JPH0860645A - 水中構造物の建造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特に大水深域に設置される深海ステーション
のごとき水中構造物を建造するための有効な建造方法を
提供する。 【構成】 水上構造物３はその設置位置Ｐの近傍に浮か
べておき、水底構造物２はその設置位置のほぼ直上から
沈降させて水底に沈設する。水底構造物を沈降させるに
際しては沈降時における揺動を防止するための姿勢安定
化装置２１を装着して水中を自律的に沈降させる。長尺
構造物４はその上端部を仮設の浮体構造物に連結するこ
とで水中において浮遊する状態で吊下げ支持しつ構築
し、その上端部を水上構造物に連結した後、仮設の浮体
構造物を解体する。そして、水上構造物および長尺構造
物を水底構造物の直上位置に導いて長尺構造物の下端部
を水底構造物に連結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば大水深海域に
設置される深海ステーションや海洋石油生産プラットフ
ォームの如き水中構造物の建造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、海洋資源の有効利用や地球環境保
全のための海洋現象の観察・究明等が重要視され、特に
水深１，０００ｍを越えるような大水深海域に対する総
合的な研究・開発を推進するべく、大水深海域に有人施
設としての深海ステーションを設置する計画が進められ
つつある。そして、そのような深海ステーションの形態
としては、海底に沈設した海底基地を海上から支援する
ための海上プラットフォームを海面上に浮かべて設置す
るとともに、それら海底基地と海上プラットフォームと
を係留索により連結するものが有力視されている。

【０００３】上記のような深海ステーションは従来の海
洋土木技術を以てすれば建造が可能であると考えられて
おり、現在までのところ、次のような建造方法が検討さ
れている。すなわち、海上プラットフォームおよび海底
基地をそれぞれ水上もしくは地上において建造し、海上
プラットフォームは海面に浮かべてそのまま設置位置に
曳航していく一方、海底基地は台船あるいはクレーン船
に搭載して設置位置まで曳航していき、そこで海上プラ
ットフォームと海底基地とを係留索としてのケーブルに
より連結したうえで、クレーン船を用いて海底基地を海
中に吊り下げ、ケーブルをドラムから繰り出しつつ海底
基地を漸次沈降させていく、というものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように海底基地をクレーン船により吊り下げて沈降させ
ていく場合には、多数の大規模なクレーン船あるいはク
レーン台船を長期にわたって使用することになり、それ
だけでも多大な建造コストを要するものである。しか
も、そのような海面上でのクレーン船による作業は気象
条件に大きく左右されるものであり、また、クレーンに
よる吊り下げのためのワイヤーの連結やその盛替えのた
め、あるいは係留索としてのケーブルの連結のためにダ
イバーによる水中作業が多数必要となるものであって、
工期や工費の点のみならず安全面でも留意すべき点が多
々あるものである。

【０００５】さらに、係留索がケーブルのように可撓性
を有していてドラムから巻出せるような長尺のものであ
る場合は良いが、大深度かつ大規模な深海ステーション
あるいは海洋石油生産プラットフォームにおいてはより
高剛性で可撓性に乏しい素材（たとえば鋼管等）を係留
索として用いることも検討されており、その場合はケー
ブルのようにドラムに巻き取っておくことができないの
で、所定長さの係留索を多数連結しながら吊り下げてい
くという極めて面倒な作業とならざるを得ない。以上の
ようなことから、従来一般の海洋土木技術に頼ることな
くより効率的かつ安全な建造方法が模索されていた。

