JP2025531340A - Method and system for constructing underground structures - Google Patents
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Abstract
ジェットグラウティングは、その品質を改善させるために、地質物質中にグラウトを注入することを含む。しかしながら、ジェットグラウティング使用は、改善させる領域の比較的近くに注入システムを位置決めできる状況に制限される。しかしながら、そのようなジェットグラウティングシステムは、複雑で安定した構造を形成する精度が不足している。本発明は、掘削がその場で鋳造ブロックによって実施される前に、地下構造を構築することが可能になる。具体的には、構造ブロックは、掘られるトンネルの形状で及び/または地下アセット(劣化した核廃棄物コンテナ等)の周りで、グラウティング化合物及び/またはセメントから形成され得る。
【選択図】図2
Jet grouting involves injecting grout into geological materials to improve their quality. However, the use of jet grouting is limited to situations where an injection system can be positioned relatively close to the area to be improved. However, such jet grouting systems lack the precision to form complex, stable structures. The present invention makes it possible to build underground structures before excavation is performed by casting blocks in situ. Specifically, structural blocks can be formed from grouting compounds and/or cement in the shape of the tunnel to be excavated and/or around an underground asset (such as a depleted nuclear waste container).
[Selected Figure] Figure 2
Description
本発明は、概して、地下構造を構築する方法及びシステムに関し、限定的ではないが、特に、トンネル構造の有用性を見出すものである。 The present invention relates generally to methods and systems for constructing underground structures and finds particular, but not exclusive, utility in tunnel construction.
圧力グラウティング及びジェットグラウティングは周知の技術であり、これは、グラウトは、地質物質(例えば、土壌、砂、及び/または岩)の中に注入され、その品質を改善させるために、例えば、欠点を補正するために、その強度を改善させるために、及び/またはそれを通って流れる水を減らすために注入される。そのようなグラウティング技術は、多くの場合、大きい構造(建造物、橋等)の基礎の周りで、かつ大きいパイプ及びトンネルを含む地下構造の周りで使用される。通常、圧力グラウティングでは、グラウトは、既存の材料を乱すことなく、それを安定させるために、相互接続されたいずれかの細孔及び空隙を充填するために地質物質中に注入される。対照的に、ジェットグラウティングは、通常、比較的高速のグラウトジェットで実現され、これを使用して、その場で地質物質を浸食する、かなりの量を混合し、多くの場合、特有の形状(例えば、柱及び/またはプラットフォーム)を形成する。 Pressure grouting and jet grouting are well-known techniques in which grout is injected into geological materials (e.g., soil, sand, and/or rock) to improve their quality, e.g., to correct defects, improve their strength, and/or reduce water flow through them. Such grouting techniques are often used around the foundations of large structures (buildings, bridges, etc.) and around underground structures, including large pipes and tunnels. Typically, in pressure grouting, grout is injected into the geological material to fill any interconnected pores and voids to stabilize it without disturbing the existing material. In contrast, jet grouting is typically achieved with a relatively high-velocity grout jet, which is used to erode the geological material in situ, mix significant volumes, and often form specific shapes (e.g., pillars and/or platforms).
しかしながら、そのようなジェットグラウティングシステムは、複雑で安定した構造を形成する精度が不足している。 However, such jet grouting systems lack the precision to create complex, stable structures.
本発明の第1の態様によると、地下構造を構築する方法が提供され、本方法は、基盤地質を通して地下ボアを掘削するステップと、ボアをパイプで内張りするステップと、切削機器を、パイプを通して既定場所に移動させるステップと、切削機器を使用してパイプの外側の3次元体積を切削するステップと、展開機器を、パイプを通して既定場所に移動させるステップと、展開機器を使用して材料を3次元体積中に展開するステップと、を含む。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of constructing an underground structure, the method comprising the steps of excavating an underground bore through bedrock geology, lining the bore with a pipe, moving a cutting device through the pipe to a predetermined location, cutting a three-dimensional volume outside the pipe using the cutting device, moving a deployment device through the pipe to a predetermined location, and deploying material in the three-dimensional volume using the deployment device.
このように、掘削が実施される前に、地下構造を構築し得る。具体的には、構造ブロックは、掘られるトンネルの形状で及び/または地下アセット(劣化した核廃棄物コンテナ等)の周りで、グラウティング化合物及び/またはセメント(例えば、砂、砂利、砕石、スラグ、または再生破砕コンクリート等の骨材を組み込んだコンクリート/複合材料を含む)から形成され得る。すなわち、建築用ブロックは、基盤地質から鋳型を形成することによって、その場で鋳造され得る。 In this manner, underground structures may be constructed before excavation is performed. Specifically, structural blocks may be formed from grouting compounds and/or cement (e.g., including concrete/composite materials incorporating aggregates such as sand, gravel, crushed stone, slag, or recycled crushed concrete) in the shape of the tunnel to be excavated and/or around an underground asset (e.g., a depleted nuclear waste container). That is, the building blocks may be cast in situ by forming a mold from the underlying geology.
切削機器は、パイプの穴を通して操作でき、所望の3次元体積に穴を開けるように制御できる関節式及び/またはフレキシブルアームを含み得る。切削機器はアームの一端に切削ヘッドを含み得、切削ヘッドは、異なる粗度を有する切削ヘッドと交換可能であり得る。例えば、粗切削ヘッドを使用して、3次元体積内の大きいオープンスペースを速く形成し得る。精密切削ヘッドを使用して、大きいオープンスペースを所望の形状になるように成形し得る。すなわち、所望の3次元体積に適合するように成形する。パイプの外側の3次元体積を切削することは、粗切削機器を用いて粗切削を行うことに続いて、精密切削機器を用いて精密切削を行うことを含み得る。 The cutting device may include an articulating and/or flexible arm that can be manipulated through the hole in the pipe and controlled to drill a desired three-dimensional volume. The cutting device may include a cutting head on one end of the arm, which may be interchangeable with cutting heads having different roughnesses. For example, a coarse cutting head may be used to quickly form a large open space within the three-dimensional volume. A precision cutting head may be used to shape the large open space to the desired shape, i.e., to fit the desired three-dimensional volume. Cutting the exterior three-dimensional volume of the pipe may include performing a coarse cut using the coarse cutting device, followed by a precision cut using the precision cutting device.
