(57)【要約】  水域の所定の場所に配置するテンプレート構造物であって、水域の水位よりも実質的に上に配置されるプラットフォームを支持するために十分な長さを有する長尺管状の脚部材を支持する土台構造物を含み、前記プラットフォームは、少なくとも１つの掘削ユニットを設置する役割をもち、該掘削ユニットは、当該テンプレート構造物を支える水域下の地表面に支柱受け穴を掘削するドリルストリングを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液柱の下の地表面における１つ以上の柱状部材の屹立のための仮設テンプレート構造物であって、
土台構造物からほぼ垂直に延びた長尺の脚部材を含み、
該脚部材は、前記土台構造物に対してほぼ平行に配置されるプラットフォームを支持する役割をもつ、
仮設テンプレート構造物。
【請求項２】
前記１つ以上の柱状部材が１つ以上の杭である、請求項１に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項３】
前記プラットフォームに掘削ユニットが設けられる、請求項１又は請求項２に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項４】
前記掘削ユニットの端部が前記柱状部材の１つを構成する、請求項３に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項５】
前記長尺の脚部材が管形状である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項６】
１つの前記柱状部材が前記長尺管状の脚部材を通して移動可能である、請求項５に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項７】
前記長尺の脚部材を複数含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項８】
前記複数が３本である、請求項７に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項９】
前記プラットフォームに設けられたグラウトシステムをさらに備え、
該グラウトシステムが地表面の領域にグラウトを送り、そこに設置された前記柱状部材を固定するように構成された、請求項１〜８のいずれか１項に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項１０】
前記土台構造物がバラスト材の支持部を備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項１１】
前記土台構造物は、該土台構造物の下へ延びて地表面に置かれるように配置される複数の支持足場を含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項１２】
前記土台構造物がレベリング装置を備える、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項１３】
前記レベリング装置は、前記支持足場に取り付けられている、請求項１１に従属する請求項１２に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項１４】
前記長尺の脚部材は、上流側及び下流側に取り付けられたストレークを含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項１５】
前記長尺の脚部材は、負荷を低減する横断面外形を有する請求項１〜１３のいずれか１項に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項１６】
複数の前記長尺の脚部材の間に筋交い部材を備える、請求項７〜１５のいずれか１項に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項１７】
前記筋交い部材に水中翼装置が設けられている、請求項１６に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項１８】
浮力手段をさらに備える、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項１９】
前記長尺の脚部材の下端領域と摺動するように連結可能なスリーブ装置をさらに備える、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項２０】
土台構造物と、該土台構造物からほぼ垂直に延びる長尺の脚部材と、前記土台構造物に対してほぼ平行に配置されるプラットフォームと、を含む仮設テンプレート構造物を、液域中の所定の場所に輸送し、
前記土台構造物を沈降させて液域の下の地表面に近接させて支え、
前記プラットフォームを、地表面から遠位の液柱上面よりも実質的に上で支持されるように配置する、
ことを含む方法。
【請求項２１】