【０００６】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、特に大水深域に設置される深海ステーションあるい
はＴＬＰ（テンション・レグ・プラットフォーム）型の
海洋石油生産プラットフォームの如き水中構造物を建造
するための有効な建造方法を提供することを目的として
いる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、水面上に浮か
ぶ水上構造物と、水底に沈設される水底構造物と、それ
ら水上構造物と水底構造物とを連結する長尺構造物とに
より構築される水中構造物を建造するに際し、前記水上
構造物をその設置位置の近傍に浮かべるとともに、前記
水底構造物をその設置位置のほぼ直上から沈降させるこ
とで水底に沈設することとして、該水底構造物を沈降さ
せるに際しては該水底構造物に沈降時における揺動を防
止するための姿勢安定化装置を装着して水中を自律的に
沈降させるものとし、前記長尺構造物はその上端部を仮
設の浮体構造物に連結することで水中において浮遊する
状態で吊下げ支持し、その状態で該長尺構造物を前記水
上構造物の直下に導いてその上端部を水上構造物に連結
した後、仮設の浮体構造物を解体し、次いで、水上構造
物および長尺構造物を前記水底構造物の直上位置に導い
て長尺構造物の下端部を水底構造物に連結することを特
徴とするものである。

【０００８】

【作用】本発明は、海上プラットフォーム等の水上構造
物と、海底基地等の水底構造物と、それら連絡する係留
索等の長尺構造物により構成される深海ステーション等
の水中構造物を建造するための方法である。そして、そ
の手順において特徴的なところは、水底構造物を沈設す
るに際してはそれを自律的に沈降させるようにし、か
つ、水上構造物と水底構造物とを長尺構造物により予め
連結しておくのではなく、最終段階においてそれらを連
結するようにした点にある。

【０００９】すなわち、本発明においては、水上構造物
をそれ自身の浮力により水上に浮かべて最終設置位置の
近傍に設置しておくとともに、水底構造物を最終設置位
置のほぼ直上からそれ自身を自律的に沈降させることで
水底に沈設する。この際、水底構造物には姿勢安定化装
置を装着して沈降時の揺動を防止する。また、長尺構造
物はその上端部を仮設の浮体構造物に連結することによ
り、該長尺構造物を水中において浮体構造物から吊り下
げた状態で仮支持しつつ構築する。この際、浮体構造物
の浮力をその自重と仮支持している長尺構造物との総重
量との兼ね合いにより調整し、その全体が水中において
自由に浮遊し得る状態とする。そして、その浮体構造物
を曳航することで長尺構造物を水上構造物の直下位置に
導き、その上端部を水上構造物に対して連結する。これ
により、長尺構造物は水上構造物から吊り下げられて支
持されるから、この段階で浮体構造物を解体して撤去す
る。最後に水上構造物および長尺構造物を曳航してそれ
らを水底に沈設されている水底構造物の直上位置に導
き、長尺構造物の下端部を水底構造物に対して連結す
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１〜図６は本実施例の建造方法における一連
の作業手順を示すものであるが、まず、本実施例におい
て建造対象としている水中構造物である深海ステーショ
ン１について図６を参照して説明する。

【００１１】その深海ステーション１は、たとえば１，
０００ｍを越えるような深海域に設置されるもので、海
底に沈設されている海底基地（水底構造物）２と、その
海底基地２を海上から支援するべく海面上に浮かべられ
た海上プラットフォーム（水上構造物）３と、それらを
連絡している係留索（長尺構造物）４により構成されて
いる。係留索４としては高剛性の鋼管あるいはワイヤー
ケーブルが用いられ、これらの係留索４に案内されて水
中観測室５が海中において昇降可能かつ任意の位置に停
止可能に設けられている。

【００１２】上記のような深海ステーション１を建造す
るには、まず、所定長さの係留索４を地上もしくは海上
において構築し、それを図１に示すように台船１１に搭
載してタグボート１２により曳航していく。所定の海域
にまで曳航してきた係留策４を１本ずつその一端を三隻
のクレーン船からの吊り上げ用ケーブルにて把捉しなが
ら他端を水中に自由落下させる。そして、図２に示すよ
うに係留索４を最終的に設置するべき設置位置Ｐ（図２
に鎖線で示す）の近傍において、タグボート１３に係留
した仮設の浮体構造物１４にその上端部を支持させて海
中に吊り下げつつ順次連結していく。この際、浮体構造
物１４の浮力を自重と仮支持するべき係留索４との総重
量との兼ね合いにより調整し、その全体が海中において
自由に浮遊し得る状態とする。また、係留索４の上端部
は浮体構造物１４より上方に突出させておく。