切削は、3次元体積で、水、掘削泥水、及び/またはスラリー(例えば、水及び粘土の混合物)等の流体を使用することを含み得る。例えば、泥水及び/またはスラリーの圧力により、周囲材料が切削体積中で崩れるのを防止し得る。さらに、十分に高速で流体を体積中にポンプで送る場合、壊れた岩片は流体流によって運ばれ得る。 Cutting may involve using fluids, such as water, drilling mud, and/or slurry (e.g., a mixture of water and clay), in a three-dimensional volume. For example, the pressure of the mud and/or slurry may prevent surrounding material from crumbling in the cutting volume. Furthermore, if the fluid is pumped through the volume at a sufficiently high velocity, broken rock fragments may be carried away by the fluid flow.
本方法は、さらに、切削機器をパイプ内の第2の既定場所に移動させることと、切削機器を使用して、第1の3次元体積に隣接する、パイプの外側の第2の3次元体積を切削することと、展開機器を第2の既定場所に移動させることと、展開機器を使用して材料を第2の3次元体積中に展開することと、を含み得る。 The method may further include moving the cutting device to a second predetermined location within the pipe, using the cutting device to cut a second three-dimensional volume outside the pipe adjacent to the first three-dimensional volume, moving the deployment device to the second predetermined location, and using the deployment device to deploy the material into the second three-dimensional volume.
代替的または追加的に、本方法は、さらに、第2の既定場所で当該第2のパイプまたは第2のパイプに第2の切削機器を提供することと、第2の切削機器を使用して、第1の3次元体積に隣接する、パイプの外側の第2の3次元体積を切削することと、第2の既定場所に第2の展開機器を移動させること(または第1の展開機器を移動させること)と、第1/第2の展開機器を使用して材料を第2の3次元体積中に展開することと、を含み得る。 Alternatively or additionally, the method may further include providing a second cutting device to the second pipe or pipes at a second predetermined location, using the second cutting device to cut a second three-dimensional volume outside the pipe adjacent to the first three-dimensional volume, moving the second deployment device (or moving the first deployment device) to the second predetermined location, and deploying the material in the second three-dimensional volume using the first/second deployment devices.
このように、構造は、隣接ブロックから構築され得、例えば、その構造を防水にする。いくつかの配置では、当該ブロックまたは各ブロックはシーラントで囲まれ得、その結果、隣接ブロックは、ガスケットによって接合され、それらの間の液漏れを防止する。例えば、材料が体積中に展開される前に、シーラントは、第1及び/または第2の3次元体積中に導入され得、体積の内部をコーティングする。 In this manner, a structure can be constructed from adjacent blocks, e.g., making the structure waterproof. In some arrangements, the or each block can be surrounded by a sealant, such that adjacent blocks are joined by a gasket to prevent leakage between them. For example, a sealant can be introduced into the first and/or second three-dimensional volumes, coating the interior of the volumes before the material is deployed in the volumes.
第1の3次元体積及び第2の3次元体積は相互に噛み合うように構成され得る。すなわち、体積の1つまたはそれぞれは、他の体積が突出するように配置される凹部を有し得、噛み合う安定構造を形成し、その結果、後続の動作に対する十分な安定性が実現する。 The first and second three-dimensional volumes may be configured to interdigitate with one another. That is, one or each of the volumes may have a recess into which the other volume is positioned to protrude, forming a stable interdigitated structure that provides sufficient stability for subsequent movement.
任意選択で、第2の3次元体積を切削する前に、第1のブロックを固め/硬化させ得る。このように、材料は、隣接ブロック内の1つのブロックまたは当該第1のブロックから漏れない場合がある。 Optionally, the first block may be hardened/cured before cutting the second three-dimensional volume. In this way, material may not leak from one block into adjacent blocks or from the first block.
地下は、任意の地下の場所を意味し得る。周囲地質は、既定場所に隣接する地質物質を意味し得、基盤地質内にあり得る。 Subsurface may refer to any subsurface location. Surrounding geology may refer to the geological material adjacent to a given location, and may be within the bedrock geology.
展開は材料の展開を含み得る。展開は、注入/導入(例えば、材料の注入/導入)を含み得る。 Deployment may include deployment of a material. Deployment may include injection/introduction (e.g., injection/introduction of a material).
材料は、エポキシ樹脂、ポリウレタンフォーム、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、セメントグラウト、及び水溶液等、グラウト及び/または補修用物質を含み得る。処理材料は、例えば、砂、砂利、砕石、スラグ、または再生破砕コンクリート等の骨材を組み込んだコンクリート/複合材料を含み得る。グラウトは、セメント、樹脂、または溶液の化学混合物であり得る。 Materials may include grouts and/or repair substances, such as epoxy resins, polyurethane foams, polyurethane resins, acrylic resins, cement grouts, and aqueous solutions. Treatment materials may include concrete/composite materials incorporating aggregates, such as sand, gravel, crushed stone, slag, or recycled crushed concrete. Grouts may be chemical mixtures of cements, resins, or solutions.
本発明の方法によって生成された各ブロックは、互いのブロックと同じであり得る、または、その特有の環境及び/もしくは最終用途に調整され得る。例えば、グラウトの配合は、圧縮強度、透水性、耐腐食性、外観等に有利に働くように、いくつかのブロックに対して選択され得る。 Each block produced by the method of the present invention may be identical to each other or may be tailored to its specific environment and/or end use. For example, grout formulations may be selected for some blocks to favor compressive strength, permeability, corrosion resistance, appearance, etc.
当該ブロックまたは各ブロックには、例えば、材料を体積中に展開する前に、鉄筋及び/または金属コイルを体積中に導入することによって、構造補強部材が提供され得る。構造補強部材を体積中に導入することの代替としてまたはそれに加えて、センサーデバイス(地中探知レーダートランシーバー、接続線、地震機器等)は、材料を体積中に展開する前に導入され得る。具体的には、構造補強部材及び/またはセンサーデバイスは、パイプから、具体的には、パイプ内のキャリッジから展開され得る。 The or each block may be provided with structural reinforcement members, for example, by introducing rebar and/or metal coils into the volume prior to deploying the material in the volume. As an alternative or in addition to introducing structural reinforcement members into the volume, sensor devices (ground-penetrating radar transceivers, connecting wires, seismic equipment, etc.) may be introduced prior to deploying the material in the volume. In particular, the structural reinforcement members and/or sensor devices may be deployed from the pipe, in particular from a carriage within the pipe.
