聶志敏、熊霞

（江西路通科技有限公司，江西南昌 330008)

0 引言

隨著我國高速公路建設(shè)速度的加快，全國高速公路網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)形成，為公眾出行及交通運(yùn)輸提供了良好保證。高速公路比低等級(jí)公路更加方便、快捷、舒適的另一方面原因在于其土建等級(jí)更高，也擁有更為先進(jìn)、完備的交通工程附屬設(shè)施。高速公路交通工程附屬設(shè)施中的機(jī)電工程在保證高速公路正常運(yùn)營中發(fā)揮著十分關(guān)鍵的作用，通常情況下，其機(jī)電工程包括監(jiān)控、收費(fèi)、通信、供配電、照明等子系統(tǒng)。通信光纜是高速公路機(jī)電系統(tǒng)中數(shù)據(jù)、視頻、語音等信息傳輸?shù)幕就緩剑彩谴_保高速公路運(yùn)營管理的信息保障。當(dāng)前，我國高速公路通信光纜主要敷設(shè)在通信管道中，所以主要對(duì)管道通信光纜施工技術(shù)展開分析探討，對(duì)于直埋光纜、架空光纜等施工形式則不作考慮。

1 工程概況

某公路屬于國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃的一部分，是所在省縣縣通高速公路重大建設(shè)項(xiàng)目，起訖樁號(hào)K045+000～K167+320，線路長122.32km，該公路段主體工程施工完成后還必須進(jìn)行通信光纜施工，以保證公路及隧道良好運(yùn)行及服務(wù)功能的順利發(fā)揮。該公路段通信光纜共敷設(shè)兩條，主干線通信光纜敷設(shè)自公路起點(diǎn)樁號(hào)K045+000 開始，至樁號(hào)K121+000 處與鄰線公路通信光纜相連；除此之外，再在該公路段全線敷設(shè)一條緊急電話光纜，兼具監(jiān)控、通信、圖像、信號(hào)傳輸?shù)裙δ堋?/p>

2 高速公路通信光纜施工技術(shù)

2.1 光纜配盤技術(shù)

高速公路通信光纜施工前必須進(jìn)行光纜配盤施工，保證光纜配盤合理，既能節(jié)省光纜材料，又能保證通信光纜敷設(shè)工效，還能大大減少光纜數(shù)量，簡(jiǎn)化光纜維護(hù)管理。對(duì)于長距離通信光纜，其光纜材料大多敷設(shè)在硅管管道內(nèi)，通過切實(shí)合理地配盤，可減少光纜材料浪費(fèi)，并能防止因光纜材料尺寸不足而接頭無法接入人孔現(xiàn)象的出現(xiàn)。該高速公路通信光纜配盤長度主要根據(jù)人孔間硅芯管實(shí)際長度確定，而非人孔間距確定[1]，兩者存在一定差距；此外，在施工過程中還需再次核實(shí)通信光纜管道施工圖紙的準(zhǔn)確性。對(duì)于施工單位所提供竣工圖紙中主要標(biāo)明的是人孔間距，而非人孔間硅芯管長度時(shí)，必須復(fù)核硅芯管長度，以保證光纜配盤的準(zhǔn)確性。

通過以上分析可以看出，硅芯管光纜配盤很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，尤其對(duì)于地勢(shì)起伏較大、環(huán)繞區(qū)域多的情況，更應(yīng)加強(qiáng)光纜配盤過程的符合。結(jié)合高速公路光纜配盤實(shí)踐數(shù)據(jù)，配盤可按照以下方法計(jì)算：第一，對(duì)于地勢(shì)平坦的高速公路所在地，應(yīng)按照人孔間距（通常2000m 左右）確定光纜盤長，并增大1.0%～1.5%的余量后，在接頭盒處盤留10～20m；第二，對(duì)于地勢(shì)起伏大且環(huán)繞區(qū)域多的高速公路所在地，如果硅芯管長度較為準(zhǔn)確，則可按照第一種情況確定；第三，如果管道竣工圖中只有人孔間距，并無硅芯管長度，則應(yīng)進(jìn)行硅芯管實(shí)際長度的測(cè)量，或是增大2.5%～3.0%的余量后，在接頭盒處盤留10～20m[2]。

