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高原嚴寒地區通信光纜線路設計與施工及防護方法

發布日期:2016-08-04 作者: 點擊:

在正常的氣候和地質條件下,通信光纜在施工過程中采用的敷設方式一般有架空、掛牆、管道、直埋和水底等方式。工程結束後進入投產和使用過程中,在正常的氣候和地質條件下通信光纜的防護措施有:采取加裝絕緣套管,防撞則采用鋼管、混凝土包封、砌護墩、砌漫水壩、砌護坎、砌護坡或擋土牆,跨主要公路、街道和鐵路采用微鑽孔技術等。但是大自然是千變萬化的,尤其是我國幅員遼闊,從南到北、從東到西距離達好幾千公裏,不同地區的氣候和地質條件差異性很大,尤其是我國西北地區大部分處在高原和嚴寒地帶,經常遇到一些非正常的氣候和地質條件。那麽通信光纜的設計與施工及防護就必須因地製宜,采取一些有針對性的措施和方法。下麵本人根據多年的實踐經驗和積累的資料,針對高原嚴寒地區通信光纜線路設計與施工及防護方法作一些簡單的介紹。(注:本文問題的引出主要是在蘭州—西寧—拉薩長途幹線光纜工程和南寧—貴陽—昆明長途幹線光纜工程建設中碰到不少實際的難題,工程技術人員在解決問題的過程中進行有針對性的探討、研究和總結。)

 

 1、高原嚴寒地區通信光纜線路工程設計注意事項

(1)、光纜路由選擇:應盡量避免過河及較大的水渠,如果實在避開不了河道,則從選纜、埋深、密封、雙路由保護等方麵綜合考慮過河技術。

 

(2)、光纜接頭盒的設計與安裝:接頭盒內應提供相應的空間,以便預留鬆套管;盒內繞纖盤中間不應設置擋纖柱,而選用具有彈性的材料製作固定光纖接頭卡槽。安裝光纜接頭盒時將密封縫隙與地麵水平放置(避免水進入盒內),保持盒內繞纖盤水平朝上,使預留光纖及光纖接頭保持穩定。對於護套中沒有金屬複合帶以及護套容易伸縮的光纜,應在光纜接頭盒上對光纜護套采取加強固定措施。

 

(3)、光纜的敷設方式:應針對西部冬天高寒嚴酷的氣候和地理環境而因地製宜,對於溫差大容易造成光纖套管嚴重伸縮或光纜護套老化的地區,以及沙漠區應考慮“架空”改“直埋”。對於地震區、山體滑坡、鼠害區、沼澤鹽堿地等則可以考慮“直埋”改“架空”。

 

(4)、高原風沙災害的防禦:沙漠地帶光纜路由應采取插蘆葦製作成1米×1米的草方格固沙;對於風水危害大的無人站房應全密封;鼠害嚴重的光纜路由應采用鋪水泥砂漿、填細沙、硬質管保護光纜、鎧裝纜、防鼠纜等辦法來避免。

 

(5)、配備特殊設備:為縮短阻斷曆時及搶修時間,高原嚴寒的某些特殊地區,可考慮配備具有搶修、通信、交通、生活一體化的車輛,配備高原嚴寒帶冬季凍土期能夠施工開槽的專用工具;尤其應配備在高原缺氧的情況下仍然能夠正常工作熔接機。

 

(6)、敷設在地下的通信管道或通信光(電)纜,設計應考慮埋設在凍土層以下,埋設深度要求大於1.5米。

 

2、對凍土層光纜的施工及防護措施

故障現象;(1)在高原高寒地帶的路段,入冬季節河水往下凍,永凍層往上凍,中間形成活動層,正好處於光纜埋深帶;在土質不同的河流中,如;水和土、黏土和砂礫土結合部位,它們受凍時產生的應力不同,造成光纜受力不均勻,容易形成剪切力,使其變形,嚴重時光纜會形成一個死彎,造成光纜中的光纖全部阻斷。(2)在凍土層架空光纜,由於每年循環結凍、消融,使得電杆逐漸往上冒,嚴重時電杆根部會冒出地麵。