3次元体積を切削する前に、本方法は、さらに、処理機器を、パイプを通して既定場所に移動させることと、処理材料を基盤地質中に展開することと、を含み得る。 Prior to cutting the three-dimensional volume, the method may further include moving the treatment equipment through the pipe to a predetermined location and deploying the treatment material into the underlying geology.
処理材料は、エポキシ樹脂、ポリウレタンフォーム、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、セメントグラウト、及び水溶液等、グラウト及び/または補修用物質を含み得る。処理材料は、例えば、砂、砂利、砕石、スラグ、または再生破砕コンクリート等の骨材を組み込んだコンクリート/複合材料を含み得る。グラウトは、セメント、樹脂、または溶液の化学混合物であり得る。 Treatment materials may include grouts and/or repair substances, such as epoxy resins, polyurethane foams, polyurethane resins, acrylic resins, cement grouts, and aqueous solutions. Treatment materials may include concrete/composite materials incorporating aggregates, such as sand, gravel, crushed stone, slag, or recycled crushed concrete. Grouts may be chemical mixtures of cements, resins, or solutions.
処理することは、基盤地質を安定化することを含み得る。このように、領域の外側の材料が比較的弱い、空隙を含む、不安定である、または水浸しである場合、材料を安定化させることができる。機器は、パイプの外側の基盤地質を安定化させるためにボアの下方に設置され得る。 Treating may include stabilizing the bedrock. In this way, if the material outside the area is relatively weak, porous, unstable, or waterlogged, the material can be stabilized. Equipment may be installed below the bore to stabilize the bedrock outside the pipe.
地盤凍結技術を用いて、例えば、パイプの穴を通してポンプで送られる冷却液によって、安定化が実現し得る。凍結技術は一時的であり得る。永久的な安定化は、例えば、化学薬品供給ノズル(例えば、伸縮自在アーム内にある)を用いて、化学安定剤を配備することによって実現され得る。使用される安定剤の量及びタイプは、安定化される地質によって決定され、必要に応じて、制御でき、また、安定剤は、セメントまたは任意の他の適切な材料を含み得る。その材料として、例えば、マイクロセメント、ミネラルグラウト(コロイドシリカとして知られている)、感水性ポリウレタン(水浸入に対策用の高速反応発泡用樹脂)、速反応性及び非感水性ポリウレアシリケートシステム(空隙充填用の膨張発泡体)、アクリル樹脂、ジェットグラウティング(つまり、その場で、固化地盤を設計特徴に構築すること)が挙げられ、そして、例えば、砂、砂利、砕石、スラグ、または再生破砕コンクリート等の骨材を組み込んだコンクリート/複合材料(多くの場合、ソイルクレート(RTM)として知られている)も挙げられる。 Stabilization can be achieved using ground freezing techniques, e.g., by pumping cooling fluid through holes in the pipe. The freezing techniques can be temporary. Permanent stabilization can be achieved, e.g., by deploying chemical stabilizers using chemical delivery nozzles (e.g., in a telescoping arm). The amount and type of stabilizer used is determined by the geology being stabilized and can be controlled as needed. The stabilizer can include cement or any other suitable material, such as microcement, mineral grout (also known as colloidal silica), water-sensitive polyurethane (a fast-reacting foaming resin to combat water intrusion), fast-reacting and non-water-sensitive polyurea silicate systems (expanding foams for void filling), acrylic resins, jet grouting (i.e., building solidified ground to design features in-situ), and concrete/composite materials incorporating aggregates such as sand, gravel, crushed stone, slag, or recycled crushed concrete (often known as soil-crate (RTM)).
さらなる水の浸入を完全に防げない場合、基盤地質の安定化は著しく低下し得る。 If further water infiltration cannot be completely prevented, the stability of the underlying geology could be significantly reduced.
基盤地質を通して地下ボアを掘削することは、鉱業、石油ガス産業、及び建築業界で使用される方向性ボーリング技術を使用することを含み得る。例えば、パイプ等を設置するために、水平方向性掘削(HDD)を使用する。HDDは、直径が100mm~1200mmだけ、最大800mの長さまで正確なボアを適切にボーリングすることが可能である。代替として、油ガス産業で方向性掘削が使用され、はるかに長いボアを開けることが可能になる。 Drilling underground bores through bedrock geology can involve using directional boring techniques used in the mining, oil and gas, and construction industries. For example, horizontal directional drilling (HDD) is used to install pipes, etc. HDD is capable of properly drilling precise bores with diameters ranging from 100mm to 1200mm, and lengths up to 800m. Alternatively, directional drilling is used in the oil and gas industry, allowing for much longer bores to be drilled.
本方法は、基盤地質がブロックになるように硬化されると、3次元体積の周りから基盤地質を掘ることを含み得る。 The method may include excavating the bedrock geology from around the three-dimensional volume once the bedrock geology has hardened into a block.
パイプは、ボアを内張りするためのライナーを備え得る。このように、ボアの完全性は保護され得る。内張りは、ボア全体、またはボアの一部だけを内張りすることを含み得る。ライナーは固体壁を備え得る。 The pipe may include a liner for lining the bore. In this way, the integrity of the bore may be protected. The lining may involve lining the entire bore or only a portion of the bore. The liner may have a solid wall.
穴は、単一の穴または複数の穴を含み得る。穴(複数可)は、円形貫通穴、スロット等の開口のいずれかの形態を含み得る。 The hole may include a single hole or multiple holes. The hole(s) may include any form of opening, such as a circular through-hole, a slot, etc.
