NO156537B

NO156537B - PROCEDURE AND DEVICE FOR AA CONNECT A TWO ROOM IN MOUNTAIN LOCATED UNDER WATER WITH A PREFABRICATED CONCRETE BOX WITH SLUSE.

Info

Publication number: NO156537B
Application number: NO822116A
Authority: NO
Inventors: Ludvig Baumann
Original assignee: Baumann Ludvig As
Priority date: 1982-06-24
Filing date: 1982-06-24
Publication date: 1987-06-29
Also published as: NO822116L; NO156537C

Description

I offshore-sairmeriheng ved anlegg i fjell under vann er det behov for å danne In offshore sairmeriheng installations in mountains under water, there is a need to form

en slik sluseforbindelse mellom det tørre rom i fjell og vannet. Slike rom i fjell er eksempelvis tunneler til transport, ved ilandføring av olje og gass, haller for lagring av produkter og rom for produksjon. such a sluice connection between the dry space in the mountains and the water. Such rooms in mountains are, for example, tunnels for transport, when oil and gas are brought ashore, halls for storing products and rooms for production.

En kjent metode for å etablere en slik forbindelse er å anbringe en betongkasse på sjøbunnen der hvor tunnelen skal munne ut og så drive en åpning mellom betongkassen og det tørre rom i fjell. Denne metode er begrenset til moderate dyp. Spesielt er det problematisk med tetningsforbindelsen mellom betongkassen og fjellet. A known method for establishing such a connection is to place a concrete box on the seabed where the tunnel will open out and then drive an opening between the concrete box and the dry room in the rock. This method is limited to moderate depths. In particular, it is problematic with the sealing connection between the concrete box and the rock.

Hensikten med denne oppfinnelse er å tilpasse den kjente metode med en betongkasse, til bruk på store dyp med hjelp av et nytt system for tetning, forankring og faststøpning av kassen til fjell. Det særegne og nye ved denne oppfinnelse er en prefabrikasjon av tetningsorganene ved bygging av betongkassen på land, og systemet med faststøpning og forankring av kassen til fjellet ved at disse arbeidsoperasjoner utføres tørt fra et rom eller tunnel i fjell. I følge oppfinnelsen forankres betongkassen til fjellet og følgelig stilles små eller ingen krav til fundamentarbeider utført på vannsiden. En nærmere be-skrivelse av hele systemet vil klargjøre hva som ligger i oppfinnelsen. The purpose of this invention is to adapt the known method with a concrete box, for use at great depths with the help of a new system for sealing, anchoring and cementing the box to rock. What is distinctive and new about this invention is a prefabrication of the sealing elements during the construction of the concrete box on land, and the system of casting and anchoring the box to the rock in that these work operations are carried out dry from a room or tunnel in the rock. According to the invention, the concrete box is anchored to the rock and consequently there are little or no requirements for foundation work carried out on the water side. A more detailed description of the entire system will clarify what lies in the invention.

En tunnel drives frem til det gjenstår en fjellpropp på 4 til 10 m. avhengig A tunnel is driven until a rock plug of 4 to 10 m remains, depending