【００１３】一方、海上プラットフォーム３を地上もし
くは海上において別途構築し、それ自身を海上に浮かべ
て曳航し、図２に示すように設置位置Ｐの近傍において
タグボート１５により係留しておく。

【００１４】図３に示すように、全ての係留索４を浮体
構造物１４から吊り下げて仮支持したら、別途構築した
水中観測室５を浮体構造物１４上に設置し、その水中観
測室５に係留索４の上端部を連結する。

【００１５】そして、図４に示すように、係留索４およ
び水中観測室５を仮支持している浮体構造物１４を海上
プラットフォーム３の直下の位置まで曳航し、浮体構造
物１４を若干浮上させ、図５に示すように係留索４の上
端部を海上プラットフォーム３に対して連結する。これ
により、係留索４および水中観測室５は海上プラットフ
ォーム３から吊り下げられて支持されるから、この段階
で浮体構造物１４を解体して撤去し、タグボード１３も
切り離す。

【００１６】一方、図５に示しているように、海底基地
２を地上もしくは海上において別途構築し、タグボート
１６により曳航して設置位置Ｐの直上位置に導き、そこ
から海底へ向けて自律的に沈降させる。この際、海底基
地２には沈降時の揺動を防止するための姿勢安定化装置
２１を装着する。すなわち、一般に物体を水中において
自由に沈降させた際には、物体の後方に交番渦が生じる
結果、物体はいわゆる「木の葉運動」と称される揺動運
動を生じる。そのような揺動運動を防止するためには、
沈降に伴って発生する交番渦を物体から遠ざければ良
く、したがって本実施例ではそのための姿勢安定化装置
２１を海底基地２に装着することで海底基地２の揺動運
動を防止しつつ静かに海底に沈降させるようにしてい
る。なお、海底基地２を沈降させる際には、必要に応じ
てフロート２２により浮力を調節して沈降速度を制御す
るようにしても良い。

【００１７】上記のようにして海底基地２を海底に沈設
したら、姿勢安定化装置２１およびフロート２２を切り
離して浮上させて回収する。そして、海上プラットフォ
ーム３を海底基地２の直上位置に曳航し、その浮力を調
節して若干降下させることにより、係留索４の下端部を
海底基地２に連結する。この際の作業は、図６に示すよ
うにタグボート２４から適宜のＲＯＶ（遠隔操作による
無人潜水機）２３を操作することで行なうと良い。以上
により深海ステーション１の建造が完了する。

【００１８】以上で説明した建造方法によれば、特に長
尺構造物である係留索４を仮設の浮体構造物４により仮
支持して海中に吊り下げた状態で浮遊させつつその構築
を行ない、その後に、別途構築した海上プラットフォー
ム３や海底基地２に一括して連結するようにし、しか
も、海底基地２は姿勢安定化装置２１を装着して自律的
に沈降させることで海底に沈設するようにしたので、従
来一般に考えられている方法のように常にクレーン船に
より吊り下げつつ作業を行なうような必要がなくなり、
このため、多数の大規模なクレーン船あるいはクレーン
台船を長期にわたって使用することを回避し得るから、
工期の大幅短縮、工費の大幅削減を実現し得るととも
に、気象条件の影響を受けることも少なくなり、また、
クレーンにより吊り下げつつ作業を行なう場合には不可
欠であるダイバーによる水中作業を大幅に削減すること
が可能であるから安全面でも有利であり、特に深海ステ
ーションあるいはＴＬＰ型の海洋石油生産プラットフォ
ームのような大水深域に設ける大規模な水中構造物の建
造に適用して好適である。

【００１９】なお、上記の深海ステーション１に、人や
物資を海上プラットフォーム３と海底基地２および水中
観測室５の間にわたって搬送するための水中エレベータ
を設けることも考えられる。そのような水中エレベータ
は上記の係留索４により案内して昇降させることができ
るが、水中エレベータ専用のガイドケーブルを係留索４
とともに併設しても良く、その施工は係留索４と全く同
様に行ない得る。なお、水中観測室５は水中エレベータ
として用いることもできるし、水中観測室５が不要な場
合には省略しても良い。