前記輸送は、前記液域の上面の上で双胴船の第１及び第２の船体の間に前記仮設テンプレート構造物を支持することを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記沈降は、前記双胴船に搭載された複数のウィンチ装置のケーブルを前記仮設テンプレート構造物に接続して、該仮設テンプレート構造物の沈降を制御することを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記仮設テンプレート構造物において作業を実行することをさらに含む、請求項２０〜２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
前記作業は、１つ以上の穴を地表面に掘削することを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
地表面に掘削した前記穴に柱状部材をそれぞれ挿入することをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記作業の実行の後、前記仮設テンプレート構造物を回収し、他の所定の場所へさらに輸送する、請求項２３〜２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
第１及び第２の船体を有する双胴船と、
前記第１の船体と前記第２の船体との間で支持され且つ土台構造物からほぼ垂直に延びる長尺の脚部材を含む仮設テンプレート構造物であって、前記土台構造物がフレームを含むと共に前記脚部材が前記土台構造物に対してほぼ平行に配置されるプラットフォームを支持する役割を果たす、仮設テンプレート構造物と、
を組み合わせること。
【請求項２８】
前記仮設テンプレート構造物に接続されるケーブルを備えており、前記双胴船に搭載される複数のウィンチ装置をさらに含む、請求項２７記載の組み合わせ。
【請求項２９】
水域の所定の場所に配置するテンプレート構造物であって、
水域の水位よりも実質的に上に配置されるプラットフォームを支持するために十分な長さを有する長尺管状の脚部材を支持する土台構造物を含み、
前記プラットフォームは、少なくとも１つの掘削ユニットを設置する役割をもち、
該掘削ユニットは、当該テンプレート構造物を支える水域下の地表面に支柱受け穴を掘削するドリルストリングを備える、
テンプレート構造物。
【請求項３０】
水域下の地表面に１つ以上の支柱を挿入する方法であって、
水中の土台構造物と、水域の水位よりも実質的に上に配置されるプラットフォームと、を備えるテンプレート構造物を、長尺管状の脚部材によって所定の場所の地表面に支え、
前記プラットフォームに搭載された掘削ユニットを動作させてそのドリルストリングにより地表面に支柱受け穴を開け、
前記長尺管状の脚部材を通して前記穴に支柱を導入する、
ことを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海底、河底又は湖底（又は相当な深さを有する液体が堅い地盤上を流れるその他の場所）、特に、流れの強い場所（必ずしも要件ではない）において杭基礎などの柱状部材の設置を容易にする改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
橋、桟橋、沖合の風車又は潮流タービンなどを支えるために必要とされる構造物の基礎を据える最も確実な既知の方法は、海底、河底、その他の水面下の底、さらにはその他の液域の底部の地盤に適切な深さで打ち込んだり叩き込んだりした杭（単一杭）又は杭のパターン（杭に取り付けるジャケット構造物を使用）の上に、構造物を設置する方法である。しかしながら、この方法は、特に、流れ（潮流、水流）の強い領域では困難である。すなわち、その底は流れによって岩やその他の堅い面まで浸食される傾向があり、回転掘削を必要とするとともに、通常、掘削処理中に掘削ユニットや付随するドリルストリングを支持する、固定され安定した構造物を必要とするためである。さらに、流れの強い領域では、ドリルストリングをその流れによる破壊から保護する必要があり、そのため、水面上から掘削を行う海底や河底の地点まで実質的に垂直に延びた固定導管を通して掘削することが一般的に行われている。実際には、それ故に、大きな動きを防ぐことが可能なアンカーポイントに確実に係留された浮体から掘削することのみが可能であり、当該浮体は、強い流れ及び高潮差の少なくともいずれかがある場所に配置するのは困難であり、費用がかかる。動的な位置決めシステムを有する浮体は、費用がかかり過ぎる傾向にあり且つそのような条件下で作業するのは難しい。そして、これら浮体及びその他の浮体も、大きな波のある状態では上下してしまい、掘削作業を行うのは難しい。
【０００３】
別の選択肢として、海底又は河底に据え置かれたある種のテンプレートを通して杭（パイル）を海中で所定の場所に打ち込むこともある。しかし、これをダイバーなど人手で配置するのは難しく、また、ＲＯＶ（遠隔操作装置）を使用するにしても、流れの強い領域では実質上不可能である。実際には、掘削のための給電には、ドリルにエネルギー及び制御信号の両方を送るために水上船から可撓性の供給パイプラインを引くことが必要であるが、その供給パイプラインを破壊し湾曲させ得る強い流れの中で行うのは非常に困難となる。
【０００４】