3次元体積を切削する前に、本方法は、さらに、穿孔機器(例えば、掘削機、または穴を作るための機器のいくつかの他の形態)を、ボアを通して既定経路に沿って既定場所に移動させるステップ、及び/または穿孔機器を使用して、既定場所(複数可)でパイプを少なくとも部分的に貫通する穴(複数可)を作るステップ、を含み得る。掘削、穿孔、粉砕、パンチ、削り取り、切削によって、及び/または任意の他の適切な方法で、穴(複数可)は作られ得る。 Prior to cutting the three-dimensional volume, the method may further include moving a drilling device (e.g., an excavator or some other form of hole-making device) through the bore along a predetermined path to a predetermined location, and/or using the drilling device to create hole(s) at least partially through the pipe at the predetermined location(s). The hole(s) may be created by drilling, perforating, milling, punching, scraping, cutting, and/or any other suitable method.
このように、材料がパイプを通して展開される方法が可能になる。 This allows for the material to be deployed through the pipe.
穿孔機器は、ドリルが搭載されるキャリッジ、または穴(複数可)を作るためのいくつかの他の形態デバイスを含み得る。ドリル/デバイスは、(例えば、伸縮自在に、縦方向に、及び/または旋回可能に)後退可能であり得る。デバイスは、例えば、パイプの開口の単一のまたは様々な形状を作成するように構成され得る周りをインデックス移動するフライスヘッドを備え得る。 The drilling equipment may include a carriage on which a drill is mounted, or some other form of device for creating the hole(s). The drill/device may be retractable (e.g., telescopically, longitudinally, and/or pivotally). The device may include, for example, a milling head that indexes around, which may be configured to create a single or various shapes of openings in the pipe.
本方法は、さらに、機器を使用して、既定場所でパイプを多くても部分的にだけ貫通する穴を作るステップを含み得る。 The method may further include using the equipment to create a hole at most partially through the pipe at a predetermined location.
このように、外部材料及び/または水は、制御されない状態でボアに入ることを防止し得る。具体的には、穴は、パイプ壁のほとんど全部を通って延在し得る(例えば、パイプ壁の外面から2mm未満、具体的には、1mm未満だけ延在する)。 In this way, external materials and/or water may be prevented from entering the bore in an uncontrolled manner. Specifically, the holes may extend almost entirely through the pipe wall (e.g., extending less than 2 mm, specifically less than 1 mm, from the outer surface of the pipe wall).
代替の配置では、ドリル/デバイスは、穴を、パイプを全体的に通させるように構成され得、さらには、周囲地質中に掘削等を行うように構成され得る。 In alternative arrangements, the drill/device may be configured to drill holes, pipes entirely through, or even excavate into the surrounding geology.
パイプは、ボアの中に挿入する前に穴を含み得る。 The pipe may include a hole before insertion into the bore.
例えば、パイプは事前に穿孔され得る。このように、基盤地質が十分に理解される状況では、現場で、時間及びコストを回避し得る。事前に穿孔されたライナーは、穿孔を覆う外側スリーブを含み得る。このように、外部材料及び/または水は、制御されない状態でボアに入ることを防止し得る。外側スリーブは、押すことまたは切断することが比較的に容易になり得、それによって、パイプの外側への所望のアクセスを可能にすると同時に、パイプ内への予想外の浸入を防止する。 For example, the pipe may be pre-drilled. In this way, in situations where the underlying geology is well understood, time and cost may be avoided on-site. The pre-drilled liner may include an outer sleeve that covers the perforations. In this way, external material and/or water may be prevented from entering the bore in an uncontrolled manner. The outer sleeve may be relatively easy to push or cut, thereby allowing desired access to the outside of the pipe while preventing unexpected infiltration into the pipe.
例えば、様々な機器は、パイプ壁を突き抜けるように構成され得る、具体的には、掘削後等に残っている少量のパイプ壁、または事前に穿孔されたパイプのスリーブ、のいずれかを突き抜けるように構成され得る。 For example, various devices may be configured to penetrate pipe walls, specifically, either small amounts of pipe wall remaining after drilling, or a sleeve of pre-drilled pipe.
パイプ及び/またはライナーは、当技術分野で十分に理解されるようなプラスチック材料を含み得る。 The pipe and/or liner may comprise a plastic material as is well understood in the art.
様々な機器(掘削機及び/または展開機器を含む)は、従来の方式でパイプを貫通して、任意の所望の場所で動作を行い得る。例えば、特有の機器が搭載され得るキャリッジが提供され得る、及び/またはキャリッジはその機器の一部を形成し得る。異なる機器の一部が単一のトレインとしてパイプ内を通り、既定場所に移動し得るように、キャリッジのトレインは提供され得る。例えば、単一のトレインは、パイプに沿った場所を決定するように構成された第1のキャリッジと、パイプに穴を開けるように構成された第2のキャリッジと、材料を、穴を通して展開するように構成された第3のキャリッジと、を有し得る。認識できるように、複数の機器の一部は、単一のキャリッジ上に搭載され得、その結果、上記の効果、同様の効果、または異なる効果は、少数(または多数)のキャリッジで実現され得る。 Various pieces of equipment (including excavators and/or deployment equipment) may penetrate the pipe in a conventional manner to perform operations at any desired location. For example, carriages may be provided on which specific equipment may be mounted and/or the carriages may form part of the equipment. A train of carriages may be provided such that different pieces of equipment may travel through the pipe as a single train to predetermined locations. For example, a single train may have a first carriage configured to determine a location along the pipe, a second carriage configured to drill a hole in the pipe, and a third carriage configured to deploy material through the hole. As can be appreciated, multiple pieces of equipment may be mounted on a single carriage, such that the above-described, similar, or different effects may be achieved with fewer (or more) carriages.
2つ以上のキャリッジ及び/またはトレインは、単一のパイプ内を通り、例えば、同時に、パイプに沿った異なる既定場所で、または連続的に異なる時間で、同様のタスク及び/または協調タスクを行い得る。 Two or more carriages and/or trains may travel through a single pipe, performing similar and/or coordinated tasks, for example, simultaneously, at different predetermined locations along the pipe, or sequentially at different times.
