパイプラインを適正な状態で維持管理できるようにする。【解決手段】海底パイプラインの揚陸工法は、地上に築造した立坑からシールド工法で海底に向けてトンネルを築造する工程と、海底に到達したシールド機を切断・回収して、トンネルの先端を開放し、当該先端からトンネル内にパイプラインを引き込む工程と、トンネルの海側先端部の内面と引き込んだパイプラインの外周面との間に止水シールを装着することで、トンネルの先端を止水し、トンネル内の海水を排水する工程を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、海底パイプラインを揚陸する工法に関するものである。

ガスパイプラインは、通常地中に埋設されているが、海岸近くのＬＮＧ基地から海岸沿いの離れたガス供給地域に向けてパイプラインを敷設する場合や、離島のガス供給地域に向けてパイプラインを敷設する場合などでは、パイプラインを海底に敷設する場合がある。このような海底パイプラインの敷設では、海底から地上にパイプラインを揚陸することが必要になる。その際に採用し得る施工方法は、既存の技術として、開削工法、弧状推進工法、シールド工法などが考えられる。シールド工法としては、水中へのシールド推進を行う工法などが提案されている（下記特許文献１参照）。

特開平８−１２８２９６号公報

海底パイプラインの揚陸を開削工法で行う場合は、海上から海底を所定の深さまで掘削して、掘削溝内にパイプラインを敷設することになるが、汀部に水産資源法に基づく保護水面が指定されている区域などでは、海底を掘削することに制限があり、このような工法を採用することができない。

また、弧状推進工法を採用する場合には、ドリルヘッドを装着したパイロット管で海底下に孔を掘り、その中にパイプラインを引き込むことになるが、現場の土質条件により施工可能延長距離が制限されるので、前述した保護区域がある場合には、それを超える施工延長距離を確保できない場合がある。

これに対して、シールド工法を採用する場合には、地上部に立坑を設け、シールド機で海底下に水平にトンネルを築造し、そのトンネル内にパイプラインを敷設することになる。シールド工法は、現場の土質条件に応じた設計・施工が可能なため、施工可能距離を長くすることができ、前述した保護水面がある場合にも対応可能である。しかしながら、パイプラインを引き込む際にトンネル内に海水が流入するので、ガスパイプラインのように引き込み後にトンネルとパイプラインとの空隙を、通気性を有するエアモルタルで充填する必要がある場合には、トンネル内をドライ環境にするために、新たな施工技術が必要になる。

本発明は、このような事情に対処するために提案されたものである。すなわち、海底パイプラインの揚陸工法において、揚陸箇所の汀部に保護区域がある場合にも、保護区域の汀部に悪影響を及ぼすことなく、施工を可能にすること、敷設したパイプラインを適正な状態で維持管理できるようにすること、などが本発明の課題である。

このような課題を解決するために、本発明による海底パイプラインの揚陸工法は、以下の構成を具備するものである。
地上に築造した立坑からシールド工法で海底に向けてトンネルを築造する工程と、海底に到達したシールド機を切断・回収して、前記トンネルの先端を開放し、当該先端から前記トンネル内にパイプラインを引き込む工程と、前記トンネルの海側先端部の内面と引き込んだパイプラインの外周面との間に止水シールを装着することで、前記トンネルの先端を止水し、前記トンネル内の海水を排水する工程を有することを特徴とする海底パイプラインの揚陸工法。

このような特徴を有する本発明は、海底パイプラインの揚陸工法において、揚陸箇所の汀部に保護区域がある場合にも、保護区域の汀部に悪影響を及ぼすことなく、施工を可能にすることができ、敷設したパイプラインを適正な状態で維持管理することができる。

本発明の実施形態に係る海底パイプラインの揚陸工法を示す工程フローである。 本発明の実施形態に係る海底パイプラインの揚陸工法の各工程を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る海底パイプラインの揚陸工法の各工程を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る海底パイプラインの揚陸工法の各工程を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る海底パイプラインの揚陸工法の各工程を示す説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。

図１に示すように、本発明の実施形態に係る海底パイプラインの揚陸工法は、地上に立坑を構築する工程（Ｓ１）、海底に向けてシールドトンネル（以下、トンネルという）を構築する工程（Ｓ２）、シールド機の切断・回収工程（Ｓ３）、パイプラインの引き込み工程（Ｓ４）、トンネル先端の止水工程（Ｓ５）、トンネル内の排水工程（Ｓ６）、トンネル内に充填材を充填する工程（Ｓ７）、立管の接続工程（Ｓ８）等の工程を有している。

本発明の実施形態に係る海底パイプラインの揚陸工程は、海底からパイプラインを揚陸する地上までの間に、保護区域が存在する場合に有効に適用され、保護区域における沿岸部の保護水面や汀部の環境に影響を与えることがないように施工することができるものである。

