NL8602489A - Werkwijze voor het vervaardigen van een tunnel of buis door een watergebied. - Google Patents

Description

Ί ' ' NO 34049 i 9

Werkwijze voor het vervaardigen van een tunnel of buis door een watergebied.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardi-5 gen van een tunnel of buis door een watergebied in de vorm van een koker, die wordt samengesteld uit meerdere van te voren te vervaardigen secties, die na vervaardiging ter plaatse van het te maken tunnel- of buistracé onder water worden gebracht en afdichtend op elkaar worden aangesloten, welke koker op meerdere op afstand van elkaar gelegen 10 plaatsen door middel van op trek belastbare verbindingsorganen wordt verbonden met op de bodem van het water aan te brengén ankers, zodanig, dat de op de koker en/of door de koker uitgeoefende krachten worden opgenomen.

Een dergelijke werkwijze is voor de vervaardiging van een verkeers-15 tunnel bekend uit het artikel "Les Franchissements par tunnels flottants" van R. Lacroix en P. Blondeaux in TRAVAUX van oktober 1980, i.h.b. de blz. 49 t/m 52. Bij deze bekende werkwijze worden de secties van te voren vervaardigd, bijvoorbeeld aan de wal en vervolgens al of niet drijvend aangevoerd en door middel van een hefwerktuig, danwel door 20 regeling van het drijfvermogen of door naar beneden trekken op de juiste diepte onder water gebracht, welke secties dan worden gekoppeld met de op trek belastbare verbindingsorganen en ook afdichtend op elkaar worden aangesloten. Deze op trek belastbare verbindingsorganen kunnen met hun boveneinden direkt worden verbonden met de koker resp. de kokersecties, 25 danwel met een portaal dat de koker of kokersecties van bovenaf omgeeft.

De verbindingsorganen zijn met hun ondereinden bevestigd aan ankers, die op hun beurt in of op de bodem van het water zijn aangebracht.

Deze verbindingsorganen nemen de verticale belasting op, die voortvloeit uit het opdrijvend vermogen van de koker verminderd met de zich 30 voordoende maximale verkeerslast, alsmede de horizontale krachten, die kunnen voortvloeien uit stromingsbewegingen van het water. Deze verbindingsorganen kunnen in verschillende richtingen lopen, doch doorgaans zal men voor het opnemen van de verticale krachten verbindingsorganen nemen, die in wezen verticaal verlopen, terwijl men voor het opnemen van 35 de horizontale krachten verbindingsorganen toepast, die schuin naar beneden verlopen.

Dergelijke op trek belastbare verbindingsorganen met ankers zijn in de offshore techniek bekend, bijvoorbeeld voor het op de plaats vastleggen van een gedeeltelijk ondergedompeld drijvend platform.

40 De vervaardiging van een dergelijke tunnel of buis is met de beken- 8602 4 89 t

V

2 de werkwijze niet eenvoudig, in het bijzonder wanneer men bij de vervaardiging reeds wordt geconfronteerd met stromingen danwel met wisselingen van de dichtheid van het water. Gedoeld wordt bijvoorbeeld op getijdestromingen met wisselend zoutgehalte.

Laat men een open buis neer met een hefwerktuig vanaf een aan golfbewegingen onderworpen vaartuig dan moeten de verbindingsorganen al worden aangesloten op een tijdstip waarop de buis nog niet door leegpompen en de daarna volgende aanwezigheid van een lichter medium drijfver-mogen heeft gekregen. Laat men tunnelsecties neer, die drijfvermogen hebben dan moet men voor het neerlaten hetzij het drijfvermogen regelen danwel de secties met behulp van de verbindingsorganen naar beneden trekken. Het teweegbrengen van de juiste spanning in elk van de verbindingsorganen is dan geen eenvoudige zaak.