そのため、現在では、海中に杭を設置する好ましい方法は、ジャッキアップバージ（はしけ）から掘削を行うことである。ジャッキアップバージは、自身を水からジャッキアップすることができ、ジャッキアップされた船体の重量を用いて海底にその脚部で立ち、安定した固定プラットフォームを提供し、そこから、通常は、適切な導管を所定の位置に保持可能な液圧（油圧）式杭門（pile gate）から、掘削を行うことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、高速にジャッキアップ及びジャッキダウンできるジャッキアップバージだけが、強潮流やその他の流れの強い場所において安全に使用可能であり、さらには、脚部の末端部は堅い地盤に不向きである場合が多いため、ジャッキアップバージの使用には数多くの問題がある。また、脚部からの渦放出が、放出で危険な共振振動を生じ得るといった安定性の問題を引き起こす。加えて、波に対して十分な高さをもって沖合に安全に屹立することが可能なジャッキアップバージは、比較的大規模である必要があり、したがってこれらは高価なはしけであり、大多数の沖合や河で使用する場合に許容外の費用がかかる結果となる。
【０００６】
ジャッキアップバージの脚部は、常に片持ち梁である。当該脚部はバージ船体のオリフィスを通して上下可能であることが必要であり、したがって交差筋交いやその他の強化手段を水面下に有することができないというのがその理由である。さらに、ストレーク（strake）やその他の手段を取り付けて渦放出を抑制することは困難であり、このことにより、脚部で上昇させたときに作業遂行可能なジャッキアップバージの安定性及び水深は、脚部の強度、特に座屈に対する抵抗力によって制限される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、液柱の下の地表面における１つ以上の柱状部材の屹立のための仮設テンプレート構造物が提供される。当該テンプレート構造物は、土台構造物から実質的に垂直に延びた長尺の脚部材を含み、この脚部材は、土台構造物に対して実質的に平行に配置されるプラットフォームを支持する役割を果たす。
【０００８】
本発明の第２の態様によれば、土台構造物と、この土台構造物から実質的に垂直に延びる長尺の脚部材と、土台構造物に対して実質的に平行に配置されるプラットフォームと、を含む仮設テンプレート構造物を、液域中の所定の場所に輸送し、土台構造物を沈降させて液域の下の地表面に近接させて支え、プラットフォームを、地表面から遠位の液柱上面よりも実質的に上で支持されるように配置する、ことを含む方法が提供される。
【０００９】
本発明の第３の態様によれば、
・第１及び第２の船体を有する双胴船と、
・前記第１の船体と前記第２の船体との間に支持され且つ土台構造物から実質的に垂直に延びる長尺の脚部材を含む仮設テンプレート構造物であって、その土台構造物がフレームを含むと共に脚部材が土台構造物に対して実質的に平行に配置されるプラットフォームを支持する役割を果たす、仮設テンプレート構造物と、
を組み合わせること、が提供される。
【００１０】
本発明の第４の態様によれば、水域の所定の場所に配置するテンプレート構造物であって、水域の水位よりも実質的に上に配置されるプラットフォームを支持するために十分な長さを有する長尺管状の脚部材を支持する土台構造物を含み、そのプラットフォームは、少なくとも１つの掘削ユニットを設置する役割をもち、該掘削ユニットは、当該テンプレート構造物を支える水域下の地表面に支柱受け穴を掘削するドリルストリングを備える、テンプレート構造物が提供される。
【００１１】
本発明の第５の態様によれば、水域下の地表面に１つ以上の支柱を挿入する方法であって、水中の土台構造物と、水域の水位よりも実質的に上に配置されるプラットフォームと、を備えるテンプレート構造物を、長尺管状の脚部材によって所定の場所の地表面に支え、プラットフォームに搭載された掘削ユニットを動作させてそのドリルストリングにより地表面に支柱受け穴を開け、長尺管状の脚部材を通してその穴に支柱を導入する、ことを含む方法が提供される。
【００１２】
以上の態様によれば、強い流れや波などがある悪条件下においても、地表面における柱状部材の安全且つ確実な設置を容易とする、テンプレート構造物を提供することができる。
【００１３】
基本的に、本発明は、強い流れの中であってもあるいは高波浪の影響を受けた水中であっても、仮設として安全に自立するように設計されたテンプレート構造物を提供する。このテンプレート構造物は、常設構造物のための１以上の杭を挿入するための、海底や河底の穴の掘削を支援する設備を含む。常設構造物はその事前設置した杭に取り付けられることにより、以降、当該位置に据え置かれる。杭が所定の場所に配置されれば、テンプレート構造物は、簡単に移動させることが可能であり、同様の掘削作業をさらに行うために再利用される。
【００１４】
好ましくは、上記構造物の輸送及び取り扱いは、専用の双胴バージ船による。
【００１５】
適宜、柱状部材は、先端にドリルを付けて形成され得る杭の形状とされる。この場合、杭は、地面の十分な貫入達成後にドリルストリングを取り外すだけで、掘削穴中に埋め込んで残すことができる。又は、ドリルストリングと一緒にドリルを、垂直管状長尺の脚状部材を通して抜き、クレーン又はウィンチを用いて垂直管状長尺の脚状部材を通し穴へ杭を降下させてもよい。
【００１６】
適宜、テンプレート構造物は、杭の配置以外の目的にも使用可能である。例えば、地質工学的調査の掘削のために、船の一時的な係留に用いる、あるいは、速い動きのあり得る水域（又は他の液域）下の海底、河底、その他の底面で安定したプラットフォームを配置できるようにする他のいかなる目的に対しても有益に応用し得る。
【００１７】
