JP6686028B2

JP6686028B2 - 騒音低減装置

Info

Publication number: JP6686028B2
Application number: JP2017534541A
Authority: JP
Inventors: バウデヴェイン・カスペル・ユング; ヘンリクス・ゲラルドゥス・アンドレアス・ファン・フェッセム
Original assignee: アイエイチシー・ホランド・アイイー・ベー・フェー
Priority date: 2014-12-29
Filing date: 2015-12-29
Publication date: 2020-04-22
Anticipated expiration: 2035-12-29
Also published as: CN107109815B; CN107109815A; US20180023266A1; US10794032B2; KR102320055B1; KR20170110578A; NL2014069B1; DK3240932T3; JP2018500488A; EP3240932A1; EP3240932B1; WO2016108692A1

Description

本発明は、基礎部材を設置する方法、特に、モノパイル (mono pile) をドライバによって水中地盤に設置する方法に関し、該方法は、基礎部材を水中地盤上、例えば川底又は海底上あるいは洗掘防止工 (scour protection) 又は岩層上に載置する工程と、前記ドライバから周囲の水へ伝わる騒音（ノイズ）を低減するためのスクリーンを載置する工程と、前記スクリーンを基礎部材の周囲に位置させた状態で前記基礎部材を前記ドライバによって地盤内に打ち込む工程と、を備える。さらに本発明は、基礎部材の周囲に配置されるスクリーンを備えた騒音低減装置に関する。

特許文献１に開示されているように、基礎を構築するための沖合でのラムを用いた工事 (ramming work) 、例えば、プラットフォーム及び風力タービンへの穿設といた作業は水中で実施される。風力タービンの場合では、４メートルを超える径を有したもの大きなモノパイルがラムによって海底に設置される。このラム施工が、懸念すべき水中騒音を引き起こし、海生動物群に悪影響を及ぼす。水中へ騒音をまき散らすことを低減するため、特許文献１による方法及び装置では、ラムにより操作される材料が、固定浸水スリーブ (fixed flooded sleeve) によって囲繞されている。該スリーブは、有利なことに、サンドウィッチ状の構造を備えている。

特許文献２はパイルのためのガイド装置に関連している。該装置は、海底区域でポストにラム操作を施している際に、ポストを囲んでガイドするための、船舶ジャッキアップリグに固定されたフレームを有している。ブロー装置のノズル組立体が前記フレームに取り付けられている。該ノズル組立体は、上方の準備位置から、海底区域における前記フレームの下の作動位置にまで降下させることができる。

特許文献３は、水中に設置された音源に起因する液体内の音響振動を受動的に低減するための装置に関するもので、該装置は、音源にわたって配置可能な細長いチューブを有している。該チューブは外壁及び内壁を備え、かつこれら内壁と外壁との間の中間空間を所要の圧力に維持するよう構成されている。この場合、前記圧力は周囲の環境圧力よりも低く設定されている。この低い圧力により、音響振動は外部に伝わりにくくなり、かつ、該チューブの周囲領域におけるノイズレベルは低減する。前記チューブの外壁及び内壁は水域内で次々に（交互に）設けることができる。例えば、最初に内壁を底部にアンカーし、次いで底部内の内壁の周囲に外壁をアンカーする。しかしながら、チューブ全体を底部上に載置すること、すなわち、内壁及び外壁を、一つの部分を形成するように予め組み付けておくことも可能である。

特許文献４は音響遮断装置に関するもので、この装置は、海底（２）に挿入されたパイル（１）を囲むスリーブ（２０）を備える。スリーブと海底に挿入されたパイルとの間にバブリング（２３）が形成される。前記スリーブを取り囲む別のスリーブ（３０）が用意される。それら２つのスリーブの間に、音響吸収材料（３３）が設けられる。

国際特許出願第２００７／０９６１３２号公開公報欧州特許第１６４０５０８号公開公報国際特許出願第２０１０／１５１１２１号公開公報欧州特許第２４４１８９２号公開公報特開昭６０−１５９２１８号独国特許第１７８４３９６号公報欧州特許第２３９５１５６号公開公報

本発明は、騒音の低減をさらに向上させることを目的としている。

このため、本発明の方法は、基礎部材を地盤内に打ち込む前に、（第１の）スクリーンの周囲にさらなるスクリーンを展開する工程を含む。

打込み中に、第１の騒音低減スクリーン及び少なくとももう一つの騒音低減スクリーンによって基礎部材を囲うことで、騒音低減を最適化及び／又は実効化する上での柔軟性が向上する。例えば、第１スクリーン、さらなるスクリーン、及び両スクリーン間の距離を最適化することで、異なる周波数領域を緩和させることができる。一例として、第１スクリーンを実体スリーブとする一方、さらなるスクリーンは、バブルスクリーン、あるいは複数のエアチャンバを備えたものとなる。

