NO820805L - Fremgangsmaate for bygging av en forhoeyning, saasom en demning eller kunstig oey, delvis eller helt under vann samt en slik forhoeyning - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for tilveie-bringelse av en forhøyning, delvis, eller fullstendig under vann, såsom en demning eller en kunstig øy, av partikkelformet materiale, såsom sand eller lignende.

En fremgangsmåte av den ovenfor omtalte type er generelt kjent. Sand som benyttes for dannelse av forhøynin-gen er generelt tilført under trykk gjennom en rørledning fra en vann-sandblanding eller fra en bunntømmelekter. Et prob-lem ved denne kjente metode er at den dannede fritt tilforme-de helning bare har en relativt liten naturlig skråvinkel. Pumping av sand med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på 200 -pm til en viss flate er hevet vil føre til en forhøyning med en gradient mellom 1 - 10 og 1 - 12, og bruken av en pongtong med en kanal vil gi en gradient på mellom 1 - 7 og 1-8. Dette betyr at på grunn av den relativt lille skråvinkel som således oppnås, viløkningen til en viss høyde ved den kjente metode kreve bruk av en uønsket stor mengde sand. Videre vil dannelsen ved den kjente metode av en forhøyning med betydelig høyde på f. eks. mellom 5 og 75 m over nivået for sjøbunnnen ta meget lang tid. Den tid som kreves vil spille en særlig betydelig rolle når man tar i betraktning at oljeundersøkelser og oljeutvinning ofte gjennomføres de dager til sjøs hvor det ikke kan brukes vanlige boreplattfor-mer som i det vesentlige er utformet av en betong- eller stålkonstruksjon plassert på sjøbunnen og hvor antall arbeidsdager nødvendigvis er begrenset på grunn av dårlige værbeting-elser.

Oppfinnelsen har til hensikt å tilveiebringe en fremgangsmåte av den type som er angitt ovenfor, som ikke lenger har de ovenfor nevnte ulemper. Fremgangsmåten for dannelsen av en forhøyning delvis eller helt under vann, såsom en demning eller en kunstig øy, av et partikkelformet materiale, såsom sand eller lignende, hvor det på siden av forhøyningen er plassert en avgrensningsinnretning som utstrekker seg oppover fra xindervannsbasisen av forhøyningen, mot hvilken helningen for forhøyningen utformes ved tilførsel av partikkelformet materiale er kjennetegnet i henhold til oppfinnelsen ved at det som avgrensningsinnretning benyttes, en vannpermeabel, men ± det vesentlige sandtett -membran. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er fordelaktig kjennetegn net ved at membranen er slik. plassert at det på. siden av for-høyningen dannes en skarp vinkel a med basisen til forhøynin-gen, hvilken vinkel tilnærmet s<y>arer til eller er noe mindre enn rasvinkelen for den naturlige helning for sand under vann.

Ved en foretrukket utførelse i henhold til oppfinnelsen er den skarpe vinkel mindre enn 45°, mer spesielt er vinkelen i området mellom 2 0° og 3 0°. En effektiv utfør-else av fremgangsirtåten i henhold til oppfinnelsen er kjennetegnet ved at en avgrensningsinnretning er plassert ved to eller flere motsatte sider av forhøyningen som skal utformes, hvoretter sand tilføres mellom motsatte avgrensningsinnretninger. En spesiell anordning i henhold til oppfinnelsen består i at avgrensningsinnretningen plasseres hele veien rundt forhøyningen som skal utformes. Avgrensningsinnretningen eller siktene blir plassert under vann i en vinkel i for-hold til horisontalplanet og gjør det mulig å danne en for-høyning av sand med en helning som er betydelig brattere enn det som oppnås ved den kjente metode i fravær av en sikt eller en avgrensningsinnretning. Når sikten i henhold til oppfinnelsen plasseres i en vinkel a, som er noe mindre enn den for den naturlige helning, vil så i sluttrinnet ved fullfør-ingen av forhøyningen det bli dannet en helning som er sta-bil som sådan, og sikten har ingen virkning når det dreier seg om likevektskreftene. For den resulterende forhøyning vil en slik demning eller en slik kunstig øy meget godt kunne motstå anslag av skip eller isfjell og også isstrømningstrykk.