また、適宜、テンプレート構造物は、垂直管状長尺の脚状部材（場合によって単一の部材）の配置によって、標準的な配列にした杭（又は単一の杭）を海又は他の液体の下の地面に掘削した穴に挿入することを可能とできる。このテンプレート構造物は、設置後の杭を残して杭から離すことができ、後に、何らかの有用な構造物（沖合の風力タービン、水路標識、桟橋、又は潮流タービンなど）を下降させてその杭に固定するべく準備される。
【００１８】
さらに、杭の設置後、続いてグラウトを詰めて穴に固めることができる。このためのグラウトシステムは、水位又は液位よりも上に配置されたプラットフォームに設けられ、垂直管状長尺の脚状部材を通して配備されるホースを通しグラウトを杭内の適切なグラウトチャンネル（流路）へ供給する。
【００１９】
適宜、テンプレート構造物には、バラスト用銑鉄を用いて安定させることが可能な比較的重い土台を組み込み、非常に強い流れのある場所においても安全に屹立する程十分にテンプレート構造物を重くする。
【００２０】
好ましくは、当該構造物には、足場（フーチング）と主土台構造物との間にレベリングジャッキが設けられ、テンプレート構造物を地面又は海底に設置した後、掘削工程を開始する前にテンプレート構造物を正確に水平にできることが好ましい。
【００２１】
適宜、レベリングジャッキは、液圧（油圧）式ラム、スクリュージャッキ、又はその他の重量物を持ち上げ可能な機構であり得る。
【００２２】
テンプレート構造物の好ましい構造において、上記垂直長尺の脚部は、液体の速い流れに曝される円筒状の部材であれば発生する渦放出を、防ぐために、上流及び下流のよどみ点に取り付けられた縦又は螺旋状のストレーク、あるいはその他の流れの阻害物（「スポイラ」）を有しているとよい。
【００２３】
代替の構成では、流れの阻害は、非円筒状の垂直長尺の脚部を用いて達成してもよい。例えば、場合によっては渦放出を防ぐだけでなく抵抗を減らして構造物の負荷を減らす上でも有効な特性をもつ、流線形のフェアリング（fairing）を付ける、楕円形又はダイヤモンド形とすることができる。
【００２４】
適宜、垂直管状長尺の脚部の間に交差筋交い部材を設けて、構造物の全体的な強度及びその脚部の座屈対抗力を増やすこともできる。このような交差筋交いは、抵抗を最小限にするように構成されることが、必須ではないけれども好ましい。例えば長方形断面部材は、その長辺が流れの方向と一致するように設定されることが好ましい。
【００２５】
使用場所へテンプレート構造物を輸送する好適な様式は、従来型のクレーンバージを使用するか、あるいは、搭載クレーン又は搭載ウィンチのいずれかを使用して双胴船の船体間で当該構造物を持ち上げることの可能な専用の双胴船を使用し、テンプレート構造物を所定の場所に運び、所定の位置へ降下させ、掘削作業と杭配置の完了後に上昇させて回収する。
【００２６】
もしくは、テンプレート構造物に浮力室又は浮袋などその他の浮力手段を設けて、テンプレート構造物を浮かばせて曳航型の船から曳航して運び、そして、所定の場所で構造物を沈められるように、浮力補助具を浸水させるか、もしくは徐々に切り離してもよい。
【００２７】
掘削作業及び杭配置の完了後、浮力装置を排水し又は再度取り付けて、掘削作業及び杭配置の完了後に構造物を再浮上させて回収する。
【００２８】
テンプレート構造物のさらなる構成においては、１以上のスリーブを垂直管状長尺の脚部材と同軸にして下に配置することができる。このスリーブによって、脚状部材が土台から実際の海底又は水中地盤面まで延び、本来なら間隙である部分における流れの勢いからドリルストリング又はグラウトホースを保護する。
【００２９】
適宜、上記スリーブは、掘削前に垂直管状長尺の脚部材を通して降下させることができる。もしくは、上記スリーブは、非使用時に脚部材の最下部の外側周囲に格納し、そして、構造物が所定の位置にあって海底、河底又は上に液体のあるその他の地面に立っているときに、適切な留め具又は締め具を解除することによって降下させることができる。
【００３０】
さらに、垂直管状長尺の脚部材は、その長さを変えるために除去又は挿入される部位をもつことができ、これによって様々な深さの水（又はその他の液体）でテンプレート構造物の使用が可能となる。
【００３１】
適宜、テンプレート構造物は、該テンプレート構造物を海（又は河）底上に保持する重力をアシストする正味下向きの「揚」力を、水の流れを使用して生成する、交差筋交いと一体化可能な一体型機構を有する（例えば水中翼）。
【００３２】
好ましくは、テンプレート構造物が、水柱の底、すなわち海底又は河底からその土台がわずかに離れて配置され、管状長尺の脚部材は、たとえ波があってもプラットフォームが水面の上に位置するような高さとなる。
【００３３】
適宜、異なる水深に対して異なるユニットを設計し得る。あるいは、管状長尺の脚部材の取り外し可能な部位を異なる水深に対応するべく除去又は追加してもよい。
【００３４】
好都合な設置の様式として、水位よりも実質的に上にテンプレート構造物を留めるように船体間に十分な空間を有する双胴船を使用して、当該構造物を要求された場所へ搬送し、その地点において、後述のように、搭載クレーンを使用するか又はウィンチを使用して、構造物を海、河、又はその他の水域の底へ降下させることができる。
【００３５】