一実施形態では、第１スクリーンは騒音を少なくとも１５ｄＢ、例えば１７ないし２５ｄＢの範囲で低減し、かつ、さならるスクリーンが騒音を少なくとも５ｄＢ、例えば６ないし１５ｄＢの範囲で低減する。

他の実施形態では、さらなるスクリーンは第１スクリーンから展開される。例えば、さらなるスクリーンは第１スクリーンに取り付けられた複数のアームを有しており、これらアームが直線移動及び／又は回転してさらなるスクリーンを展開する。従って、両スクリーンは、全体として、かつ／あるいは、同一装備によって、所定位置に置かれ、さらなるスクリーンは、第１スクリーンが設置される際に折りこむことができる。

別の実施形態では、連続的又は間欠的なリングが、第１スクリーンの周りの例えば地盤上に設置され、かつ、バブルスクリーンが前記リングから発生され、かつ／あるいは、浮力を有したスクリーンが該リングから懸架される。

ある実施形態では、さらなるスクリーンは、第１スクリーンの底端より下方の底端で展開される。別の実施形態では、さらなるスクリーンは、第１スクリーンの外周（例えば前記外壁）と、前記さらなるスクリーンの外周（例えば前記外壁又は周辺）との間に距離を置いて展開される。この距離は、少なくとも３ｍ、好ましくは少なくとも５ｍ、より好ましくは少なくとも７ｍ、かつ／あるいは、好ましくは５０ｍ未満、より好ましくは４０ｍ未満、より好ましくは３０ｍ未満、さらに好ましくは２０ｍ未満である。従って、さらなるスクリーンは、例えば岩層や洗堀防止工といった物体の周囲にも展開することが可能である。この物体は、第１スクリーンがその上あるいはその中に置かれ、前記さらなるスクリーンと共に該物体を通して騒音が緩和される。

本発明はまた、騒音低減装置に関し、該装置は、基礎部材、特にパイル（モノパイル）を水中地盤内に打ち込む間に、例えば川あるいは海中といった周囲の水への打込みに起因する騒音の入力を低減させるべく基礎部材の周囲に載置されるスクリーンと、この（第１）スクリーンの周囲に展開するさらなるスクリーンと、を備える。

一実施形態では、前記さらなるスクリーンは前記第１スクリーンに取り付けられ、格納位置と展開位置との間で可動である。すなわち、さらなるスクリーンは、前記第１スクリーンに摺動可能及び／又は回動可能に、例えば実質的に垂直軸周り又は水平軸周りに回動可能に取り付けられた、複数のアームを備えている。

別の実施形態では、前記さらなるスクリーンが一連のノズル又は浮力を持ったスクリーンを備える。浮力を持ったスクリーンは、例えば、一つ又は複数のブイあるいは空気チャンバを備えた可撓性チューブである。

より優れた例として、該装置は、いわゆるバブルスクリーンを発生するために、複数のノズルが設けられた、かつ前記アームの端部又はその近傍に取り付けられた、チューブ又はダクトを備えている。

別の実施形態では、前記さらなるスクリーンの前記底端は前記第１スクリーンの底端の下方で展開される。これは例えば、さらなるスクリーンを前記第１スクリーンから降下させることによってなされる、この降下は、例えば、アームを水平軸周りに、該アームと第１スクリーンとの間の角度において９０°を超えて、好ましくは１００°を超えて回動させることによりなされる。さらなるスクリーン、例えばアームが、第１スクリーンの底端の上方少なくとも１ｍ、好ましくは少なくとも２ｍの位置で第１スクリーンに取り付けられれば岩層又は洗堀防止工といったものの取り囲みは容易となる。

完全を期すため、以下の従来技術に注目する。

特許文献５は、弾性材料から成りかつべローズ状とされた遮音シリンダを備えた、パイルハンマー用遮音装置を開示する。前記遮音シリンダはパイルの周囲に固定される。

特許文献６は、伸縮形吸音スリーブを備えた杭打ちハンマーを開示している。

特許文献７は、基礎部材、特にパイル（モノパイル）を設置する方法に関し、基礎部材を水中地盤上に載置し、かつ該基礎部材を表面容器に取り付けられたグリッパによって定位置に保持する工程を備える。