Spesielt isbergstøt og trykk fra drivende is danner en potensiell fare for kunstige øyer av sand i sjø som gren-ser mot den nedre del av Canada. En viktig fordel ved den brattere konstruksjon i henhold til oppfinnelsen består i den betydelige reduksjon i mengde av sand som kreves, og som et resultat av dette at byggetiden som kreves ved foreliggende metode kan bli betydelig kortere enn det som benyttes ved vanlige metoder i fravær av avgrensningsinnretninger eller sikter. En avkortning ay- Byggetiden utgjør en særlig viktig fordel ved konstruksjon a<y>en demning eller en kunstig øy til sjøs-, ut fra antall arbeidsdager til sjøs som uunngåelig blir begrenset på grunn ay værbetingeIser.

I henhold til oppfinnelsen kan de motsatte ay-grensningsinnretninger med fordel bli innbyrdes forbundet ved basisen av forhøyningen som skal utformes. Mer spesielt kan fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kjennetegnes ved at det er plassert avgrensningsinnretninger i form av en vannpermeabel og praktisk sandtett pose hvis bunn utstrekker seg over basisen av forhøyningen som skal utformes, hvoretter forhøy-ningen utformes ved å fylle posen med sand gjennom dens åpne topp. I henhold til oppfinnelsen kan forhøyningen bli utformet ved innføring av en sand-vannblanding i rommet mellom avgrensningsinnretningen, mens blandingen pumpes gjennom et rør eller en ledning eller den mates inn fra en lekter eller flytelegeme som er utstyrt med en renne.

En effektiv utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at det brukes en avgrensningsinnretning som er utformet av et stoff som er forsterket eller ikke forsterket med armeringsstrimler, fortrinnsvis et vevet eller ikke vevet materiale sammensatt av syntetiske garn.

I henhold til oppfinnelsen kan avgrensningsinnretningen ved de nedre kanter nær basisen til forhøyningen bli utformet slik at den kan festes til bunnen ved hjelp av ankre, vekter, langstrakte sekker av sand og lignende. I henhold til oppfinnelsen holdes siktene eller avgrensningsinnretningen .i deres riktige stilling ved de øvre kanter ved hjelp av innretninger, såsom pongtonger, kabler, flåter eller lignende, og gjør det mulig for sanden som danner forhøyningen å bli innført i rommet mellom sikten. Når sanden tilføres, vil siktene eller a<y>grensnings±nnretningene virke som en slags forskaling. Det resulterende vannstrømmønster som dannes mellom siktene vil bevirke at sanden hurtig synker, slik at den ikke vil bli spredd over en stor flate under påvirkning ay det ytre vanntrykk.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan gjennomføres på en enkel måte når det ved stedet for forhøyningen som skal dannes- anbringes aygrensningsinnretningene ved hjelp av et fartøy fra hvilket avgrensningsinnretningene, .snm :'f.. eks. kan ha form av en foldet pose, Blir lagt på sjøbunnen mens den<y>ikles av fre en rull. Bunnstoffet kan frigjøres eller festes til veggsiktene og tjener blant annet til å fremme stabiliteten for sandlegemet og for å forhindre at sand blir tvunget gjennom bunnen av posen når det plasseres på myke lag i bunnen.

Oppfinnelsen omfatter også en forhøyning av sand som er helt eller delvis plassert under vann, såsom en demning eller en kunstig øy, som er utformet ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Oppfinnelsen omfatter også en avgrensningsinnretning utformet av et stoff som er beregnet på konstruksjon av en forhøyning som skal utformes av sand, såsom en dempning eller en kunstig øy. 1 henhold til oppfinnelsen kan stoffet utformes av syntetiske garn, såsom nylon, poly-ester eller polypropylen. Stoffet kan være et vevet eller ikke vevet materiale. I samsvar med oppfinnelsen er stoffet et sandtett, men vannpermeabelt materiale.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningen, som rent skjematisk viser: fig. 1 utrullingen av en avgrensningsinnretning i form av en pose,

fig. 2 et planriss av den utrullede pose, som fremdeles er i foldet tilstand,

fig. 3 et riss i lengdesnitt av posen langs linjen III - III på fig. 2 i et plan vinkelrett til sjøbunnen,

fig. 4, 5 og 6 delriss langs linjene IV - IV,

V - V og VI - VI på fig. 3 i forskjellige trinn av poselegg-ingsprosessen,

fig. 7 avgrensningsinnretningen.i en tilstand klar for tilførsel ay sand,

fig. 8 en dam i henhold til oppfinnelsen,

fig. 9 et planriss av en pose av et stoff for bruk ved fremstilling av en kunstig øy,

fig. 10 posen i henhold til fig. 9 i utfoldet tilstand.