テンプレート構造物の管状長尺の脚部材は、土台を降下させて海底（又は河底又は上に水のあるその他の地面）の足場に置くときに、垂直に直立した姿勢で配置され得る。足場は、地面又は底で一般に見られる凸凹や浮石を土台構造物がよけられる程度に十分に土台構造物より下へ突出しており、テンプレート構造物の土台又はシャシ（chassis）からの張出し部や延長部に一般的には設置され、海、河、又はその他の水域の底に立っているときに、構造物の安定に十分な空間を与え、強い流れがある場合に倒れないよう守る。
【００３６】
この足場は、堅い地面をつかむように先の尖った末端部を通常は有するが、様々な地盤状態に適応したその他の形状の脚部を用いてもよい。また、各足場は、液圧式ラム駆動のジャッキや、場合により電気や液圧作動式のスクリュージャッキなどの伸縮自在なレベリング装置、あるいは各足場の上下方向高さを調節可能なその他の装置を備えており、自身の立っている地面の凹凸を適切な制限内で補って、管状部材が正確に垂直となり、さらに、テンプレート構造物の足場が水又はその他の液体の下の地盤に置かれた後に、管状の脚部材に設置されたプラットフォームが正確に水平となるように、管状部材は調節され得る。
【００３７】
正確な垂直位置決めが達成されれば、内部スリーブを管状長尺の脚部材を通し降下させて下の地面に置き、これによって、地盤から離れた土台フレームから導管を延長してもよい。さらに、外部スリーブを同様の目的で使用することもでき、外部スリーブは、構造物が正確に配置されると、垂直管状の脚部材の下から遠隔制御でリリース可能である。水平達成後に構造物の上部と地表面又は海底面との間に効果的保護導管が設置されれば、プラットフォーム上の管状部材の上端に設置されたロックドリル打ち込み回転ユニット又は杭打ち型ハンマーユニットが、部材を通って地盤中へ降ろしたドリルストリングに動力を供給するべく使用可能である（又は、ウォータージェットなどの他のいかなる掘削技術を用いてもよい）。
【００３８】
このドリルストリングは、その最下端に、所定の深さへ打ち込み及び叩き込みの少なくともいずれかが可能でその後に自動リリース機構によって切り離すことの可能な掘削カッターを取り付けた杭を有することができる。代替的に及びより従来型に近く、取り外し可能なドリルストリングを用いて穴を掘削し、これらを除いた後に、水位よりも上の上部プラットフォームに設置されたクレーン又はウィンチを用いて、同じ管部材で杭を地盤中へ降下させてもよい。
【００３９】
所定の位置に降下した杭は、グラウトホース及び適切な内部グラウトパイプ又はチャンネル（流路）を事前に付けてあり、グラウトが杭に注入され、所定の位置へ降下させた後の杭の穴がグラウトで填塞される。グラウトホースは管状長尺の脚部材内にあって保護され、この脚部材は、水上プラットフォームを支持する脚として働くと同時に、導管として効果的に機能する。この注入設備は、上部プラットフォームに配備されてホースへ配分を行うようにできる。
【００４０】
テンプレート構造物の好適な実施形態は、３つの足場を含み、これらは、それ自体が立つ地面の凹凸に関係なく、テンプレート構造物の重さを共有するように配置可能である。しかしながら、必要に応じて、より多くの足場を使用し、多数の杭の組を打ち込むことも可能である。この場合、上述の水平化用ジャッキが、各足場を順次組み付けて安定するまでセッティングすることにより構造物を水平にすると共に荷重を均一に共有するように調整され得る。液圧システムを用いれば、荷重はその液圧から測定可能である。
【００４１】
この好適な実施形態は、三脚型ジャケット構造物に適した３本の杭の組を打ち込む際のテンプレートとして使用可能な３本の管状長尺の脚部材を使用する。しかしながら、同種の構造物を、最小で単一の支持脚部材を留めるため、又は３本の脚部材であってその一つが大きい断面直径で単杭を通し打ち込んで設置できる脚部材を留めるため、あるいは複数の足場ジャケット基礎を留める３本より多い脚部材を留めるため、に使用することもできる。
【００４２】
ジャッキアップバージを用いるような、船体を通して脚部材を上昇させる必要がないという要因により、本発明は、テンプレート構造物を通常的に水面下で交差筋交いして、強度を相当に高め、ジャッキアップバージ使用時に比べて安定性及び耐振動性（例えば渦放出からの）を大幅に向上させることができるという利点をもつ。その交差筋交いは、流れの方向に対し低い抵抗外形をもつように、適合させるのが好ましい。
【００４３】
渦放出を抑制するストレークを、流れの方向の上流及び下流で脚部材に対し垂直に固定してもよい。又は、円筒状部材が流れる液体の中で周期的に渦を放出する場合に、ストレークを各脚部材の周りに螺旋状に配置して、「巻込」又はコアンダ効果を抑制してもよい。あるいは、代わりに脚部材を、楕円形の断面、その他の流線形外形の断面、又はダイアモンド形横断面外形など、抵抗を減らし渦放出を防ぐ、非円形断面としてもよい。
【００４４】
テンプレート構造物は、設置場所で予測される最も速い流れに曝されても安全に立っている必要がある。それには、流れの抵抗を原因としてテンプレート構造物が滑ったり傾いたりする傾向のいずれにも耐える十分な重さを有している必要がある。したがって、土台フレーム又はシャシは、これにクランプされるバラスト用銑鉄とも呼ばれるバラストを追加できる空間を有している。代わりに、クランプを不要とするべく、箱形で上部開放のコンテナを設けて、この中にバラストを積み込んでもよい。多くの場合、バラストは鋼片又は鉄片、古い鎖、その他の高密度で重みがあって低コストの材料である。
【００４５】