當(dāng)前，大多數(shù)硅芯管均標(biāo)記有明確的尺碼，如果硅芯管相鄰人孔間無接頭，但能看清楚尺碼標(biāo)記，則應(yīng)根據(jù)標(biāo)記進(jìn)行硅芯管實(shí)際長度計(jì)算，在機(jī)械施工的情況下，還應(yīng)按照5～10m/ km 增加硅芯管的拉伸長度。通信光纜出廠時(shí)必須經(jīng)過生產(chǎn)工藝及質(zhì)量測(cè)試，其出廠長度一般比實(shí)際訂貨長度長3～30m，具體余長由生產(chǎn)廠商決定，所以光纜配盤過程中不考慮這一余長值。

2.2 光纜敷設(shè)技術(shù)

高速公路管道通信光纜施工技術(shù)通常包括氣吹法、牽引法和鎧裝光纜直埋敷設(shè)法等。當(dāng)前國內(nèi)高速公路主干通信管道大多采用硅芯管，較好的管道條件及成熟的吹纜技術(shù)為氣吹法通信光纜敷設(shè)施工提供了保證；對(duì)于匝道互通、短途光纜敷設(shè)、收費(fèi)站等人孔多、變向大的區(qū)域光纜敷設(shè)主要采用牽引法施工；而對(duì)于缺乏管道保護(hù)的特殊場(chǎng)地光纜敷設(shè)，主要采用鎧裝光纜直埋敷設(shè)技術(shù)。

2.2.1 氣吹法通信光纜施工

氣吹法敷設(shè)通信光纜施工技術(shù)主要與硅芯管配套使用，主要借助吹纜機(jī)將空壓機(jī)所產(chǎn)生的高速壓縮空氣流與通信光纜一同送入管道內(nèi)，在高壓氣流推動(dòng)氣封活塞的作用下，使光纜端部所連接的氣封活塞對(duì)光纜施加均勻拉力；同時(shí)，光纜在吹纜機(jī)液壓履帶輸送機(jī)構(gòu)的夾持下向前持續(xù)輸送形成推力，在硅芯管內(nèi)高壓氣體持續(xù)流動(dòng)下，便會(huì)在光纜表面產(chǎn)生均勻附著力。在拉力、推力和附著力的共同作用下，通信光纜便會(huì)隨高速氣流在管道中以懸浮狀態(tài)快速穿行[3]。

氣吹法通信光纜敷設(shè)施工成套設(shè)備主要由吹纜機(jī)、空壓機(jī)、液壓泵站等部分組成，具體見圖1。其一，吹纜機(jī)是該設(shè)備中最主要的構(gòu)成部分，包括吹纜頭、導(dǎo)向及輸送機(jī)構(gòu)、控制及液壓動(dòng)力系統(tǒng)、球閥及壓縮空氣接口等部件，為便于在施工現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)，按照小車形式設(shè)計(jì)。吹纜機(jī)一次可吹放光纜長度為1～3m，具體長度受施工環(huán)境、硅芯管內(nèi)徑、光纜外徑、光纜材料及重量等因素的影響。其二，液壓泵站則主要向吹纜機(jī)提供液壓動(dòng)力，也按照小車形式設(shè)計(jì)，具體包括液壓油箱、齒輪泵和汽油機(jī)等部件。其三，空壓機(jī)以柴油機(jī)為主要?jiǎng)恿?，設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)排氣壓力分別在9.0m3/ min 和1.0MPa 以上，可整機(jī)移動(dòng)。

圖1 氣吹法通信光纜敷設(shè)施工成套設(shè)備

在完成光纜配盤的基礎(chǔ)上，對(duì)硅芯管進(jìn)行保氣和導(dǎo)通試驗(yàn)，檢查硅芯管密封性，保證塑料硅芯管不漏氣后展開GYSTS- 36B1 型通信光纜吹送施工。嚴(yán)格按照《長途通信光纜塑料管道工程設(shè)計(jì)暫行技術(shù)規(guī)定》（YD 5025—2005）的具體規(guī)定，將塑料硅芯管氣壓持續(xù)加壓至1.0MPa，此后將進(jìn)氣閥關(guān)閉，如果管道中壓力降低速度不足0.05MPa/ min，則視為密封情況良好，隨即展開氣吹作業(yè)。此外，在光纜敷設(shè)前還應(yīng)通過專用潤滑劑進(jìn)行管道內(nèi)壁預(yù)潤滑，確保吹纜敷設(shè)長度，按照在0.6～0.8L/ km 的用量將潤滑劑注入塑料硅芯管中，并塞上專用海綿塞，通過輸入壓縮空氣的方式推動(dòng)海綿塞，使其穿過塑料硅芯管，達(dá)到均勻潤滑管道內(nèi)壁的作用。此后按照?qǐng)D2所示，采用吹纜機(jī)使通信光纜順次穿過導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、輸送機(jī)構(gòu)、進(jìn)氣腔及光纜頭部，最后連接氣封管塞，調(diào)整后進(jìn)行吹纜機(jī)各項(xiàng)控制參數(shù)的設(shè)定，具體而言，吹纜機(jī)氣吹速度應(yīng)小于90m/ min，最大推力控制在100～110kg 內(nèi)，最大空氣壓力為12bar，氣流量13m3/ min。