Fig. 1 vis.er situasjonen - ved utrulling av en foldet pose 1 over sjøbunnen 2 på hvilken en forhøyning av sand skal utformes.

Posen 1 rulles ut fra en rull 3 som har en aksial lengde på 30 m og en startdiajneter på 7 m. Den aktuelle pose har en lengde på 300 m og en Bredde på 30 m. Rullen 3 blir hensiktsmessig plassert ved baksiden eller på siden av far-tøyet 5 som beveger seg langsomt i den retning som er antydet med pilen 4. Før fartøyet 5 kan starte bevegelsen, må enden 6 på den foldede pose 1, vist på fig. 1/bli festet til bunnen 2 på et riktig punkt ved hjelp av strimler eller bånd 7 og en ankerblokk 8. Fig. 2 viser situasjonen i hvilken posen 1 i foldet tilstand rulles ut over bunnen over sin fulle lengde på 3 00 m. Fartøyet 5 er ikke lenger vist. Også den andre ende 9 av posen er nå festet til sjøbunnen 2 ved hjelp av strimler 7 og en forankringsblokk 8. Fig. 3 er et riss i lengdesnitt av den foldede pose 1 langs linjen III - III på fig. 2. De to stålkabler 10 og 11, som utstrekker seg langs de to øvre kanter av posen 1, er festet til pongtonger 13 og 14 over vannflaten 12. Mellom pongtongene 13 og 14 er et antall flottører 15 som hver er festet til kablene 10 og 11 ved hjelp av hjelpekabler 16 (se fig. 4). Når flottørene 15 festet til kabelen 10 er forskjøvet i sideretning i retning av pilen 17, blir posen 1 trukket åpen ved sin øvre kant ved hjelp av kabelen 10. Så snart flottørene 15 somler-f estet til^kabelen 11 er forskjø-vet i sideretning i motsattbretning til det som er antydet med pilen 17, er posen 1 fullstendig åpen ved sin øvre kant ved hjelp av kabelen 11, slik det suksessivt er indikert på fig. 4, 5 og 6. Utfoldingen kan forenkles ved tiltrekning ay kablene 10 og 11 ved hjelp av vinsjer. Fig. 7 viser posen i den endelige tilstand klar for mottaking av sand. Bunnen 18 på posen er utformet av et yannpermeabelt, men i praksis sandtett syntetisk stoff som hviler på rsjj;^bun"ne"rfi 2. Sidene 19 på posen danner avgrensningsinnretningen eller membranene, som danner en skarp vinkel et med basisen til forhøyningen som skal utformes. Ved deres nedre ender er membranene 19, som også, er yannpermeable og sandtette, festet til sjøbunnen 2 -med forankringer 20, og de er utformet i ett-med bunnstoffet 18. r tilfelle av en langstrakt forhøyning eller demning danner de to avgrensningsinnretninger 19 sammen med Bunnstoffet 18, som er festet til dem, en langstrakt utformet pose med en åpen topp. Toppendene på avgrensningsinnretningene holdes i deres riktige stilling ved hjelp av pongtongene 21. Rommet som er innesluttet av avgrensningsinnretningene 19 og bunnen 18 på posen kan der-etter bli fylt med sand som pumpes gjennom en rørledning som mater en sand-vannblanding eller ved hjelp av en bunntømmings-lekter eller pongtonger med renner hvorved vannet unnslipper i sideretning gjennom avgrensningsinnretningene 19.

Fig. 8 er et tverrsnittsriss av en demning som består av et sandlegeme 22, og de tilsvarende deler har de samme henvisningstall som tidligere. En kunstig øy som er utformet i henhold til oppfinnelsen har den samme tverrsnittsform,

men forskjellige dimensjoner. På sandlegemet blir det plass-:"ert en skjematisk antydet betongblokk 23 som tjener til å bære andre konstruksjoner, såsom en boreplattform, (ikke-vist) som generelt er bygget opp av stål.