バラストは常時配置され得るし、場合によっては、構造物を所定の位置へ降下させた後に追加してもよい。必要に応じて付設クレーンバージから所定の位置へ降ろすようにして、追加のバラストを必要に応じ水面上のプラットフォームに追加してもよい。
【００４６】
上述の交差筋交いは、選択的に、水平方向の水中翼を任意で含むか支えていてもよい。この水中翼は、流れの速度の二乗に比例するダウンフォースを発生するように配置され、構造物の安定性向上を助け、必要なバラスト／バラスト用銑鉄を削減する。
【００４７】
水位よりも上のプラットフォームは、通常、クレーンやウィンチなどの作業に必要な他の設備、掘削用電力を供給する発電機器、グラウトシステム、作業員用宿泊設備、安全装備などを運搬するために使用してもよい。
【００４８】
さらに、通常は、容易に持ち上げて穴掘削後の支持脚部内へ（搭載クレーン又はウィンチを用いて）降下させることができるように、例えば縦に積み上げられる、杭のための空間が設けられる。
【００４９】
実際には、テンプレート構造物を、所定の使用場所へ輸送しそして持ち上げ、さらに杭の配置が終わった後には該場所から輸送する、手段が必要である。
【００５０】
このような輸送には、従来型クレーンバージや、それに搭載される可動式クレーンを有するベーシックバージの使用、それを運搬すること、別のバージからそれを移載すること、を含む。あるいは、浮力装置を使用して構造物を浮かせ、曳航船を使用して所定の場所まで曳航することが可能である。この場合、垂直に浮かせるか、又は、より実用的には、沈降の際に垂直姿勢へ回転させる起点となる側を下にして浮かせるとよい。
【００５１】
好適な方法は、船体間の空間がテンプレート構造物をその間に垂直に配置可能である構造の専用双胴船（２船体バージ）を使用することである。現場への輸送用双胴バージにテンプレート構造物を固定するために上昇させて、固縛が使用される。
【００５２】
バージが現場に配置されると、クレーン、より好ましくは甲板に据え付けられたウィンチ、がテンプレート構造物を所定の位置で保持し、固縛が解除される。その後、ケーブルを制御下で繰り出して、テンプレート構造物を制御下で降下させ、海底の足場に設置する。三脚型テンプレート構造物の場合、３台のウィンチを使用する構成が可能で、各足場の上に１台ずつ配置して、海底のテンプレート構造物の位置決めと着床をより正確に制御できるようにしてもよい。
【００５３】
専用双胴バージから構造物が運ばれて海底に確実に固定された後には、次の２通りの使い方が可能である。第一に、干満の影響で海面が上下しても所定の位置に保持可能な係留装置を使用してバージを構造物に係留する（適切な防舷材を設けてバージとテンプレート構造物との間の不可避の衝撃によるダメージを防ぐ）。第二に、曳航船によってバージを構造物から離す。
【００５４】
杭の打ち込み及び設置が完了した後にテンプレート構造物を回収するには、上述の手順を単純に逆に行えばよい。
【００５５】
流れの強い領域に杭を設置する従来の方法では、一般的に、ジャッキアップバージを使用して、掘削を行うプラットフォームを設ける。
【００５６】
本発明のテンプレート構造物がジャッキアップバージを超える利点を有している点に留意しておくと都合がよい。第一に、長尺の脚部材は、それを通した掘削で導管としても兼用され（ジャッキアップバージは脚部と別の導管とを必要とする）、これによって強い流れ中の全抵抗を減らすことができる。第二に、脚部材は、ジャッキアップバージの脚部用のように余裕の無いオリフィスを通して抜く必要がないので、ストレークや流線形外形をもつことができる。これによって、強い流れの中に立つジャッキアップバージが不安定となる主要因である渦放出を、抑制できる。また、脚部材は交差筋交いを入れることも可能で、片持ち梁のジャッキアップバージ脚部に比べて強度及び座屈対抗力が大幅に増す。さらに、その交差筋交いには、ダウンフォースの生成によって強い流れの中での安定性を向上させる水中翼を、含ませることができる。最後に、本発明は、動く部品の無い「ダム（dumb）構造物」とも呼ばれる構成で、よりロバストであり、必要な作業をより高速に終える能力があり、さらに、同様の水深に立てることのできるジャッキアップバージと比較して大幅に費用が削減される。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
本発明をより良く理解するため、また本発明をどのように実行するかを示すための添付図面について以下に説明する。
【００５８】
【図１】本発明のコンセプトを取り入れたテンプレート構造物が海底の所定の場所に配置された場合の実施形態の投射図を概略的に示すもので、水深を示すために海面（又はその他の水面）を部分的に示す。
【図２】船体間で図１に示すテンプレート構造物全体を輸送可能な専用２船体（双胴）型船を概略的に示す。
【図３】２船体船をどのように使用して、海底（又はその他の水面下）に立たせるべくテンプレート構造物を降下させるか、を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
図１を参照すると、図示されたテンプレート構造物の実施形態は、上下方向に調節可能な３つの足場２を備えた、３本の屹立した管状長尺の脚部材１を伴う。図示の本実施形態において、例として示した各足場２は、１対の油圧式ラム２ａを有する。ただし、その他の上下方向調節手段を使用してもよい。足場２は、バラスト又はバラスト用銑鉄４を保有するシャシフレーム３から張り出した延長部２ｂに設けられている。