同様に、複数のキャリッジ及び/またはトレインは、同時に、または異なる時間で連続的に、のいずれかで作動することによって一緒に協調し得、そして、同じパイプ/ボアからのいずれかの協調と同様に、異なる/別個のパイプ/ボアでさえも協調し得る。例えば、複数のボアが単一のアセットの周りで掘削され、内張りされる場合、各々のキャリッジ/トレインは、(例えば、同時に、材料/グラウトを展開するために)各ボア内を通り得る、及び/または2つ以上のキャリッジ/トレインは、単一のボア/パイプ内を通り得る(例えば、単一のボア/パイプに沿った2つ以上の既定場所からアセットを監視することを提供する)。 Similarly, multiple carriages and/or trains may coordinate together by operating either simultaneously or sequentially at different times, and may coordinate from the same pipe/bore, or even different/separate pipes/bores. For example, if multiple bores are being drilled and lined around a single asset, each carriage/train may pass through each bore (e.g., to simultaneously deploy material/grout), and/or two or more carriages/trains may pass through a single bore/pipe (e.g., providing for monitoring the asset from two or more predetermined locations along a single bore/pipe).
キャリッジ/トレインは、故障したキャリッジ/トレインを救出するように構成され得、例えば、電力を供給するによって、または故障したものに取り付けて、それをボア/パイプから取り出すことによって救出する。 The carriage/train may be configured to rescue a failed carriage/train, for example by supplying power to it or by attaching it to the failed one and removing it from the bore/pipe.
誤解を避けるために、既定場所は、単一の場所または複数の場所を含み得る。 For the avoidance of doubt, a default location may include a single location or multiple locations.
掘削作業は、事前に構築されたトンネル入口ならびに/もしくは出口、中間に位置する立坑、及び/または表面から実施され得る。 Excavation operations may be carried out from pre-constructed tunnel entrances and/or exits, intermediate shafts, and/or the surface.
ボアは、実質的に円形の断面である穴及び/または立坑を含み得、その直径よりも数桁分大きい長さを有する。例えば、各ボアは100mm~1200mmの直径を有し得る。各ボアは、少なくとも25m、少なくとも50m、少なくとも100m、少なくとも200m以上の長さを有し得る。 The bores may comprise holes and/or shafts of substantially circular cross section, with lengths several orders of magnitude greater than their diameters. For example, each bore may have a diameter of 100 mm to 1200 mm. Each bore may have a length of at least 25 m, at least 50 m, at least 100 m, at least 200 m, or more.
本方法は、第1の既定経路を(任意選択で、第2の既定経路も)決定することを含み得る。しかしながら、これは、従来の方法によって行われる。 The method may include determining a first default route (and optionally a second default route). However, this is done in a conventional manner.
ボアは、少なくとも25m、または25m未満の長さを有し得る。例えば、第1のボアは、少なくとも5m、10m、15m、及び/または20mの長さを有し得る。しかしながら、第2の態様の他の特徴は第1の態様と共通し得る。 The bore may have a length of at least 25 m, or less than 25 m. For example, the first bore may have a length of at least 5 m, 10 m, 15 m, and/or 20 m. However, other features of the second aspect may be common to the first aspect.
本発明の第2の態様によると、第1の態様による地下構造を構築する方法を実施するためのシステムが提供され、本システムは、基盤地質を通して地下ボアを掘削するための方向性掘削装置と、方向性掘削装置によって掘削されたボアを内張りするためのパイプと、ボアをパイプで内張りするためのパイプ内張り機器と、パイプを通して既定場所に移動させるように構成され、パイプの外側の3次元体積を切削するように構成された切削機器と、パイプを通して既定場所に移動させるように構成され、材料を3次元体積中に展開するように構成された展開機器と、を備える。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a system for carrying out the method of constructing an underground structure according to the first aspect, the system comprising: a directional drilling rig for drilling an underground bore through bedrock geology; a pipe for lining the bore drilled by the directional drilling rig; a pipe lining device for lining the bore with the pipe; a cutting device configured to move through the pipe to a predetermined location and configured to cut a three-dimensional volume outside the pipe; and a deployment device configured to move through the pipe to a predetermined location and configured to deploy material in the three-dimensional volume.
本発明の上記かつ他の特性、特徴、及び利点は、例として、本発明の原理を示す添付図と併せて理解される以下の詳細な説明から明らかになる。この説明は、本発明の範囲を限定することなく、単なる例のために与えられる。下記に引用される参照図は、添付図を参照する。 These and other characteristics, features, and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description, taken in conjunction with the accompanying drawings, which illustrate, by way of example, the principles of the invention. This description is given for the purposes of example only, without limiting the scope of the invention. The reference figures quoted below refer to the attached drawings.
本発明は特定の図面に関して説明されるが、本発明は、その図面に限定されないが、「特許請求の範囲」だけによって限定される。説明される図面は単に概略的であり、非限定的である。各図面は、本発明の特徴の全てを含まない場合があり、ひいては、必ずしも、本発明の実施形態であると考えるべきではない。図面では、要素の一部のサイズを強調し、例示の目的のために縮尺どおりに描かれていない場合がある。寸法及び相対寸法は、本発明の実施に合わせて実際の縮図に対応していない。 While the present invention will be described with reference to certain drawings, the invention is not limited to those drawings but only by the claims. The drawings described are merely schematic and non-limiting. Each drawing may not include all features of the present invention and therefore should not necessarily be considered an embodiment of the present invention. The drawings may exaggerate the size of some of the elements and may not be drawn to scale for illustrative purposes. Dimensions and relative dimensions do not correspond to actual scale consistent with practicing the invention.
さらに、明細書及び「特許請求の範囲」における「第1の」、「第2の」、「第3の」等の用語は、同様の要素を区別するために使用され、必ずしも、時間的に、空間的に、順位付け方式、または任意の他の方式のいずれかで、順序を説明するために使用されない。そのように使用される用語は適切な状況下で交換可能であることと、動作は本明細書に説明されるまたは示される以外の順序で可能であることと、を理解されたい。同様に、特定の順序で説明または特許請求される方法のステップは、異なる順序で動作することが理解され得る。 Furthermore, terms such as "first," "second," "third," etc. in the specification and claims are used to distinguish between similar elements and not necessarily to describe order, whether temporally, spatially, in a sequential order, or in any other manner. It is to be understood that terms so used are interchangeable under appropriate circumstances and that operations are possible in orders other than those described or shown herein. Similarly, method steps described or claimed in a particular order may be understood to be performed in a different order.