Fig. 9 er et skjematisk planriss av en pose 23 av vannpermeabelt, praktisk talt sandtett, syntetisk stoff for konstruksjon av en kunstig øy, som kan måle mellom noen få hundre meter opp til noen få tusen meter rundt omkretsen. Posen og den kunstige øy som skal utformes sammen med denne har et polygonalt omriss. Fig. 10 viser posen i henhold til fig. 9, fremdeles i åpen tilstand. Ved forberedelse ay posen i henhold til fig. 9 og 10 blir først flikene 24 foldet innover, og deres øvre kanter blir festet til hverandre ved punktene 26, med flikene 24 således også dannende den nevnte skarpe yinkel mellom 20° og 30° med bunnen 27 av posen. Der-etter blir flikene 25 foldet innover, og som et resultat av dette vil de komme til å ligge over de tidligere foldede fliker 24. Såvel flikene 24 som flikene 25 er utstyrt hele veien rundt deres fire sider med kabler med hvilke de kan festes.

Mer spesielt er det ved deres to kortsider anordnet fliker 25 som er utstyrt med forlengede kaBeldeler 28 med hyilke flikene 25 kan festes til en øvre kant på, den foldede pose ved punktene 29. Følgelig vil de foldede fliker 24 og 25 kunne festes til hverandre hovedsakelig med kaBler, som fremdeles kan føres gjennom et antall øyer hvis dette er nødvendig. Alternativt kan flikene sys til hverandre. Etter at flikene 24 og 25 er blitt foldet innover kan de "utgjøre sideavgrensningsinnretnin-gen til den kunstige øy som skal dannes. Til slutt blir posen 23 som hviler på sjøbunnen fylt med sand gjennom en åpning 30, hvoretter forhøyningen kan tjene som et fundament for en betong- eller stålkonstruksjon.

Det skal tilføyes at NL 7204805 beskriver en fremgangsmåte for konstruksjon av et undervannsfundament,.sam også omfatter mating av sand ned i vann. Ved den konstruksjon som er foreslått blir den utfelte sand avgrenset ved hjelp av en strimmel av kunstig sjøtang. Selv om denne kjente metode kan gi en viss forbedring, blir sanden innesluttet for lite, hvis i det hele tatt, og det fører således ikke til noen ve-sentlig reduksjon i mengde sand som kreves for dannelsen av en demning eller en kunstig øy.

Det skal også nevnes US patentene nr. 4103502 og 4009580 og NL nr. 7703104 og NL 7505974, som også beskriver metoder for konstruksjon av en kunstig øy på bunnen av sjøen. Med disse kjente metoder benyttes generelt lukkede vanntette poser som er fylt med sand og fra hvilke vann fjernes ved pumping. Stabiliteten som oppnås ved disse metoder skriver seg fra det ytre hydrostatiske, trykk som utøves på posene som er fylt med sand. Disse kjente metoder er temmelig kompli-serte og dyre, og det foreligger generelt en uakseptabel risiko for en ødeleggelse av veggen på posen, f. eks. bevirket ved en eller annen form for kollisjon, noe som vil resultere i et totalt tap av stabilitet.

Levetiden for de kunstige øyer eller lignende som oppnås ved disse kjente metoder vil fullstendig være avhengig av levetiden og sårbarheten for materialet i veggene til de vanntette poser.

NL 7810543 beskriver, en bygningskonstruksjon, såsom en demning. I dette tilfelle, består demningen av minst en serie stablede poser fylt med småsten, sand eller istyk-kerbrutt sten, idet posene har en konveks kontaktflate som alternerer med poser med konkav kontaktflate. Konstruksjon av en demning med disse spesialposer eller ved bruk av tradi-sjonelle sandposesystemer er temmelig arbeidsintensivt og dyrt. Videre vil en riktig stabling av spesielt formede poser i større vanndybder være en meget vanskelig operasjon.

NL 7712587 beskriver et apparat for dannelse av

en demning. Dette kjente apparat består i det vesentlige av en type glidekonstruksjon som er sammensatt av to konverger-ende sidevegger som har en spiss vinkel til bunnen og er utstyrt med en på tvers plassert endevegg. Ved den åpne topp av'denne konstruksjon blir en blanding av sand og vann inn-ført mellom sideveggene. Sideveggene og endeveggen til glide-konstruks jonen er både vanntette og sandtette. På grunn av forskjellen mellom nivå av vann på innsiden og utsiden av denne konstruksjon, vil det bli dannet en trykkdifferanse vinkelrett til endeveggen på konstruksjonen, og som et resultat av denne vil en fremoverrettet bevegelse utøves på denne. Med dette kjente apparat er det bare mulig å konstruere dem-ninger med temmelig korte lengder i relativt lave vanndybder.