av tverrsnitt og fjellkvalitet. Fjellproppen og nærliggende fjell injiseres omhyggelig. På vannsiden renskes fjellet for løsmasser og det tas profiler der hvor tunnelen skal munne ut. Betongkassens form konstrueres etter de gitte profiler. Betongkassen gis følgende konstruksjon for tetning mot fjellet: Fig. 1, la,Betongkassen (1) bygges med en langsgående kanal (4) langs bunn-platens sidekanter slik at denne kanal danner et skjørt under bunnen av betongkassen. I denne kanal er plassert en sammenhengende oppblåsbar gumni-pakning (3). På utsiden av betongkassens vegger er montert en langsgående sammenhengende pose (5) med en kjetting i bunn av posen. Posen med kjetting er foldet sammen og holdes oppe av en rekke utløserarmer montert på betongkassens sider. Posen er videre forbundet med støperør som går opp til over-flaten eller alternativt til en betongpumpe inne i kassen. På utsiden av denne pose (5) er montert en spuntvegg (6) satt i styrespor. Etter at kassen er plassert, rammes denne spuntvegg ned mot fjellet og danner ytre forskal-ling for posen (5). I bunnen av betongkassen er støpt inn en rekke forank-ringsjem (9). Selve slusen som inngår som en del av betongkassens (1) konstruksjon, består av et innføringskammer (19) med tetningsringer for inntrekning av rør og et kammer (20) med et inntrekningsorgan. Betongkassen konstrueres dessuten med kjent sluseforbindelse med to kamre for transport av faste legemer. Betongkassen slepes til monteringsstedet og senkes ned på fjellet på det avmerkede sted der hvor tunnelen skal munne ut. Gummipakningene (3) settes under trykk og danner ved oppblåsing en tett forbindelse mot fjell. Utløserarmene for posen (5) utløses og posen trekkes av kjettingvekten ned mot fjellet. Spuntveggen (6) rammes ned med lodd fra overflatefartøy eller med en utløsningsmekanisme og vekter. Deretter fylles posen (5) med betong-mørtel enten fra støp gjennom rør fra overflatefartøy, eller fra en betongpumpe med betongmagasin inne i kassen. Fra vannsiden er det dermed etablert en tett og fast forankring langs kassens vegger. Den øvrige forankring og faststøpning foregår fra tunnelsiden. of cross section and rock quality. The rock plug and nearby rock are carefully injected. On the water side, the rock is cleaned of loose material and profiles are taken where the tunnel will open out. The shape of the concrete box is constructed according to the given profiles. The concrete box is given the following construction for sealing against the rock: Fig. 1, la, The concrete box (1) is built with a longitudinal channel (4) along the side edges of the base plate so that this channel forms a skirt under the bottom of the concrete box. A continuous inflatable rubber gasket (3) is placed in this channel. On the outside of the walls of the concrete box, a longitudinally continuous bag (5) is mounted with a chain at the bottom of the bag. The bag with chain is folded and held up by a series of release arms mounted on the sides of the concrete box. The bag is further connected with casting pipes that go up to the surface or alternatively to a concrete pump inside the box. On the outside of this bag (5) is mounted a sheet pile wall (6) set in guide grooves. After the box has been placed, this sheet pile wall is rammed down against the rock and forms the outer formwork for the bag (5). A number of anchoring beams (9) are cast into the bottom of the concrete box. The sluice itself, which is part of the concrete box (1) construction, consists of an introduction chamber (19) with sealing rings for retracting pipes and a chamber (20) with a retractor. The concrete box is also constructed with a known sluice connection with two chambers for the transport of solid bodies. The concrete box is towed to the assembly site and lowered into the mountain at the marked place where the tunnel will open. The rubber gaskets (3) are put under pressure and form a tight connection to the rock when inflated. The release arms for the bag (5) are released and the bag is pulled by the chain weight down towards the mountain. The sheet pile wall (6) is rammed down with weights from surface vessels or with a release mechanism and weights. The bag (5) is then filled with concrete mortar either from casting through pipes from surface vessels, or from a concrete pump with a concrete magazine inside the box. From the water side, a tight and firm anchorage has thus been established along the walls of the box. The other anchoring and casting takes place from the tunnel side.

Som en del av oppfinnelsen inngår en sluseanordning (27) som tillater gjennomboring fra tunnelsiden ut i vann uten at vann trenger inn i tunnelen. Gjennom dette slusearrangement føres dessuten forankringsbolter ut til vannsiden og støperør for faststøpning uten at vann trenger inn i tunnelen. As part of the invention, a sluice device (27) is included which allows drilling from the tunnel side out into water without water penetrating into the tunnel. Through this sluice arrangement, anchoring bolts are also led out to the water side and casting pipes for casting without water penetrating into the tunnel.

Dette slusearrangement skal beskrives nærmere, fig. 2. This lock arrangement shall be described in more detail, fig. 2.