圖2 氣吹法通信光纜安裝施工示意圖

在完成以上步驟后，開始吹纜。將壓縮空氣進(jìn)氣閥門緩緩打開，并通過調(diào)整閥門開度控制通信光纜所承受的氣封管塞牽引力。當(dāng)光纜送進(jìn)距離較小時(shí)，應(yīng)同時(shí)調(diào)小閥門進(jìn)氣口，此后便逐漸開啟，直至完全打開。通信光纜敷設(shè)速度主要通過調(diào)速手柄控制，若光纜前端牽引力過大，則可以向光纜進(jìn)給過程施加牽制力；若氣壓不足，又能提供輔助推力，將通信光纜輸送速度始終控制在30m/ min 左右。待吹纜至預(yù)定點(diǎn)后，應(yīng)由技術(shù)人員及時(shí)檢查到位連接情況，并提示吹纜機(jī)停機(jī)，此時(shí)，一段光纜氣吹敷設(shè)施工任務(wù)完成。

2.2.2 牽引法通信光纜施工

通信光纜牽引敷設(shè)一般采用機(jī)械牽引敷設(shè)和人工敷設(shè)兩種方法，在光纜布放時(shí)，必須使光纜從纜盤上方以松弛的弧形狀態(tài)放出，不能出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)、浪涌和打扣現(xiàn)象。通過機(jī)械牽引時(shí)牽引機(jī)速度應(yīng)控制在20m/ min 以內(nèi)，人工牽引時(shí)速度應(yīng)控制在10m/ min以內(nèi)。

采用牽引法敷設(shè)通信光纜前必須確定好穿放入孔，對(duì)于長度較長的光纜，應(yīng)采用從中間向兩邊的穿放工序，中間傳入孔應(yīng)選擇高低位置較大的孔，并結(jié)合施工圖進(jìn)行管孔核對(duì)，通過鋼絲將管孔清理干凈。正式牽引前，應(yīng)將纜盤放置在待傳入的光纜管道側(cè)，并放出光纜，使光纜從纜盤上退下的同時(shí)恰好能以松弛的弧形狀態(tài)送入管孔。在纜盤入孔過程中必須增設(shè)喇叭口保護(hù)管，在光纜外層上按照2～4 孔的間隔均勻涂抹潤滑劑。每個(gè)孔通常安排1～2 個(gè)牽拉人員，人員均雙手向上握住光纜，輔助牽引。

整個(gè)牽引施工過程中，如果光纜長度超出800m，或管道拐彎夾角角度不足150o，無法一次完成牽引操作時(shí)應(yīng)分段，并從中間向兩頭依次牽引穿放，牽引至拐彎處或一定長度后從入孔出倒“∞”字，再將“∞”字翻面，使光纜端頭移動(dòng)至外側(cè)后繼續(xù)布放。完成一端布放后再從牽引頭入孔處沿孔壁向纜盤方向逐個(gè)入孔預(yù)留，一端則從纜盤上以倒“∞”字形式放另一端，完成后從纜盤入孔向牽引頭方向預(yù)留[4]。具體見圖3。通過這種倒“∞”抬放法，能有效防止光纜在地上拖擦，保護(hù)光纜。

圖3 倒“∞”牽引法

布放完光纜還沿著管壁將其放置于托架之上，同時(shí)設(shè)置標(biāo)識(shí)牌，保證入孔內(nèi)拐彎處光纜彎曲半徑不小于30cm，入孔光纜每端接頭預(yù)留長度10～15m，并通過塑料膠帶包裹好光纜頭，盤成圈形后置于托架。將各入孔中的光纜塑料套管全部剖開后纏上膠帶，避免出現(xiàn)破壞損傷。

2.3 光纜接續(xù)技術(shù)