さらに、明細書及び「特許請求の範囲」における「上面」、「底面」、「~の上に」、「~の下に」等の用語は、説明の目的のために使用され、必ずしも、相対位置を説明するために使用されない。そのように使用される用語は適切な状況下で交換可能であることと、動作は本明細書に説明されるまたは示される以外の配向で可能であることと、を理解されたい。 Additionally, terms such as "top," "bottom," "above," "below," and the like, used in the specification and claims are used for descriptive purposes and not necessarily to describe relative positions. It is understood that terms so used are interchangeable under appropriate circumstances and that operation is possible in orientations other than those described or shown herein.
「特許請求の範囲」に使用される「備える、含む(comprising)」という用語は、以下に列挙される手段に制限されるように解釈するべきではなく、それは、他の要素またはステップを除外しないことに留意されたい。したがって、言及されるような記述された特徴、整数、ステップ、または構成要素の存在を指定するが、1つ以上の他の特徴、整数、ステップもしくは構成要素、またはそれらのグループの存在または追加を除外しないものとして解釈するべきである。したがって、「手段A及び手段Bを備えるデバイス」という語句の範囲は、構成要素A及び構成要素Bだけから成るデバイスに限定するべきではない。本発明に関して、デバイスの関連する構成要素がA及びBだけであることを意味する。 It should be noted that the term "comprising" used in the claims should not be interpreted as being limited to the means listed below, nor should it exclude other elements or steps. Thus, it should be interpreted as specifying the presence of a stated feature, integer, step, or component as referred to, but not excluding the presence or addition of one or more other features, integers, steps, or components, or groups thereof. Therefore, the scope of the phrase "a device comprising means A and means B" should not be limited to devices consisting only of components A and B. In the context of the present invention, this means that the relevant components of the device are only A and B.
同様に、明細書に使用される「接続される」という用語は、直接接続だけに制限されるものとして解釈するべきではないことに留意されたい。したがって、「デバイスBに接続されたデバイスA」という語句の範囲は、デバイスAの出力がデバイスBの入力に直接接続されるデバイスまたはシステムに限定するべきではない。他のデバイスまたは手段を含む経路であり得る、Aの出力とBの入力との間の経路が存在することを意味する。「接続される」は、2つ以上の要素が直接的な物理的接触もしくは電気接触のいずれかであること、または2つ以上の要素が、相互に直接接触しないが、それでも相互に協働するもしくは相互作用することを意味し得る。例えば、無線接続が想到される。 Similarly, it should be noted that the term "connected" as used in the specification should not be construed as being limited solely to direct connections. Thus, the scope of the phrase "device A connected to device B" should not be limited to devices or systems in which the output of device A is directly connected to the input of device B. It means that there is a path between the output of A and the input of B, which may be a path involving other devices or means. "Connected" can mean that two or more elements are in either direct physical or electrical contact, or that two or more elements are not in direct contact with each other but still cooperate or interact with each other. For example, wireless connections are contemplated.
本明細書全体にわたる「実施形態」または「態様」への言及は、実施形態または態様に関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも1つの実施形態または態様に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体にわたる様々な箇所における「一実施形態では」、「ある実施形態では」、または「ある態様では」という語句の出現は、必ずしも、全て、同じ実施形態または態様を指すわけではないが、異なる実施形態または態様を指し得る。さらに、本発明の任意の1つの実施形態または態様の特定の特徴、構造、または特性は、1つ以上の実施形態または態様では、本開示から当業者に明らかであろうように、本発明の別の実施形態または態様の任意の他の特定の特徴、構造、または特性と任意の適切な様式で組み合わされ得る。 References throughout this specification to an "embodiment" or "aspect" mean that a particular feature, structure, or characteristic described in connection with the embodiment or aspect is included in at least one embodiment or aspect of the invention. Thus, appearances of the phrases "in one embodiment," "in an embodiment," or "in an aspect" in various places throughout this specification do not necessarily all refer to the same embodiment or aspect, but may refer to different embodiments or aspects. Furthermore, a particular feature, structure, or characteristic of any one embodiment or aspect of the invention may be combined in any suitable manner, in one or more embodiments or aspects, with any other particular feature, structure, or characteristic of another embodiment or aspect of the invention, as would be apparent to one of ordinary skill in the art from this disclosure.
同様に、説明では、本発明の様々な特徴は、時々、本開示を簡略化し、様々な発明に関する態様の1つ以上の理解を助ける目的のために、単一の実施形態、図、またはそれらの説明において一緒にグループ化されることを認識するべきである。しかしながら、本開示の方法は、請求項に係る発明は、各請求項で明示的に列挙されるものよりも多い特徴を要求する意図を反映するものとして解釈するべきではない。さらに、任意の個々の図面または態様の説明は、必ずしも、本発明の実施形態と考えるべきではない。むしろ、以下の「特許請求の範囲」が反映されるとき、発明に関する態様は、単一の前述の開示した実施形態の全ての特徴よりも少なく存在する。したがって、「発明を実施するための形態」に続く「特許請求の範囲」は、本明細書によって、この「発明を実施するための形態」に明示的に組み込まれ、各請求項は、本発明の独立した実施形態として、その請求項自体を主張する。 Similarly, it should be recognized that in the description, various features of the invention are sometimes grouped together in a single embodiment, figure, or description thereof for the purpose of simplifying the disclosure and facilitating understanding of one or more of the various inventive aspects. However, this method of disclosure should not be interpreted as reflecting an intention that the claimed invention requires more features than are expressly recited in each claim. Moreover, the description of any individual figure or aspect should not necessarily be considered an embodiment of the present invention. Rather, as reflected in the following claims, inventive aspects may reside in fewer than all features of a single foregoing disclosed embodiment. Accordingly, the claims following the Detailed Description are hereby expressly incorporated into this Detailed Description, with each claim standing on its own as a separate embodiment of the present invention.