前述した各工程Ｓ１〜Ｓ８を図２〜図５に基づいて詳しく説明する。図２において、地上に構築される立坑Ｖは、シールド工法を行うための発進立坑であり、パイプラインの揚陸候補地内に立坑Ｖを築造して、その中にシールド機Ｓを投入する。そして、海底到達点に向けてシールド機Ｓ推進し、トンネルＴを築造する。

図３に示すように、海底到達位置にトンネルＴが達すると、トンネルＴ内に海水を入れ、シールド機Ｓを切断・回収する。シールド機Ｓの切断は、作業船（クレーン船）Ｕ１から海底に降ろしたクレーンにシールド機Ｓを接続し、ダイバー作業などで、シールド機Ｓの切断位置の外側にダイヤモンドワイヤーなどの線状切断具を巻き付け、水中で押し引きを行ってシールド機鋼殻を切断する。切断されたシールド機Ｓは、作業船Ｕ１上に回収される。

先端が海底に開放されたトンネルＴには、その先端部内側に止水装置Ｑが装着されている。トンネルＴへの止水装置Ｑの装着は、シールド機Ｓを回収する前に行われる。海底に敷設されるパイプラインＰは、敷設船Ｕ２上で溶接により接続されたものが、次々と海中に送り出される。送り出されて止水装置Ｑの開口に挿入されたパイプラインＰの先端にはワイヤＷが接続され、ウインチＷ１によりワイヤＷを引くことで、パイプラインＰはトンネルＴ内に引き込まれる。

パイプラインＰの引き込み完了後には、図４に示すように、トンネルＴの先端部に装着した止水装置Ｑを作動して、トンネルＴの海側先端部の内面と引き込んだパイプラインＰの外周面との間に止水シールＱ１を装着することで、トンネルＴの先端を止水する。その後は、トンネルＴと立坑Ｖ内の海水を立坑Ｖから図示省略したポンプで排水することで、トンネルＴ内をドライ環境にする。

その後は、図５に示すように、トンネルＴ内にエアモルタルなどの充填材Ｅを充填する。充填材Ｅの充填は、立坑Ｖを介して地上からホースをトンネルＴ内に送り込み、ホースから放出される充填材ＥでトンネルＴを埋める。その後は、パイプラインＰに立管Ｐ１を接続して所定の配管を行い、立坑Ｖを埋め戻す。更に、海底のトンネルＴ先端外部を埋め戻すなどして、作業を終了する。

以上説明したように、本発明の実施形態に係る海底パイプラインの揚陸工法では、保護区域内の沿岸部の保護水面や汀部の環境に影響を与えることなく、その地下に築造したトンネルＴを経由して、海底パイプラインＰの揚陸を行うことができる。

この際、海上に到達立坑を設けないので、船舶等の海上作業をシールド機Ｓの切断・回収やパイプラインＰの接続（溶接）など、極小化しているので、工期の短縮化が可能であり、また、荒天待機による遅延リスクが抑制され、経済性を向上することができる。

そして、パイプラインＰの引き込み後には、トンネルＴの先端を止水し、トンネルＴ内をドライ環境にすることができるので、適正且つ安全な施工条件下でエアモルタルなどの充填材でトンネルＴ内を充填することができる。

これによって、海底パイプラインの揚陸工法において、揚陸箇所の汀部に保護区域がある場合にも、保護区域の汀部に悪影響を及ぼすことなく、施工を可能にすることができ、敷設したパイプラインを適正な状態で維持管理することができる。

Ｖ：立坑，Ｓ：シールド機，Ｔ：トンネル，Ｕ１：作業船（クレーン船），
Ｕ２：敷設船，Ｐ：パイプライン，Ｐ１：立管，
Ｑ：止水装置，Ｑ１：止水シール，
Ｗ：ワイヤ，Ｗ１：ウインチ，Ｅ：充填材

Claims (4)

1. 地上に築造した立坑からシールド工法で海底に向けてトンネルを築造する工程と、
   海底に到達したシールド機を切断・回収して、前記トンネルの先端を開放し、当該先端から前記トンネル内にパイプラインを引き込む工程と、
   前記トンネルの海側先端部の内面と引き込んだパイプラインの外周面との間に止水シールを装着することで、前記トンネルの先端を止水し、前記トンネル内の海水を排水する工程を有することを特徴とする海底パイプラインの揚陸工法。
2. 前記トンネル内の海水を排水した後、前記トンネル内に充填材を充填する工程を有することを特徴とする請求項１に記載された海底パイプラインの揚陸工法。
3. 前記シールド機の回収前に、前記トンネルの海側先端部の内面に止水装置を装着し、前記トンネル内にパイプラインを引き込んだ後に止水装置を作動して前記止水シールを装着することを特徴とする請求項１又は２に記載された海底パイプラインの揚陸工法。
4. 前記トンネル内に引き込まれたパイプラインは、前記立坑内に敷設した立管に接続されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載された海底パイプラインの揚陸工法。
   

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