 

防護措施和方法:(1)高原嚴寒地帶過河光纜一定要用重鎧裝水線光纜,嚴禁使用非鎧裝光纜直埋於凍土地帶;(2)光纜在穿入塑料管後再穿入鋼管,鋼管伸出河道超過河壩1米以上;(3)端口應采用有熱熔膠的熱縮套管密封;(4)加深光纜埋深,要求低於河床1.8米以上;(5)對重要的線路,可以架設一條備用的過河光纜;(6)在凍土地帶冰層凸脹嚴重的地帶,盡量采用繞開的辦法處理;(7)凍土層架空光纜冬天電杆升高,夏天電杆下降,可改架空為直埋。

 

3、對晝夜溫差懸殊影響通信光纜的施工及防護措施

3.1、光纖套管伸縮的問題

故障現象:(1)故障多數發生在日溫差較大的春夏之間(4至6月)和秋天(9至10月),嚴重的日溫差達50℃以上;(2)由於溫差變化大,致使鬆套管伸縮變化嚴重,伸長時最大可達5—6厘米,造成光纖被頂成“死彎”;收縮時套管縮進護套部分的長度最多可達30厘米;(3)接頭盒處的光纖套管收縮跳出盤纖板,或伸長頂到加強螺絲上形成死彎,雖然未造成光纖斷裂,但造成光纖傳輸性能急劇下降或通信阻斷;(4)出現白天誤碼而晚上通信正常,或晚上誤碼而白天通信正常的現象。

 

材料原因:(1)光纜結構不合理,結構較鬆,鬆套管結構比較硬、表麵比較光滑,與纜中其它構件之間摩擦力小,容易伸縮;(2)接頭盒內盤留處理不當,鬆套管伸縮長度不夠,無伸縮空間。

 

防護措施和方法:(1)將架空改為直埋敷設;(2)架空應選用層絞式、鋼塑複合帶緊護套光纜;(3)架空光纜接頭采用兩端盤留處理,增大套管與護套內壁的摩擦係數;(4)接頭盒內鬆套管預留10厘米以上,端口應處於盤纖板的中間位置;(5)選擇盤纖板結構合理的光纜接頭盒(盤留光纖能有自由伸、縮空間)。

 

對光纜生產製造的要求:敷設在日溫差變化較大地區的架空光纜,建議光纜生產廠商應注意如下幾個方麵:(1)製作鬆套管的材料盡量選用非結晶聚合物材料;(2)在設計光纜結構時,應適當提高光纜結構的鬆緊度;(3)減小鬆套管的擠出速度;(4)擠鬆套管時,充分而緩慢地實施冷卻。

 

 3.2、外護套收縮與老化問題

現象1:我國西北地區,夏季高溫、冬季嚴寒,日照時間較長,紫外線強烈,光纜外護套長期受熱脹冷縮影響逐漸發生收縮,出現外護套從接頭盒中縮出,纜芯和其它構件露出的現象。嚴重的有露出1米多。

 

現象2:施工過程中拖動光纜時外護套未連同金屬加強芯一起受力,僅牽扯外護套,使外護套受力形成一定的彈性變形而伸長,待光纜架設好後外力消失,彈性變形有恢複的趨勢,外護套發生回縮。回縮的程度與受施工施工過程中所受牽扯力的大小以及光纜結構的鬆緊程度有關。另外一種原因是製作光纜外護套的材料選用不合理引起回縮。

 

危害是:嚴重影響光纜的使用壽命;造成光纜接頭盒進水。

防護措施和方法:(1)將架空改為直埋敷設;(2)建議製作外護套原材料的生產廠家對西部環境使用的高分子材料進行研究和改良;(3)提醒施工單位注意光纜拖放的方法,光纜拖放完畢後靜置一段時間後再接續;(4)注意接頭盒型號的選擇和安裝方法(主要考慮防水問題)。


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