Slusen består av et T-rør (11) med ventil som forankres til fjellet ved mellomliggende pakning (24). Ventilen (18) er for uttapping av borkaks og vann til et lukket system. Bak T-stykket (11) er et tetningslager (12) bestående av en gummitetningsring som påsettes trykk, samt 2 stk. glidelagre. Bak dette tetningslager (12) er plassert, en ventil (13) og bak denne igjen The lock consists of a T-pipe (11) with a valve which is anchored to the rock by means of an intermediate seal (24). The valve (18) is for draining drilling cuttings and water into a closed system. Behind the T-piece (11) is a sealing bearing (12) consisting of a rubber sealing ring to which pressure is applied, as well as 2 pcs. sliding bearings. Behind this sealing bearing (12) is placed, a valve (13) and behind this again

et rørstykke (14). Til slutt er det montert et nytt tetningslager (15) av sanne konstruksjon som (12). For boring benyttes et foringsrør (25) og eksenterbor av kjent konstruksjon. Foringsrørets (25) ytre diameter til-svarer lagrene (12) og (15)'s indre diametre. En inntrenging av vann vil bli stanset ved lageret (12). Etter gjennomboring trekkes foringsrøret (25), borstangen (26) med borkrone ut og forbi ventilen (13) og inn i rørstykket (14). Ventil (13) stenges og tetningslageret (15) demonteres sammen med foringsrør (25), borstang (26) og borkrone, fig. 3. a piece of pipe (14). Finally, a new sealing bearing (15) of true construction like (12) is fitted. For drilling, a casing pipe (25) and an eccentric drill bit of known construction are used. The outer diameter of the casing (25) corresponds to the inner diameters of the bearings (12) and (15). An ingress of water will be stopped at the bearing (12). After drilling, the casing (25), drill rod (26) with drill bit is pulled out past the valve (13) and into the pipe section (14). Valve (13) is closed and the sealing bearing (15) is dismantled together with casing (25), drill rod (26) and drill bit, fig. 3.

Den neste arbeidsoperasjon er forankring og utstøping på vannsiden, fig. 4. Et støperør (17) med ytre diameter tilpasset lagrene (12) og (15) tilkobles en betongpumpe med en slangeforbindelse. Foran støperøret (17) settes en forankringsbolt (16) som skyves inn i borhullet (10) sammen med støperøret. Støperøret (17) med bolt (16) stikkes inn gjennom lageret (15) og inn i rør-stykket (14), som på ny monteres fast til ventilflens og ventil (13). Ventilen (13) åpnes og støperøret (17) skyves inn gjennom lageret (12) og inn i borhullet og ut til vannsiden. Arbeidsprosedyren fra tunnelsiden er som følger: For hvert hull som skal bores boltes en sluse til fjellet med mellomliggende pakning. Inni slusen føres et eksenterbor med foringsrør og boringen igang-settes. Antall borhull er avhengig av krav til forankring og krav til støp. Etter gjennomboring av fjellproppen føres støperør med forankringsbolter inn The next work operation is anchoring and casting on the water side, fig. 4. A casting pipe (17) with an outer diameter adapted to the bearings (12) and (15) is connected to a concrete pump with a hose connection. An anchoring bolt (16) is placed in front of the casting pipe (17) which is pushed into the drill hole (10) together with the casting pipe. The cast pipe (17) with bolt (16) is inserted through the bearing (15) and into the pipe piece (14), which is then fixed to the valve flange and valve (13). The valve (13) is opened and the casting pipe (17) is pushed in through the bearing (12) and into the borehole and out to the water side. The working procedure from the tunnel side is as follows: For each hole to be drilled, a lock is bolted to the rock with an intermediate gasket. An eccentric drill with casing is guided inside the lock and drilling is started. The number of drill holes depends on requirements for anchoring and requirements for casting. After drilling through the rock plug, casting pipes with anchoring bolts are inserted