Ｔ．Ｊ．カールソン氏らによる「フード運河橋における杭打ち時の水圧測定、２００４年９月〜１１月」は、２４インチ杭に被せられて取り付けられ、水上地点から水中の地盤隆起部まで届くＨＤＰＥ製のパイプスリーブを開示している。前述のスリーブ直径は３４インチ、壁厚は１インチ３／８である。

以下、本発明の方法および装置の好ましい実施形態を示す図を参照して、本発明をより詳細に説明する。

図１は、格納位置にあるさらなるスクリーンを備えた本発明による騒音低減装置の斜視図である。

図２は、展開位置にあるさらなるスクリーンを備えた本発明による騒音低減装置の斜視図である。

図面は本誌的に概略を示しており、本発明を理解する上で不要である詳細は省略されていることに留意されたい。

図１は、水中地盤３、例えば海底にモノパイル２を設置するための、本発明による装置１の実施形態を示す。この例では、前記モノパイル２は円形断面で５メートルの直径を有し、設置後に風力タービンの基礎となるものとされている。

本装置１は、図示しない船舶あるいはジャックバージ (jack-up barge) といった水上船舶のボード上のパワーパックに接続された例えば IHC Hydrohammer S-1800 である液圧ドライバ４（図２参照）と、該ドライバを前記モノパイルにしっかりと取り付けるためドライバスリーブ５と、衝撃エネルギーを前記ドライバ４から前記モノパイルに伝達するためのアンビル（ドライバスクリーンによって見えない）とを備えている。

本装置は、さらに、前記ドライバから周囲の水に入力される騒音を低減すべく前記基礎部材の周りに配置される、例えば鋼製の騒音低減スクリーン６を備える。この例では、前記スクリーンは、内壁及び外壁を備えて二重壁をなしており、かつ内径６ｍの断面円形とされている。通常、前記遮音スクリーンは、設置したならば、水位Ｗの上方に延在することが望ましい。

本発明によれば、本装置は、前記スクリーン６の上部で展開されるさらなるスクリーンを備える。この例では、前記第１スクリーン６には、複数のヒンジ８及び図示しない液圧シリンダによって、複数のアーム７が、実質的に水平軸周りに回動するように取り付けられている。これらアームは、１５ｍの長さを有し、例えば金属製のロッドあるいはチューブから成る。前記ヒンジは、前記第１スクリーン６の底端の約２ｍ上方に位置し、かつ、折畳みを容易にするにトーションバー（図示せず）を備えている。一つの可撓性チューブ９が各アーム７の各先端に取り付けられ、かつ複数のノズルを備えている。

モノパイルは例えば以下のように設置される。クレーンのケーブルが船舶のデッキ上に載置されたモノパイルの上端に取り付けられ、該モノパイルが船から引き上げられ、直立位置まで操作され、海底上あるいは、この例の場合では洗堀防止工１０上に降ろされる。この段階において、前記モノパイルは、例えば振動装置によって前記洗堀防止工まで打ち込まれ、かつ状況に応じ、該モノパイルをさらに安定させるべく海底に数ｍ打ち込まれる。

前記ドライバは、前記モノパイルの頂部に設置され、かつ前記スクリーンがこれらモノパイル及ドライバの上方に吊り上げられる。あるいは、前記スクリーンを設置し、前記ドライバが、実質的に前記スクリーンの内部であって前記パイルの頂部に設置される。前記アームを下げることにより前記さらなる騒音低減スクリーンが海底上に展開される。この位置で、前記チューブは、前記第１スクリーン及び前記洗堀防止工を囲むリングを形成する。前記チューブに、例えば前記船舶のデッキ上に設置されたポンプにより、一つ又は複数の前記アームを介して空気を送り込むことによりバブルスクリーンが生成され、該バブルスクリーンが、前記洗堀防止工及び前記第１スクリーンを囲む。

最後に、前記パイルが要求深さまで打ち込まれ、打込みが完了すると、ドライバは取り外され、前記さらなるスクリーンは格納され、両スクリーンはパイル上方に引き上げられ、かつ前記デッキ上、あるいは水中に戻され、設置は完了する。

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲が示す技術的範囲内で種々変更可能である。例えば、前記さらなるスクリーンは、例えば空気室又はブイが設けられた、浮揚性及び／又は可撓性のチューブを備えていてもよく、また、前記リングは、前記チューブを適正な深さ、例えばその底端が海底上又は海底内に維持するのに充分な重量を有するようにしてもよい。