Het is ook bekend de koker te vervaardigen door deze vanaf de wal 15 of vanaf een tijdelijk kunstmatig platform in de richting van het te leggen tracé vooruit te schuiven over de afstand van een telkens aan het achtereinde aan te sluiten lengte van een kokersectie. De verbindingsorganen moeten dan het doorschuiven toelaten.

Het is uit het eerder genoemde artikel dan ook bekend om in plaats 20 van een koker met positief drij fvermogen gebruik te maken van een koker met negatief drij fvermogen of met een drij fvermogen nul. Bij een negatief drijfvermogen dient de koker te rusten op van te voren op de waterbodem vervaardigde steunpijlers, terwijl met een drijfvermogen nul men in verband met de optredende belastingen, zoals de verkeerslast bij een 25 tunnel, rekening moet houden met verticale krachten naar beneden alsook met verticale krachten naar boven.

Bij een koker met positief drijfvermogen dient men bovendien rekening te houden met de niet-vermijdbare flexibiliteit en elasticiteit van de verbindingsorganen. Verder moet de afdichtende aansluiting van de 30 secties op elkaar zodanig zijn, dat deze na het tot stand brengen van de verbinding waterdicht is. De koker kan onder invloed van stromingsbewe-gingen en verkeerslasten en zover toegestaan door de verbindingsorganen, geringe bewegingen uitvoeren. De koker is belast op buiging in verticale zin door het drijfvermogen, welke belasting onder de verkeerslast kan 35 fluctueren en in horizontale richting door stromingskrachten.

De hoek waaronder de schuin naar beneden verlopende verbindingsorganen vanaf de koker naar de waterbodem verlopen, bepaalt de grootte van de uit het drijfvermogen afgeleide krachtcomponent, die de koker in horizontale richting op zijn plaats houdt.

40 Gaat het om een pijpleiding voor gas of olie dan gelden in wezen 8602489 3 5 5? soortgelijke overwegingen als bij de vervaardiging van een tunnel.

Doel van de uitvinding is nu een werkwijze te verschaffen waarmee een tunnel of buis door een watergebied aanmerkelijk eenvoudiger en daardoor goedkoper kan worden vervaardigd.

5 Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat in het tunnel buistracé allereerst één of meer pontons of lichamen met drijf vermogen wordt resp. worden geplaatst op een zodanige diepte onder water, dat deze een draagvlak vormt resp. vormen voor de koker, welke ponton resp. pontons door middel van genoemde spanorganen worden verankerd waarna op 10 het draagvlak van de ponton resp. pontons de secties worden neergelaten. Dit betekent dat men met de werkwijze volgens de uitvinding allereerst een aantal draagvlakken onder water vormt, vergelijkbaar met pijlers, welke draagvlakken worden gevormd door de bovenvlakken van de pontons, die door middel van de op trek belaste verbindingsorganen op de 15 juiste positie kunnen worden gebracht en gehouden. In plaats van het naar beneden laten van de pontons met behulp van de verbindingsorganen kan men deze pontons uiteraard ook neerlaten tot ongeveer de juiste diepte door regeling van het drijfvermogen en pas daarna de verbinding met de verbindingsorganen tot stand brengen en/of op spanning brengen.

20 Terwijl men bij de bekende werkwijze grote nauwkeurigheid dient te betrachten bij het op de plaats brengen en houden van de kokersecties behoeft men dit bij deze eerste fase van de werkwijze volgens de uitvinding niet te doen. Afwijkingen in de positie resp. het niveau van de draagvlakken van de pontons zijn gemakkelijk te corrigeren met behulp 25 van stelorganen tussen deze draagvlakken en de daarop neer te laten secties.

Deze secties kunnen drijvend worden aangevoerd, bijvoorbeeld wanneer het gaat om aan de uiteinden tijdelijk afgesloten tunnelsecties, danwel worden neergelaten als open pijpstukken. Bij aan de uiteinden 30 gesloten tunnelsecties zal men door middel van ballasten, d.w.z. regelen van het drijfvermogen, de tunnelsecties op de pontons kunnen neerlaten of het omlaagtrekken kunnen vergemakkelijken.

