Особенности прокладки ОК в условиях многолетнемерзлых грунтов

На территории России зона вечномерзлых грунтов занимает значительные площади. В зависимости от температурных условий в грунта этой зоны различают деятельный слой и многолетнемерзлую толщу. Деятельный слой - это верхний слой фунта, лежащий над мерзлотой. Летом он оттаивает, а зимой замерзает. Мощность этого слоя колеблется от 0,2... 1м в болотистых грунтах, до 2 ... 4 м - в песчаных щебенистых грунтах. Многолетнемерзлые толщи составляют от 10 . 30 м на южной окраине зоны вечной мерзлоты и до сотен метров северо-восточной части. Температура многолетнемерзлых грунтов изменяется от 0 до -8°С.

Оптические кабели связи, прокладываемые в деятельном слоев подвергаются воздействию мерзлотно-грунтовых явлений. Наиболее характерными из них являются пучение грунта, морозобойные трещи­ны оползни, просадка фунтов в местах термокарста.

Мерзлотно-грунтовые условия с точки зрения воздействия их на кабель разделяются на неопасные, опасные и особо опасные.

Неопасными считаются условия при отсутствии или незначитель­ном действии неравномерного пучения, отсутствии морозобойных трещин или когда их глубина не превышает 1,2 м для грунтов I-III категорий и 0,6 м для фунтов IV категории и выше, а ширина по поверхности земли не более 5 см, а также при отсутствии других мерзлотных пилений.

Опасными считаются условия на участках с пученистыми явлениями, когда имеются морозобойные трещины глубиной до 2 м и шириной по поверхности земли более 10 см и неравномерным пучением грунтов, а также на участках, где наблюдается просадка фунтов или оползневые явления.

Прокладку ОК в районах вечной мерзлоты следует производить, |- правило, в летне-осенний период, когда глубина оттаивания деятельного слоя достигает глубины прокладки кабеля. В исключитель­ных случаях кабель прокладывают с заглублением в многолетнемерзлую толщу грунта.

Небольшая продолжительность строительного сезона требует мак­симальной механизации всех работ по прокладке кабеля и организа­ции их выполнения в самые короткие сроки. Для прокладки ОК в рай­онах вечной мерзлоты должны применяться механизмы, как правило, обладающие высокой проходимостью. В период подготовки трассы для прокладки кабелей должен быть осуществлен отвод ливневых и других поверхностных вод и проведены мероприятия по возможному ' охранению растительного и почвенного покровов, а также деревьев и кустарников. При подготовке трассы может производиться рубка от­дельных деревьев и кустарников только в границах необходимых для прохода механизмов.

В процессе строительства следует стремиться к минимальному на­рушению дернового и мохового покровов по трассе прокладке кабе­лей. Планировка грунта на трассе строительства кабельной линии связи проводится только в случае крайней необходимости, так как нарушение растительного покрова вследствие планировочных работ может вызвать нежелательные изменения теплового режима вечно-мерзлых грунтов.

Прокладку ОК можно проводить кабелеукладчиками и в начальный период зимы, когда грунт промерзает на глубину не более 0,2...0,3 м, а температура воздуха не ниже -10СС. В этих условиях накануне про­кладки кабеля обязательно проводят пропорку мерзлого слоя грунта с помощью специального пропорщика или кабелеукладчика с пропорочным ножом. Предварительная пропорка трассы позволяет избежать повреждения кабеля в тех случаях, когда кабелеукладочный нож, столкнувшись с какими-либо подземными препятствиями (булыжники, валуны, корни деревьев и т.д.), отклоняется резко в сторону или резко углубляется.

Основным мероприятием по защите кабелей от воздействия на них мерзлотных явлений на участках с опасными условиями работы явля­ется применение OK IV типа марки ОКЛК или ОКЛАК с допустимыми растягивающими усилиями не менее 80 кН (обычно с двухслойной круглопроволочной броней).

Достаточно эффективной мерой защиты ОК от мерзлотно-грунтовых воздействий является обваловка трассы проложенного ка­беля. Грунт для обваловки следует брать из мест, удаленных от оси трассы прокладки ОК не менее 0,6 м, а ширина по верху выбирается в зависимости от мощности деятельного слоя и высоты обваловки в пределах 1,5...3 м с откосами крутизной 1:1,5.