【００６０】
作業プラットフォーム５は、テンプレート構造物の上部（頭頂）領域に配置される。プラットフォーム５は、通常、作業員と共に、１以上のクレーン、発電設備、グラウトシステムなど（図示略）を載せる。
【００６１】
交差筋交い部材６は、テンプレート構造物の補強及び剛性向上のために使用することができる。この交差筋交いは、安定性を増加させるために強い流れの中でダウンフォースを生成するように向きを調整された水中翼（図示略）の形状をもつか、あるいはそのような水中翼を保有できるようにしてもよい。
【００６２】
小クレーン８を有する一つの掘削リグ７が、管状長尺の脚部材１のうちの１本の上に設置されて示されている。本例においてこのような掘削リグ７及び関連クレーン８は、順次掘削を可能とするように１つの脚部材１から次の脚部材へ移動可能としてあるので、掘削リグ７及び関連クレーン８を一つだけ図１に示す。しかしながら、実用的には、各脚部材１に掘削リグ７及び関連クレーン８を設けて、同時に掘削及び杭挿入を行って設置作業の高速化を図る方が費用対効果が高いこともある。
【００６３】
上述のシステムの性能を向上させることのできる詳細として、渦放出を抑制するべく、各脚部１の上流及び下流側に沿って垂直方向に設定されたストレーク９が含まれる。ストレーク９は、同じ目的をなすために多くの背の高い煙突で使用されるように、螺旋形状であってもよい。あるいは、渦を発生させる可能性の低い流線形（楕円形）又は直縁形（ダイヤモンド形）の外形など、円形以外の断面の脚部材１としてもよい（図示略）。延長スリーブ１０が設けられており、この延長スリーブ１０は、構造物が設置されると管状脚を通して下降させることができ、管状の脚部材１の最下端と海底又は河底の地表面ＳＢとの間の空間をドリルストリングが通過する際に該ドリルストリングを保護する。あるいは、図示するように、このようなスリーブ１０は、十分な空間を与えた関連する管状の脚部材１の下端の外部に設けることもできる。
【００６４】
図２に、図１に示すテンプレート構造物全体を船体間で輸送可能な専用の２船体（双胴）型船を示す。このような船の利点は、従来のバージと比べて、高速移動する水中で船体の抵抗が低くなるように設計できることである。
【００６５】
図３は、双胴バージがテンプレート構造物を降下させて、海底（又はその他の液域下の地表面）に立たせる様子を示す。掘削作業の間、バージはテンプレート構造物に係留したままでもよいし、一度バージを離した後、掘削完了後にテンプレート構造物を回収するべく戻してもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１  脚部材（脚状部材）
２  足場
３  シャシフレーム（土台）
４  バラスト又はバラスト用銑鉄
５  プラットフォーム
６  交差筋交い
７  掘削リグ
８  クレーン
９  ストレーク
【図１】
2013529736.tif 000003
【図２】
2013529736.tif 000004
【図３】
2013529736.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成25年6月3日(2013.6.3)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液柱の下の地表面における１つ以上の柱状部材の屹立のための仮設テンプレート構造物であって、
土台構造物から垂直に延びた長尺の脚部材を含み、
該脚部材は、前記土台構造物に対して平行に配置されるプラットフォームを支持する役割をもつ、
仮設テンプレート構造物。
【請求項２】
前記１つ以上の柱状部材が１つ以上の杭である、請求項１に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項３】
前記プラットフォームに掘削ユニットが設けられる、請求項１又は請求項２に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項４】
前記掘削ユニットの端部が前記柱状部材の１つを構成する、請求項３に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項５】
前記長尺の脚部材が管形状である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項６】
１つの前記柱状部材が前記長尺管状の脚部材を通して移動可能である、請求項５に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項７】
前記長尺の脚部材を複数含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項８】
前記長尺の脚部材が３本である、請求項７に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項９】
前記プラットフォームに設けられたグラウトシステムをさらに備え、
該グラウトシステムが地表面の領域にグラウトを送り、そこに設置された前記柱状部材を固定するように構成された、請求項１〜８のいずれか１項に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項１０】