Terwijl men bij de bekende werkwijze het opdrijvend vermogen moest afleiden uit de sectie zelf, hetgeen bepalend kan zijn voor hun con-35 structie en omvang, behoeft men dit bij de vervaardiging van de tunnel of buis volgens de uitvinding niet te doen. Men behoeft er slechts voor te zorgen, dat de pontons voldoende opdrijvend vermogen hebben om de uit de secties voortvloeiende belastingen tijdens en/of na de vervaardiging op te kunnen nemen. Deze secties kunnen positief of negatief drijfvermo-40 gen hebben danwel het drijfvermogen nul. Gaat het om een open buis, dus 8602489 r * 4 v een sectie met negatief drijfvermogen dan kan men deze in de vorm van buisstukken op de pontons neerlaten en op elkaar aansluiten. Bij een buisleiding, die na de vervaardiging dient voor het transport van gas of olie zal deze, wanneer de buisleiding niet extra is belast, willen 5 opdrijven. Dit kan volgens de uitvinding worden ondervangen door de secties na plaatsing vast met de pontons te verbinden.

Dit geldt in wezen ook voor een tunnel, die bestemd is voor verkeer.

Door gebruik te maken van pontons heeft men een grote vrijheid in 10 het creëren van de omvang van het drijfvermogen van elke ponton. Men kan deze dus zodanig kiezen dat de uit dit drijfvermogen afgeleide horizon- -· tale krachtcomponent groot genoeg is om welke horizontale belasting danook zonder grote door elasticiteit bepaalde bewegingen op te nemen en dat volkomen onafhankelijk van de afmetingen van de koker, diens al of 15 niet aanwezig drijfvermogen, en de daarin optredende belastingen.

Bij voorkeur zal men de werkwijze zodanig uitvoeren, dat de koker-secties met hun uiteinden worden geplaatst op een ponton. Dit vereenvoudigt de plaatsing alsmede het afdichtend op elkaar aansluiten van de secties. Men kan echter ook elke sectie met één uiteinde laten steunen 20 op een reeds geplaatste sectie en het andere uiteinde plaatsen op een ponton. Men kan ook elke sectie in het midden door middel van een ponton ondersteunen.

Na vervaardiging van de tunnel of buis door het betreffende watergebied, met inbegrip van de aansluitingen op de wal, kan men de pontons 25 laten zitten danwel wegnemen alnaargelang de omstandigheden.

Bij een betrekkelijk korte lengte tussen de beide oevers en voldoende stevigheid van de koker is het denkbaar dat de aansluitingen op de walkanten voldoende zijn, in het bijzonder wanneer het gaat om een buis waarin de verkeerslast constant is, bijvoorbeeld een buis gevuld 30 met olie en in gevulde toestand met een zodanige soortelijke massa, dat zijn opdrijvend vermogen praktisch nul is.

Het is ook denkbaar, dat men de pontons laat zitten maar dat door de aansluiting op de walkanten de verbindingsorganen geen horizontale krachten meer behoeven op te nemen. Verticale verbindingsorganen zijn 35 dan voldoende.

Denkbaar is ook, dat men na plaatsing van de secties resp. de gehele koker deze door middel van spanorganen met bodemankers koppelt. De koker kan door middel van deze eigen spanorganen dan zeer nauwkeurig worden vastgelegd. Zo gewenst, kunnen de pontons dan worden verwijderd, 40 maar het is ook denkbaar, dat men ze laat zitten.

8602489 5 **

Volgens de uitvinding hebben de pontons dus hun voornaamste functie tijdens de vervaardiging van de tunnel of buis en kunnen zij na de vervaardiging een blijvende taak hebben. Over bet algemeen zal deze laatste mogelijkheid de voorkeur verdienen.

5 De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van de tekening, die schematisch het aan de uitvinding ten grondslag liggende principe in zijaanzicht weergeeft.