さらに、本明細書に説明されるいくつかの実施形態は他の実施形態に含まれるいくつかの特徴を含むが、異なる実施形態の特徴の組み合わせは、本発明の範囲内にあることを意味し、当業者によって理解されるように、またさらなる実施形態を形成する。例えば、以下の請求項では、請求される実施形態のいずれかを任意の組み合わせで使用できる。 Furthermore, while some embodiments described herein include some features included in other embodiments, combinations of features from different embodiments are meant to be within the scope of the present invention and form yet further embodiments, as would be understood by one of ordinary skill in the art. For example, in the following claims, any of the claimed embodiments can be used in any combination.
本明細書に提供される説明では、多くの特定の詳細が説明される。しかしながら、本発明の実施形態は、これらの特定の詳細がなくても実践され得ることが理解される。他の場合、周知の方法、構造、及び技術は、この説明の理解を不明瞭にしないために、詳細に示されていない。 In the description provided herein, many specific details are set forth. However, it will be understood that embodiments of the present invention may be practiced without these specific details. In other instances, well-known methods, structures, and techniques have not been shown in detail in order not to obscure an understanding of this description.
本発明の説明では、反対の主旨が記述されない限り、該値の一方が他方よりもかなり好ましい指標と合わせられたパラメーターの許容範囲の上限または下限に関する代替値の開示は、該代替のより好ましい値と、好ましくない値との間に存在する該パラメーターの各中間値自体が、該好ましくない値よりも優先される、また、該好ましくない値と該中間値との間に存在する各値よりも優先される、として読み取れる情報として解釈されたい。 In describing this invention, unless stated to the contrary, the disclosure of alternative values for the upper or lower limits of an acceptable range for a parameter, combined with an indication that one of the values is significantly more preferable than the other, should be construed as information that can be read as indicating that each intermediate value of the parameter between the alternative, more preferable value and the less preferred value is itself preferred over the less preferred value, and is also preferred over each value between the less preferred value and the intermediate value.
「少なくとも1つ」という用語の使用は、特定の状況において1つだけを意味し得る。「いずれかの、任意の」という用語の使用は、特定の状況において「全て」及び/または「それぞれ」を意味し得る。 The use of the term "at least one" may mean only one in certain contexts. The use of the term "any" may mean "all" and/or "each" in certain contexts.
本発明の原理は、ここで、例示的な特徴に関して、少なくとも1つの図面の詳細な説明によって説明される。他の配置は、基本的概念または技術的教示から逸脱することなく、当業者の知識に従って構成できることは明らかであり、本発明は添付の「特許請求の範囲」の用語だけによって限定される。 The principles of the present invention will now be explained with reference to exemplary features and by detailed description of at least one drawing. It will be apparent that other arrangements can be constructed in accordance with the knowledge of those skilled in the art without departing from the basic concepts or technical teachings, and the present invention is limited only by the terms of the appended claims.
図1は、基盤地質103を通るパイプ101で内張りされたボアの部分的断面斜視図である。パイプ101の内部には移動可能キャリッジ105があり、移動可能キャリッジ105から、フレキシブルドリルアーム107がパイプ101の側壁の穴109を通って突出する。パイプ101には二重壁が示される。 Figure 1 is a partial cross-sectional perspective view of a bore lined with a pipe 101 passing through bedrock 103. Inside the pipe 101 is a movable carriage 105 from which a flexible drill arm 107 projects through a hole 109 in the side wall of the pipe 101. The pipe 101 is shown to have a double wall.
フレキシブルドリルアーム107には、キャビティ113を粗く掘るために粗切削ヘッド111が設けられている。 The flexible drill arm 107 is provided with a rough cutting head 111 for roughly excavating the cavity 113.
この図及び以下の図では、いずれかの廃材、廃物、及び/または掘削流体は、分かりやすくするために省略される。 In this and the following figures, any waste material, scrap, and/or drilling fluids are omitted for clarity.
図2は、図1の粗切削ヘッド111に代えて精密切削ヘッド115を示し、図1のキャビティ113が既定の3次元体積117の中に成形されている。 Figure 2 shows a precision cutting head 115 replacing the rough cutting head 111 of Figure 1, with the cavity 113 of Figure 1 molded into a predetermined three-dimensional volume 117.
図3は、アーチ状断面203を有する、トンネルを掘る地質領域201の部分的断面斜視図である。一連のラインボア205は、アーチ状断面203の内部の真下にあるトンネルの経路に沿って通っている。図は、アーチ状断面203の外周に形成されている複数のブロック207を示す。ブロック207は、それぞれ1つが各隣接ブロック207から分離するように、同時に形成されることが可能である。これは、隣接パイプ205の内部から各ブロック207の形状を切削して、その後、各3次元体積をグラウトで充填することによって、それを硬化することが可能になるため実現する。 Figure 3 is a partial cross-sectional perspective view of a geological region 201 to be tunneled, having an arched cross section 203. A series of line bores 205 run along the path of the tunnel beneath the interior of the arched cross section 203. The illustration shows multiple blocks 207 being formed around the periphery of the arched cross section 203. The blocks 207 can be formed simultaneously, with each one separate from each adjacent block 207. This is possible by cutting the shape of each block 207 from the interior of the adjacent pipes 205, and then filling each three-dimensional volume with grout, which can then be hardened.
図4は図3と同じ領域を示し、追加ブロック209は、実質的に同じ方式で既存のブロック207の間に形成されている。 Figure 4 shows the same area as Figure 3, with additional blocks 209 formed between existing blocks 207 in substantially the same manner.
図5は図3及び図4と同じ領域を示し、アーチ状断面203の内部の地質物質が掘られることによって、アーチ状断面203の内部のボア205を除去し、トンネル211が形成されている。最初にブロックで外部構造を形成することによって、トンネル遮蔽体または他の安全システムが崩れるのを回避する必要がなく、トンネルの掘削を実現できる。 Figure 5 shows the same area as Figures 3 and 4, with the geological material inside the arched section 203 being excavated to remove the bore 205 inside the arched section 203 and form the tunnel 211. By first forming the exterior structure with blocks, the tunnel can be excavated without the need to avoid collapsing the tunnel shield or other safety systems.
図6は、図3~図5に示されるものと同様の形状の既存のブロック307及び追加ブロック309を有するアーチ構造を示す。ただし、その構造は、ベース/床がない状態で形成され、その下部に内向きの湾曲壁を有する。 Figure 6 shows an arch structure with an existing block 307 and an additional block 309 of a similar shape to that shown in Figures 3-5, except that the structure is formed without a base/floor and has an inwardly curved wall at its bottom.