На участках с глубокими и широкими морозобойными трещинами в качестве мер защиты от повреждения вместо дорогостоящей обвалов­ки можно применить: защиту траншеи с кабелем сухим песочным или гравийно-галичным грунтом; устройство канав глубиной до 0,7 м с обеих сторон трассы на расстояние 2 ... 3 м от ее оси с обеспечением от них отвода воды.

Конкретные меры защиты ОК от воздействия на них мерзлотных явлений определяются проектом в зависимости от мерзлотно-грунтовых условий на трассе прокладки кабеля.

6.6. Прокладка ОК в предварительно проложенные в грунт защит­ные пластмассовые трубки методом задувки

Общие положения

В предыдущем разделе рассмотрена прокладка ОК в предвари­тельно проложенных полиэтиленовых трубах традиционным методом затягивания, так же, как и в телефонной канализации. Этот метод на практике применяется в основном в местах пересечения с большим числом подземных коммуникаций, сосредоточенных на отдельных участках кабельной трассы.

Впервые фирмой Dura-Line (США) разработаны для прокладки ОК специальные защитные пластмассовые трубки (ЗПТ) из полиэтилена высокой плотности, внутренняя поверхность которых покрывается твердой сухой смазкой на основе силикона. Эти трубы называются трубами «SILICORE» (рис. 6.8).

Коэффициент трения между внутренней поверхностью трубки и защитной полиэтиленовой оболочкой ОК составляет не более 0,1 (у обычной полиэтиленовой трубки типа ПНД или ПВД - порядка 0,29). Благодаря этому можно, используя специальные компрессорные ус­тановки, методом задувки с большой скоростью затягивать в трубку ОК строительными длинами 4-6 км (рис. 6.9).

Рис. 6.9. Прокладка ОК в полиэтиленовой трубке методом задувки.

Этот метод прокладки ОК получил широкое применение при строи­тельстве ВОЛП в США, Мексике, Центральной и Восточной Европе, Израиле, Китае и других странах. Внедряется этот метод и в России.

В настоящее время в России имеется инфраструктура, обеспечивающая производство и внедрение ЗПТ. Так, производство ЗПТ осуществляется рядом предприятий: ЗАО «Пластком»; ЗАО «МГСС-
Тверьтрубпласт»; НПО «Стройполимер» и др. Опытом сооружения
ВОЛП на основе ЗПТ и необходимым для этого оборудованием обла-
дают ряд специализированных предприятий, в том числе акционерные
общества «Лентелефонстрой» (г. Санкт-Петербург), «Межгорсвязьстрой» (г. Москва), «Телекомстрой»

(г. Петрозаводск), ЗАО «ПМК-402» (г. Самара), ОАО «Связьстрой-4» (г. Саранск), ОАО Трест «Связьстрой-5» (г. Челябинск) и др.

Следует отметить, что особенно большой опыт прокладки ОК в ЗПТ имеется на железнодорожном транспорте страны. Впервые в России в 1996г. началась прокладка ОК в ЗПТ на скоростной железнодорожной магистрали Москва - Санкт-Петербург. Достаточно сказать, что из 5000км ОК, проложенных в стране в пластмассовых трубопроводах, 3000км - на железнодорожном транспорте.

Сегодня можно уверенно заявить, что появление оснащенных спе­циальной техникой строительных организаций, отечественных мате­риалов и оборудования, собственный опыт эксплуатации первых ВОЛП с трубопроводной прокладкой кабеля позволят более быстрыми темпами осваивать новую технологию строительства.

Трубки с внешним диаметром 25, 32, 40, 50 и 63 мм выпускаются соответственно строительными длинами от 0,6 до 4км на барабанах или в бухтах. Минимальный срок службы трубок - 50 лет. Пределы ра­бочих температур: эксплуатации и хранения трубки от -20°С до +60°С; прокладки трубки от -10°С до +50°С. Минимально допустимый радиус изгиба - 10 наружных диаметров. Вместе с трубками поставляются необходимые детали для соединения строительных длин и гермети­зации выводов ОК из трубки, соединительные муфты, инструмент. На рис. 6.10 показана ЗПТ в бухтах.