前記土台構造物がバラスト材の支持部を備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項１１】
前記土台構造物は、該土台構造物の下へ延びて地表面に置かれるように配置される複数の支持足場を含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項１２】
前記土台構造物がレベリング装置を備える、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項１３】
前記支持足場にレベリング装置を備えている、請求項１１に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項１４】
前記長尺の脚部材は、上流側及び下流側に取り付けられたストレークを含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項１５】
前記長尺の脚部材は、負荷を低減する横断面外形を有する請求項１〜１３のいずれか１項に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項１６】
複数の前記長尺の脚部材の間に筋交い部材を備える、請求項７〜１５のいずれか１項に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項１７】
前記筋交い部材に水中翼装置が設けられている、請求項１６に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項１８】
浮力手段をさらに備える、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項１９】
前記長尺の脚部材の下端領域と摺動するように連結可能なスリーブ装置をさらに備える、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の仮設テンプレート構造物。
【請求項２０】
土台構造物と、該土台構造物から垂直に延びる長尺の脚部材と、前記土台構造物に対して平行に配置されるプラットフォームと、を含む仮設テンプレート構造物を、液域中の所定の場所に輸送し、
前記土台構造物を沈降させて液域の下の地表面に近接させて支え、
前記プラットフォームを、地表面から遠位の液柱上面よりも上で支持されるように配置する、
ことを含む方法。
【請求項２１】
前記輸送は、前記液域の上面の上で双胴船の第１及び第２の船体の間に前記仮設テンプレート構造物を支持することを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記沈降は、前記双胴船に搭載された複数のウィンチ装置のケーブルを前記仮設テンプレート構造物に接続して、該仮設テンプレート構造物の沈降を制御することを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記仮設テンプレート構造物において作業を実行することをさらに含む、請求項２０〜２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
前記作業は、１つ以上の穴を地表面に掘削することを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
地表面に掘削した前記穴に柱状部材をそれぞれ挿入することをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記作業の実行の後、前記仮設テンプレート構造物を回収し、他の所定の場所へさらに輸送する、請求項２３〜２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
土台構造物から垂直に延びる長尺の脚部材を含む仮設テンプレート構造物であって、前記土台構造物がフレームを含むと共に前記脚部材が前記土台構造物に対して平行に配置されるプラットフォームを支持する役割を果たす、仮設テンプレート構造物を、
第１及び第２の船体を有する双胴船の、前記第１の船体と前記第２の船体との間に支持して輸送する、輸送方法。
【請求項２８】
前記双胴船に搭載した複数のウィンチ装置を、そのケーブルを前記仮設テンプレート構造物に接続して使用することさらに含む、請求項２７記載の輸送方法。
【請求項２９】
水域の所定の場所に配置するテンプレート構造物であって、
水域の水位よりも上に配置されるプラットフォームを支持するために十分な長さを有する長尺管状の脚部材を支持する土台構造物を含み、
前記プラットフォームは、少なくとも１つの掘削ユニットを設置する役割をもち、
該掘削ユニットは、当該テンプレート構造物を支える水域下の地表面に支柱受け穴を掘削するドリルストリングを備える、
テンプレート構造物。
【請求項３０】
水域下の地表面に１つ以上の支柱を挿入する方法であって、
水中の土台構造物と、水域の水位よりも上に配置されるプラットフォームと、を備えるテンプレート構造物を、長尺管状の脚部材によって所定の場所の地表面に支え、
前記プラットフォームに搭載された掘削ユニットを動作させてそのドリルストリングにより地表面に支柱受け穴を開け、
前記長尺管状の脚部材を通して前記穴に支柱を導入する、
ことを含む方法。
【国際調査報告】
2013529736.tif 000006
2013529736.tif 000007