該高速公路通信光纜續(xù)接點(diǎn)設(shè)置在野外，為確保光纜接續(xù)施工質(zhì)量，技術(shù)人員必須確保將熔接機(jī)放置在平整且干凈的位置，從光纜首端或尾端依次展開接續(xù)。第一，光纜開剝。持平光纜后按照設(shè)計(jì)進(jìn)刀深度開剝光纜外護(hù)套，待外層剝除后將光纜一頭固定在接頭盒中，再將加強(qiáng)件穿過固定螺絲，同時(shí)保證加強(qiáng)件下方為填充束管，而非纖芯束管，因?yàn)槔w芯束管受力后變形大、損耗大，長期受力后很容易發(fā)生斷裂，埋下安全隱患。第二，清潔裸纖。采用優(yōu)質(zhì)醫(yī)用脫脂棉分兩步進(jìn)行裸纖清潔。第一步，先用無水乙醇拭擦光纜纖維，重點(diǎn)清潔光纜尾部，第二步，在脫脂棉上滴少許酒精，并對(duì)折后將光纜夾在中間，隨即沿著光纜纖維軸線拭擦。使用2～4 次后必須更換一次清潔棉，避免二次污染裸纖。第三，光纖熔接。光纖端面制備質(zhì)量直接影響高速公路通信光纜施工質(zhì)量，對(duì)于端面平整光滑的光纖，能得到熔接機(jī)很好的確認(rèn)，保證接頭的合格性；而對(duì)于端面粗糙的光纖，熔接機(jī)無法確認(rèn)，則會(huì)直接拒絕，或無法加工出合格的接頭。為此，在制作光纖端面時(shí)，必須剝出光纖涂覆層，并使光纖軸線垂直于剝線鉗，在切割光纖時(shí)，嚴(yán)格按照操作流程進(jìn)行，保證在切割刀的作用下崩斷光纖。第四，密封接頭盒。該高速公路通信光纜接頭盒設(shè)置在人手孔中，為避免人手孔中積水浸泡接頭盒后為光纖的穩(wěn)定運(yùn)行埋下安全隱患，必須從以下兩方面保證接頭盒密封嚴(yán)密。一是光纜和接頭盒的密封，必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求通過針織度高的紗布垂直打磨光纜護(hù)套，保證光纜護(hù)套緊密貼合密封膠；二是接頭盒上下蓋板間的密封，即在接頭盒密封槽內(nèi)均勻纏繞膠帶，擰緊螺絲。

2.4 光纜測(cè)試技術(shù)

該高速公路通信光纜施工結(jié)束后，必須采用光時(shí)域反射器對(duì)光纖特性、長度、散射信號(hào)、衰減值、光纖故障點(diǎn)、光纖末端菲涅爾反射、嚴(yán)重?cái)帱c(diǎn)位置及線路實(shí)際損耗等展開測(cè)試，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行光電平和光功率調(diào)整，保證信息傳輸效果。在所有的檢測(cè)項(xiàng)目中，光纜線路損耗是光纖信號(hào)傳輸檢測(cè)中的重要檢測(cè)項(xiàng)目，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，實(shí)地調(diào)整光纖功率，確保每根光纜在1～311nm 波長內(nèi)接頭平均損耗均不超出0.1dB，以保證光纖傳輸特性。

為提升測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，必須準(zhǔn)確選擇光時(shí)域反射器的脈沖大小與寬度，并根據(jù)廠家所提供的折射率值設(shè)定相關(guān)指標(biāo)。進(jìn)行故障點(diǎn)判斷時(shí)，若事先不確定光纜長度，則應(yīng)先通過反射器自動(dòng)功能找出大致的故障點(diǎn)位置，再通過反射器的高級(jí)查找功能，確定出故障點(diǎn)精確位置。光纜測(cè)試過程中應(yīng)選擇較小的脈沖和寬度，并保證其與光纜長度對(duì)應(yīng)。此外，為防止附近存在不易察覺的盲區(qū)，必須加接探纖盤。

3 結(jié)語

綜上所述，該高速公路主干通信管道因管道條件良好，吹纜技術(shù)成熟，采用氣吹法進(jìn)行通信光纜敷設(shè)，敷設(shè)時(shí)從上午9∶00 開始吹送光纜，到上午11∶00 結(jié)束，完成起訖樁號(hào)K045+000～K047+450 段共2450m光纜的敷設(shè)，其余節(jié)段敷纜施工效率大致相似。在氣吹操作時(shí)分別安排4 人、2 人分別在氣吹端安裝操作、管端觀察聯(lián)絡(luò)，施工時(shí)間縮短，工效大大提升。該高速公路通信光纜敷設(shè)施工完成投入使用后，各項(xiàng)電氣性能指標(biāo)均符合相關(guān)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，運(yùn)行良好，為該公路暢通運(yùn)行及服務(wù)功能的發(fā)揮提供了保證。