【００２０】また、本発明の建造方法は上記のような深
海ステーションに限らずＴＬＰ型の海洋石油生産プラッ
トフォーム等、各種水域に建造する同種の水中構造物に
対して適用できることはもとより、水上構造物や水底構
造物、長尺構造物の具体的な構成も上記実施例のものに
限定されるものではなく適宜の設計的な変更が可能であ
ることはいうまでもない。さらに、上記実施例では長尺
構造物を構築してから水底構造物を沈設するようにした
のであるが、水底構造物の沈設を長尺構造物の構築に先
行して実施しておく等、本発明の主旨を逸脱しない限り
においてその施工手順も任意に変更可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上で説明したように、本発明の水中構
造物の施工方法は、特に、水上構造物と水底構造物を連
絡する長尺構造物を仮設の浮体構造物により仮支持して
水中に浮遊させつつその構築を行ない、その後に、別途
構築した水上構造物や水底構造物に一括して連結するよ
うにし、しかも、水底構造物は姿勢安定化装置を装着し
て自律的に沈降させることで水底に沈設するようにした
ので、従来一般に考えられているこの種の水中構造物の
建造方法のように常にクレーン船により吊り下げつつ作
業を行なうような必要がなくなり、このため、多数の大
規模なクレーン船あるいはクレーン台船を長期にわたっ
て使用することを回避し得て工期の大幅短縮、工費の大
幅削減を実現し得るという優れた効果を奏する。また、
気象条件の影響を受けることも少なくなり、クレーンに
より吊り下げつつ作業を行なう場合には不可欠であるダ
イバーによる水中作業を大幅に削減することが可能であ
って安全面でも有利であり、したがって特に大水深海域
に設ける深海ステーションのような大規模な水中構造物
を建造する際に適用して好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法により深海ステーションを建造する
場合の実施例を示すもので、係留索を曳航している状態
を示す図である。

【図２】同じく、海上プラットフォームを設置位置近傍
の海上に浮かべ、かつ、係留索を仮設の浮体構造物に仮
支持している状態を示す図である。

【図３】同じく、係留索および水中観測室を浮体構造物
に仮支持している状態を示す図である。

【図４】同じく、係留索および水中観測室を海上プラッ
トフォームに連結する直前の状態を示す図である。

【図５】同じく、係留索および水中観測室を海上プラッ
トフォームに連結した後の状態、および海底基地を沈降
させる直前の状態を示す図である。

【図６】同じく、係留索を海底基地に連結して深海ステ
ーションが完成した状態を示す図である。

【符号の説明】

１ 深海ステーション（水中構造物） ２ 海底基地（水底構造物） ３ 海上プラットフォーム（水上構造物） ４ 係留索（長尺構造物） １４ 浮体構造物 ２１ 姿勢安定化装置 Ｐ 設置位置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水面上に浮かぶ水上構造物と、水底に沈
   設される水底構造物と、それら水上構造物と水底構造物
   とを連結する長尺構造物とにより構築される水中構造物
   を建造するに際し、 前記水上構造物をその設置位置の近傍に浮かべるととも
   に、 前記水底構造物をその設置位置のほぼ直上から沈降させ
   ることで水底に沈設することとして、該水底構造物を沈
   降させるに際しては該水底構造物に沈降時における揺動
   を防止するための姿勢安定化装置を装着して水中を自律
   的に沈降させるものとし、 前記長尺構造物はその上端部を仮設の浮体構造物に連結
   することで水中において浮遊する状態で吊下げ支持し、
   その状態で該長尺構造物を前記水上構造物の直下に導い
   てその上端部を水上構造物に連結した後、仮設の浮体構
   造物を解体し、次いで、水上構造物および長尺構造物を
   前記水底構造物の直上位置に導いて長尺構造物の下端部
   を水底構造物に連結することを特徴とする水中構造物の
   建造方法。