図7は、図6に示されるものと同様の代替のアーチ構造を示す。ただし、それは、さらに均等な比率の既存のブロック407及び追加ブロック409を有する。 Figure 7 shows an alternative arch structure similar to that shown in Figure 6, except that it has more evenly proportioned existing blocks 407 and additional blocks 409.
図8は、図6及び図7に示されるものと同様のさらなる代替のアーチ構造を示す。しかし、ひし形の外部プロファイルの既存のブロック507と、砂時計形の外部プロファイルの追加ブロック509とを有し、それにより、それらのブロックは相互に隣接して配置されるときに噛み合う。 Figure 8 shows a further alternative arch structure similar to that shown in Figures 6 and 7, but with an existing block 507 of diamond-shaped exterior profile and an additional block 509 of hourglass-shaped exterior profile, so that the blocks interlock when placed adjacent to one another.
既存のブロック及び追加ブロックのそれぞれが同一であるかどうか、既存のブロックが第1の形状であり及び追加ブロックが組み合わせ可能な第2の形状である場合、または各ブロックは固有の形状を有する場合、任意の組み合わせ可能なアレイのブロックが可能であろうことを理解されたい。 It should be understood that any combinable array of blocks would be possible whether each of the existing blocks and additional blocks are identical, if the existing blocks are a first shape and the additional blocks are a combinable second shape, or if each block has a unique shape.
Claims (10)
基盤地質を通して地下ボアを掘削するステップと、
前記ボアをパイプで内張りするステップと、
切削機器を、前記パイプを通して既定場所に移動させるステップと、
前記切削機器を使用して前記パイプの外側の3次元体積を切削するステップと、
展開機器を、前記パイプを通して前記既定場所に移動させるステップと、
前記展開機器を使用して材料を前記3次元体積中に展開するステップと、
を含む、方法。 1. A method of constructing an underground structure, comprising:
excavating a subsurface bore through bedrock geology;
lining the bore with a pipe;
moving a cutting device through the pipe to a predetermined location;
cutting an outer three-dimensional volume of the pipe using the cutting tool;
moving a deployment instrument through the pipe to the predetermined location;
deploying a material into the three-dimensional volume using the deployment instrument;
A method comprising:
前記切削機器を前記パイプ内の第2の既定場所に移動させるステップと、
前記切削機器を使用して、前記第1の3次元体積に隣接する、前記パイプの外側の第2の3次元体積を切削するステップと、
前記展開機器を前記第2の既定場所に移動させるステップと、
前記展開機器を使用して材料を前記第2の3次元体積中に展開するステップと、
を含む、請求項1または2に記載の地下構造を構築する方法。 The method further comprises:
moving the cutting device to a second predetermined location within the pipe;
using the cutting device to cut a second three-dimensional volume outside the pipe adjacent to the first three-dimensional volume;
moving the deployment instrument to the second predetermined location;
deploying a material into the second three-dimensional volume using the deployment instrument;
3. A method for constructing an underground structure according to claim 1 or 2, comprising:
処理機器を、前記パイプを通して既定場所に移動させるステップと、
処理材料を前記基盤地質中に展開するステップと、
をさらに含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の地下構造を構築する方法。 Before cutting the three-dimensional volume,
moving processing equipment through said pipe to a predetermined location;
spreading a treatment material into the bedrock geology;
The method for constructing an underground structure according to any one of claims 1 to 4, further comprising:
穿孔機器を、前記ボアを通して既定経路に沿って前記既定場所に移動させるステップと、
前記穿孔機器を使用して、前記既定場所で前記パイプを少なくとも部分的に貫通する穴を作るステップと、
を含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の地下構造を構築する方法。 The method may further comprise, before cutting the three-dimensional volume:
moving a drilling instrument through the bore along a predetermined path to the predetermined location;
creating a hole at least partially through the pipe at the predetermined location using the drilling device;
A method for constructing an underground structure according to any one of claims 1 to 5, comprising:
前記穿孔機器を使用して、前記既定場所で前記パイプを多くても部分的にだけ貫通する穴を作るステップを含む、請求項6に記載の地下構造を構築する方法。 The method further comprises:
7. A method of constructing an underground structure as set forth in claim 6, including using said drilling equipment to create a hole at most partially through said pipe at said predetermined location.
基盤地質を通して地下ボアを掘削するための方向性掘削装置と、
前記方向性掘削装置によって掘削された前記ボアを内張りするためのパイプと、
前記ボアを前記パイプで内張りするためのパイプ内張り機器と、
前記パイプを通して既定場所に移動させるように構成され、前記パイプの外側の3次元体積を切削するように構成された切削機器と、
前記パイプを通して前記既定場所に移動させるように構成され、材料を前記3次元体積中に展開するように構成された展開機器と、
を備える、システム。 A system for implementing the method for constructing an underground structure according to any one of claims 1 to 9,
a directional drilling rig for drilling a subsurface bore through bedrock geology;
a pipe for lining the bore drilled by the directional drilling device;
a pipe lining device for lining the bore with the pipe;
a cutting device configured to be moved to a predetermined location through the pipe and configured to cut an outer three-dimensional volume of the pipe;
a deployment device configured to move the material through the pipe to the predetermined location and configured to deploy the material in the three-dimensional volume;
A system comprising:
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| US5322127C1 (en) * | 1992-08-07 | 2001-02-06 | Baker Hughes Inc | Method and apparatus for sealing the juncture between a vertical well and one or more horizontal wells |
| US5564503A (en) * | 1994-08-26 | 1996-10-15 | Halliburton Company | Methods and systems for subterranean multilateral well drilling and completion |
| EP2971461A2 (en) * | 2013-03-15 | 2016-01-20 | Services Pétroliers Schlumberger | Multi-cycle pipe cutter and related methods |
| RU2580532C2 (en) * | 2014-09-04 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Isolation method of brine water influx in well |
| GB2598944B (en) * | 2020-09-21 | 2022-10-19 | Hypertunnel Ip Ltd | Method and system of underground deployment of materials and equipment |
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