Применение метода задувки позволяет:

-использовать относительно дешевые ОК без мощных бронепокровов строительными длинами 4 и более км;

-повышение надежности работы ВОЛП за счет защитных свойств трубки от механических воздействий на ОК и от воздействия грызунов;

-увеличить строительный сезон за счет разнесения во времени прокладки трубки на трассе, включая переходы через различные пре­пятствия (газопровод, нефтепровод, водные преграды и т.д.) и задувки кабеля в трубке;

-значительно снизить трудозатраты и срок прокладки ОК за счет существенного уменьшения количества перемоток ОК на пересечени­ях с подземными коммуникациями, которые неизбежны при прокладке кабеля с помощью кабелеукладчика;

-снизить эксплуатационные затраты, учесть потребности дальней­шего развития телекоммуникационных сетей.

На кабельную трассу ЗПТ поставляются на барабанах или в бухтах определенной строительной длины в зависимости от диаметра ЗПТ если поставка других длин не оговаривается контрактом. Каждый ба­рабан или бухта сопровождаются паспортом, в котором указана фак­тическая строительная длина ЗПТ. Кроме того, на маркировке ЗПТ нанесен последовательный метраж ее длины, и в случае использова­ния части ЗПТ легко определяется оставшаяся длина на барабане Таким образом, вести учет расхода и наличия остатков строительных длин не представляет затруднений. Производить отбор и поставку длин ЗПТ следует в соответствии с проектной документацией, откор­ректированной на основании обследования и реального представле­ния о прохождении трассы. Не следует безосновательно соединять ЗПТ из кусков. Все соединения ЗПТ, запланированные или внесенные по ходу прокладки, должны обязательно вноситься в карту маршрута Поставляемые на строительство конкретной линии связи ЗПТ должно быть единого цвета, заданного документацией. Допускается несовпадение цветовой окраски ЗПТ в случае стыковки их с ЗПТ другого типо­размера, например, при стыковке с ранее построенным участком.

Все строительные длины ЗПТ на барабанах или в бухтах, посту­пившие на склад строительной организации, должны быть зарегистри­рованы в журнале учета и подвергнуты входным проверкам, в объем которых входит: визуальный контроль упаковки; визуальный контроль ЗПТ и замеры их овальности; проверка строительных длин ЗПТ на герметичность; проверка строительных длин ЗПТ по внутреннему диаметру.

Рис. 6.10. Защитные пластмассовые трубки в бухтах.

Последние две проверки проводят в случае возникновения сомне­ний или разногласий в оценке результатов внешнего осмотра или в результате повторяющихся выявлений дефектов нарушения герме­тичности или зауженности сечения трубки после ее прокладки.

По результатам проверок составляется протокол входного контро­ля ЗПТ, и номер протокола заносится в журнал учета поступившей продукции. Все проверки рекламируемых ЗПТ проводятся повторно в присутствии представителя заказчика.

Проложенные в грунт строительные длины ЗПТ, а также смонтиро­ванные с помощью пластмассовых муфт секции трубок подлежат ис­пытанию воздушным избыточным давлением 150-250кПА (1,5-2,0кГ/см2) в течение 24 часов.

Задувка ОК в предварительно проложенную трубку производится после ее испытаний на герметичность. На стыке строительных длин ОК устанавливается смотровое устройство (камера доступа), в кото­ром с двух сторон вводятся трубки и герметизируются вводные концы кабеля, размещают соединительную муфту, концевые запасы кабеля и, при необходимости, щиток контрольно-измерительных пунктов (КИП).

Щитки КИП устанавливают на ВОЛП через каждые 15-20 км для подключения выводов из соединительной муфты от металлического элемента каждого конца кабеля, что обеспечивает возможность поис­ка трассы прокладки кабеля на участке КИП-КИП и контроля целост­ности защитной пластмассовой оболочки.

Для прокладки ЗПТ и монтажа оптического кабеля разработаны специальные инструкции. Например, инструкция по прокладке и мон­тажу оптического кабеля в ПВП трубках «SILICORE» [17].

В практике находят также применение ЗПТ Чешской фирмы «SPUR». Эти ЗПТ отличаются от рассмотренных выше тем, что внут­ренняя поверхность трубы имеет продольную насечку, которая снижа­ет коэффициент трения между внутренней поверхностью и оболочкой ОК до 0,047. Такие трубы представлены на рис. 6.11. В практике про­изводства ЗПТ известны и другие методы снижения коэффициента трения за счет изменения геометрии внутренней поверхности трубки.

Рис. 6.11. Защитные полиэтиленовые трубы с продольными насечками.