i slusene og frem til mellomrommet (7), fig. 1 og dette fylles med betong. Vannet i mellomrommet (7) presses ut gjennom en tilbakeslagsventil, eller er tappet ut på forhånd gjennom ventilen (18), fig. 2. Etter denne faststøpning har man en sammenhengende massiv forbindelse mellom tunnelen og det tørre rom i betongkassen. Gjennom denne massive vegg bestående av fjell og betong kan roan på kjent måte drive en åpning. Dette kan gjøres med fullprofilboring, forsiktig sprengning mot pilothull, eller gjennom en kombinasjon av boring og meisling. Etter etablert åpning mellom tunnel og betongkasse trekkes rør-ledning (21) fra sjøsiden inn i slusen. Under inntrekning er begge kamre in the locks and up to the space (7), fig. 1 and this is filled with concrete. The water in the space (7) is pushed out through a non-return valve, or has been drained out beforehand through the valve (18), fig. 2. After this solid casting, you have a continuous massive connection between the tunnel and the dry space in the concrete box. Through this massive wall consisting of rock and concrete, the roan can drive an opening in the familiar way. This can be done with full profile drilling, careful blasting against pilot holes, or through a combination of drilling and chiselling. After the opening between the tunnel and the concrete box has been established, the pipeline (21) is pulled from the sea side into the lock. Both chambers are under withdrawal

(19) og (20) fyllt med vann og vanntett adskilt fra øvrige rom i kassen. (19) and (20) filled with water and watertight separated from other rooms in the box.

Etter inntrekning av rørledningen (21) i rommet (20), påsettes tetnings-ringene trykk og rommet (20) evakueres for vann. Kammeret (19) støpes til-slutt ut med betong om rørledningen (21). After pulling the pipeline (21) into the space (20), pressure is applied to the sealing rings and the space (20) is evacuated of water. The chamber (19) is finally poured with concrete around the pipeline (21).

Claims

1. Procedure for connecting a dry room in a mountain located under water with a prefabricated concrete box (1) with a sluice out to the water placed on the mountain side at the place where the connection is to be established by driving a tunnel (2) until there remains a 4 to 10 m thick rock plug (8) to a pre-determined penetration point on the water side, and that a prefabricated concrete box (1) constructed with an adapted form for placement at this location is placed at this location and that the concrete box is anchored and cast firmly to the rock with a tight connection and that an access opening is driven from the tunnel through rock plug and concrete into the box characterized by a concrete box (1) with channels (4) in a skirt along the sides of the box with inflatable, continuous rubber gaskets (3) and a formwork system

mounted on the outside of the walls of the box, consisting of a continuous bag (5) for concrete casting and an outer sheet pile wall (6) which forms an outer formwork, is lowered into the determined re-routing point and the gurtmi<p>aknings (3) are applied with an internal pressure, the sheet pile wall (6) is led towards the rock, the bag (5) is filled with concrete and the space (7) between the mountain side and the bottom of the concrete box is cast out and firmly anchored by anchoring iron (9) being cast into the bottom of the box and that from the tunnel (2) through a sluice device (27) holes (10) are drilled through which anchoring bolts (16) and a casting pipe (17) are introduced and concrete is pumped in through the casting pipe (17) until a compact plug (8) is formed between the tunnel (2) and the concrete box (1) ) dry rooms.

2. Method according to claim 1, characterized in that the sluice device's bearings (12) and (15) close tightly around a casing pipe (25) and that a connection between a drill rod (26) and the casing pipe (25) is sealed by a drilling machine and that a valve (13) is open during the drilling and that the casing pipe (25) with the drill rod (26) is pulled out after drilling past the valve (13) which is shut off and into the chamber (14).

3. Method according to claim 1, characterized in that the casting tube (17) is closely adapted to the bearings (12) and (15) and that an anchor bolt (16) is inserted centrically and loosely into the insertion end of the casting tube (17) and is led through the bearing (15) into in the lock chamber (14), after which the valve (13) is opened and the casting pipe with the anchoring bolt is led through the bearing (12) into the drilled hole (10) up to the water side.

4. Method according to claim 1, characterized in that the anchoring bolt (16) when pumping concrete through the casting pipe (17) is pushed forward and hits the bottom of the concrete box (22), as it has a length that ensures anchoring in the rock.

5. Device for carrying out the method as specified in claim 1, characterized in that the sluice device (27) consists of a T-piece (11) with a drain valve (18), a sealing bearing (12), a shut-off valve (13), a sluice chamber (14) , a sealing bearing (15) and that the T-piece (11) can be mounted against the rock with rock bolts (23) and intermediate gaskets (24).