Innenfor rammen av oppfinnelsen kan mange forskjellige modifikasjoner gjennomføres.

Claims (17)

1. Fremgangsmåte for dannelse ay en forhøyning delyis eller helt under vann, såsom en demning eller en kunstig øy, av partikkelformet -materiale, såsom sand eller lignende, hvor det på siden av forhøyningen er plassert en avgrensningsinnretning som utstrekker seg oppover fra undervannsbasisen på forhøyningen mot hvilken innretning helningen for forhøynin-gen dannes ved tilførsel av partikkelformet materiale, karakterisert ved at det som avgrensningsinnretning benyttes en vannpermeabel, men i det vesentlige sandtett membran.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at membranen er slik plassert at siden av for-høyningen danner en skarp vinkel (a) med basisen til forhøy-ningen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at den skarpe vinkel tilnærmet svarer til eller er noe mindre enn rasvinkelen for den naturlige helning av sand eller lignende materiale under vann.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at den skarpe vinkel er mindre enn 4 5°, og fortrinnsvis ligger i området mellom 20° og 30°.

5. Fremgangsmåte ifølge ett :eller flere av de foran-stående krav, karakterisert ved at en avgrensningsinnretning er plassert ved to eller flere motsatte sider av forhøyningen som skal utformes, hvoretter partikkelformet materiale tilføres mellom motsatte avgrensningsinnretninger.

6. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere ay de foran-stående krav, karakterisert ved at aygrens-ningsinnretningen plasseres hele veien rundt forhøyningen som skal utformes, hvoretter sand eller lignende materiale innfø-res i rommet som innesluttes av avgrensningsinnretningen.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 5 eller 6, karakterisert ved at motsatte avgrensningsinnretninger blir innbyrdes forbundet ved basisen av forhø yningen som skal utformes.

8'. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av de foran-stående .krav, karakterisert ved at det er plassert en avgrensningsinnretning i form av en vannpermeabel og praktisk talt sandtett pose, hvis bunn utstrekker seg over basisen av den forhøyning som skal -utformes, hvoretter for-høyningen tilformes ved fylling av posen med sand gjennom dens åpne topp.

9. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av de foran-stående krav, karakterisert ved at forhøynin-gen er utformet ved pumping av en sand-vannblanding gjennom en rørledning inn i rommet mellom avgrensningsinnretningene.

10. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av kravene 1-8, karakterisert ved at forhøyningen tilformes ved mating av sand til rommet mellom avgrensningsinnretningene fra en bunntømmingslekter eller en pongtong utstyrt med en renne.

11. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av de foran-stående krav, karakterisert ved at det brukes en avgrensningsinnretning utformet av et stoff som fortrinnsvis er sammensatt av syntetiske garn.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved at det benyttes et stoff utstyrt med armeringsstrimler.

13. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av de foran-stående krav, karakterisert ved at avgrensningsinnretningene ved basisen av den forhø yning som skal utformes ved deres nedre kant er anbragt nær basisen til for-hø yningen og festet til bunnen, f. eks. ved hjelp av forankringer.

14. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av de foran-stående kray, karakterisert ved at avgrensningsinnretningene holdes i deres riktige stilling ved deres øyre kanter ved hjelp ay slike innretninger som pongtonger, kabler eller lignende innretninger, hvoretter sand for dannelsen av forhøyningen tilføres-.

15. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av de foran-stående krav, karakterisert ved at det ved det punkt hvor forhøyningene s.kal tildannes anbringes aygrens-ningsi.nnretni.nger ved hjelp av et fartøy fra hvilket avgrensningsinnretningene, som f. eks. kan være utformet av en foldet pose, kan legges1 på bunnen mens de vikles av fra en rull.

16. forhøyning som i det vesentlige er sammensatt av sand eller lignende materiale og som er helt eller delvis plassert under vann, såsom en demning eller en kunstig øy, karakterisert ved at forhøyningen er fremstilt <y> ed fremgangsmåten ifølge ett eller flere av kravene 1-15.

17. Avgrensningsinnretning utformet av et stoff, mer spesielt av et syntetisk materiale, bestemt for konstruksjon av en forhøyning som skal utformes av sand i henhold til krav 16.