１騒音低減装置
２基礎部材（モノパイル）
３水中地盤
４ドライバ
６第１のスクリーン
７，９さらなるスクリーン

Claims

ドライバ（４）によって基礎部材、とりわけモノパイル（２）を水中地盤（３）内に設置する方法であって、
基礎部材（２）を前記水中地盤（３）上に載置する工程と、
前記ドライバ（４）から周辺水域へ伝わる騒音を低減するための第１のスクリーン（６）を載置する工程と、
前記第１のスクリーン（６）が前記基礎部材（２）の周りに位置しているときに、前記ドライバ（４）によって前記基礎部材（２）を前記水中地盤（３）内に駆動する工程と、
を有し、さらに、
前記基礎部材（２）を前記水中地盤（３）内に駆動する前に、前記第１のスクリーンの周りにさらなるスクリーン（７，９）を前記第１のスクリーンから展開する工程を備え、
前記さらなるスクリーン（７，９）が、前記第１のスクリーン（６）の外周と該さらなるスクリーン（７，９）の外周との間の距離が少なくとも３ｍの距離となるよう展開されることを特徴とする方法。
請求項１記載の方法において、前記さらなるスクリーン（７，９）が、前記第１のスクリーン（６）に取り付けられた複数のアーム（７）を備え、かつこれらアーム（７）が移動及び／又は回転して前記さらなるスクリーン（７，９）を展開してなる、方法。
請求項１または２記載の方法において、前記第１のスクリーン（６）の周りにリング（９）を展開し、かつ、該リング（９）からバブルスクリーンを生成する、かつ／あるいは、該リングから浮揚性のあるスクリーンを懸架する工程を備える、方法。
請求項１ないし３のいずれか一項記載の方法において、前記さらなるスクリーン（７，９）を、自身の底端が前記第１のスクリーン（６）の底端よりも下方となるように展開する工程を備える、方法。
請求項１ないし４のいずれか一項記載の方法において、前記さらなるスクリーン（７，９）が、前記第１のスクリーン（６）の外周と該さらなるスクリーン（７，９）の外周との間の距離が所定の距離となるよう展開され、該距離は、好ましくは５ｍ以上、より好ましくは７ｍ以上であり、かつ／ないしは、５０ｍ未満、好ましくは４０ｍ未満、より好ましくは３０ｍ未満である、方法。
請求項１ないし５のいずれか一項記載の方法において、騒音が、前記第１のスクリーンによって少なくとも１５ｄＢ低減され、かつ、前記さらなるスクリーン（７，９）によって少なくとも５ｄＢ低減される、方法。
基礎部材の周囲、とりわけモノパイル（２）の周囲に設置される第１のスクリーン（６）であって、水中地盤（３）内での前記基礎部材（２）を駆動する間、該駆動に起因する、例えば川又は海といった周辺水域へ伝わる騒音を低減する第１のスクリーン（６）を備える騒音低減装置（１）において、
前記第１のスクリーン（６）の周りに展開されるさらなるスクリーン（７，９）を備え、
前記さらなるスクリーン（７，９）が前記第１のスクリーン（６）に取り付けられ、かつ、格納位置と展開位置との間で移動可能であり、かつ
前記さらなるスクリーン（７，９）が展開された際、前記第１のスクリーン（６）の外周と該さらなるスクリーン（７，９）の外周との間の距離が少なくとも３ｍであることを特徴とする騒音低減装置。
請求項７記載の騒音低減装置において、前記さらなるスクリーン（７，９）が、前記第１のスクリーン（６）に摺動可能及び／又は回動可能に取り付けられた複数のアーム（７）を備えてなる騒音低減装置。
請求項７または８記載の騒音低減装置において、前記さらなるスクリーン（７，９）が一連のノズル又は浮揚性スクリーンを備えてなる騒音低減装置。
請求項８を引用する請求項９記載の騒音低減装置において、複数のノズルを有しかつ前記アーム（７）の近傍又は端部に取り付けられたチューブ又はダクトを有してなる、騒音低減装置。
請求項７ないし１０のいずれか一項記載の騒音低減装置において、前記さらなるスクリーン（７，９）の底端は、前記第１のスクリーン（６）の底端よりも下方で展開される、騒音低減装置。
請求項７ないし１１のいずれか一項記載の騒音低減装置において、前記さらなるスクリーン（７，９）は、前記第１のスクリーン（６）の底端の少なくとも１ｍ上方に、好ましくは２ｍより上方に取り付けられてなる、騒音低減装置。
請求項７ないし１２のいずれか一項記載の騒音低減装置において、前記第１のスクリーン（６）の外周と該さらなるスクリーン（７，９）の外周との間の距離は、好ましくは５ｍ以上、より好ましくは７ｍ以上であり、かつ／ないしは、５０ｍ未満、好ましくは４０ｍ未満、より好ましくは３０ｍ、さらに好ましくは２０ｍ未満である、騒音低減装置。