De tekening toont een watergebied 1 met een bodem 2, welk watergebied zich kan uitstrekken tussen niet getoonde landgebieden, danwel van- 10 af een oever kan lopen naar bijvoorbeeld in zee verankerd werkplatform of ander vast opgesteld kunstwerk.

Volgens de uitvinding worden nu op afstanden van elkaar, welke afstanden niet gelijk behoeven te zijn, pontons 3, 4, 5, 6 en 7 aangebracht en deze pontons worden, onafhankelijk van de wijze waarop zij 15 worden neergelaten, verankerd op trek belaste verbindingsorganen 8 en/of 9. Deze verbindingsorganen beletten het opdrijven en houden de pontons ook in horizontale richting op de juiste plaats. Getoond zijn verticale verbindingsorganen 8 en schuin verlopende verbindingsorganen 9. Andere richtingen van de verbindingsorganen zijn echter ook denkbaar. Hen kan 20 bijvoorbeeld alleen schuin verlopende verbindingsorganen toepassen en deze kunnen onder verschillende hoeken lopen alnaargelang de te verwachten belastingen.

De pontons kunnen op verschillende manieren op de juiste diepte worden gebracht.

25 Zo is bij 10 een ponton getoond met een tijdelijke waterballast 11, welke ponton met behulp van de trekorganen 8' naar beneden kan worden getrokken.

Denkbaar is ook, dat men de pontons neerlaat door regeling van het drijfvermogen.

30 De tekening toont kokersectïes 12,13 en 14, welke laatste slechts gedeeltelijk is getoond, die reeds zijn neergelaten en bij 15 dicht op elkaar zijn aangesloten. Met 16 resp. 17 is aangegeven, dat deze secties op de een of andere op zichzelf bekende wijze met de pontons kunnen zijn verbonden.

35 Bij 18 is een kokersectie getoond, die drijvend is aangevoerd en die met behulp van ballasttanks 19 en drijflichamen 20 op de pontons kan worden neergelaten.

De tekening toont een plaatsing van de secties met de uiteinden op de pontons. Andere ondersteuningsvormen zijn echter eveneens denkbaar.

40 Met de uitvinding bereikt men dat men de resp. secties van de te 8602489 , » 6

Vervaardigen tunnel of buis kan plaatsen op draagvlakken, die zich tijdens de vervaardigingsfase gedragen als pijlers, echter zonder de complicatie, die gepaard gaat met de vervaardiging van op en in de bodem te plaatsen pijlers, welke pontons na de vervaardiging al of niet een 5 blijvende functie kunnen hebben.

8602489

Claims (4)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een tunnel of buis door een watergebied in de vorm van een koker, die wordt samengesteld uit meerdere van te voren te vervaardigen secties, die na vervaardiging ter plaatse van het te maken tunnel- of buistracé onder water worden gebracht en afdichtend op elkaar worden aangesloten, welke koker op meerdere op afstand van elkaar gelegen plaatsen door middel van op trek belastbare verbindingsorganen wordt verbonden met op de bodem van het water aan te 10 brengen ankers, zodanig, dat de op de koker en/of door de koker uitgeoefende krachten worden opgenomen, met het kenmerk, dat in het tunnelbuistracé allereerst één of meer pontons of lichamen met drijfvermogen wordt resp. worden geplaatst op een zodanige diepte onder water, dat deze een draagvlak vormt resp. vormen voor de koker, welke ponton resp. 15 pontons door middel van genoemde spanorganen worden verankerd waarna op het draagvlak van de ponton resp. pontons de secties worden neergelaten.

2. Werkwijze volgens conclusie , met het kenmerk, dat de secties na 20 plaatsing vast met de pontons worden verbonden.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat na plaatsing van de secties resp. de gehele koker deze door middel van spanorganen met bodemankers worden gekoppeld. 25

4. Werkwijze volgens een of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat elke sectie met zijn uiteinden wordt geplaatst op een ponton. 8602489