Общие принципы проектирования и строительства

Проектирование кабельных линий и сетей, как правило, состоит из разработки технического проекта строительства и рабочих чертежей.

Работу над техническим проектом начинают с изысканий и обсле­дования местности. В процессе изысканий выбирают варианты трассы линий или сетей, определяют условия сближения намечаемой трассы кабеля с электрифицированными железными дорогами и линиями элек­тропередачи, изыскивают способы пересечения железных и автомобиль­ных дорог, водных преград и т. п. [1,4]

При проектировании кабельных линий многоканальной связи в тех­ническом проекте выбирают тип (марку) кабеля, его емкость с учетом перспективы развития связи на магистрали, систему и аппаратуру вы­сокочастотного уплотнения кабельных цепей.

На основе расчетов усилительные и переприемные пункты разме­щают на кабельной магистрали, разрабатывают мероприятия по защи­те кабеля от влияния железных дорог, линии электропередачи и т. п [22-24].

В техническом проекте местной телефонной связи намечают наиболее вероятное местоположение местной телефонной станции и распределитель­ных шкафов, емкость телефонной станции, емкость и диаметр жил магист­ральных и распределительных кабелей с учетом перспективного развития местной телефонной сети. Кроме этого, указывают, на каких участках ка­бельной сети нужно строить кабельную канализацию, где следует прокла­дывать подземные бронированные кабели или подвешивать воздушные [22, 23].

Каждый технический проект кабельных линий или сетей должен содержать сметы на оборудование, материалы и рабочую силу, план организации работ и полную стоимость строительства.

На основе утвержденного технического проекта разрабатывают ра­бочие чертежи, в состав которых входят детальные чертежи трассы про­кладываемых кабелей. На чертежи наносят трассу прокладываемого кабе­ля, указывая расстояние его от железнодорожных путей, фасадов и других сооружений пассажирских и путевых зданий, контуры лесов и зеленых насаждений, трассу линий автоблокировки, высоковольтных линий и воздушных линий передачи.

Выбор трассы и прокладка кабеля.От правильного выбора трассы зависит стоимость сооружения ка­бельных линий и сетей, их долговечность, а также надежность и беспе­ребойность действия. Трассу подземных кабельных линий выбирают исходя из удобства прокладки кабеля и его дальнейшего технического обслуживания и эксплуатации. На перегонах железных дорог трасса кабеля, как правило, проходит в полосе отвода. Трассу кабеля выбира­ют на той стороне железнодорожных путей, где расположено большин­ство линейных и других пунктов, к которым устраивают ответвления.

Кабельные линии дальней связи сооружают вдоль железной дороги, как правило, в полосе отвода, стараясь сохранить снегозащитные зеле­ные насаждения. Трассу кабельной линии выбирают с учетом наимень­шего объема работ при строительстве, возможности максимального применения механизмов, удобства эксплуатации и минимальных зат­рат по защите кабелей от всех видов влияний и коррозии.

Допускается спрямление трассы на кривых участках железных до­рог с прокладкой кабелей по улицам населенных пунктов, а вне насе­ленных пунктов — вдоль автомобильных или других постоянных до­рог, обеспечивающих возможность свободного проезда вдоль трассы. При спрямлении трассы и удалении ее от железной дороги следует учи­тывать возможность устройства ответвлений от кабелей к линейным объектам.

Сторонность трассы по отношению к железнодорожному пути оп­ределяют с учетом характера местности, расположения линий связи и подземных коммуникаций различного назначения. Предпочтитель­но кабельную линию связи и высоковольтную линию автоблокиров­ки и диспетчерской централизации располагать с разных сторон же­лезной дороги.

Трасса кабелей по одну сторону с действующей высоковольтной линией должна быть расположена за этой линией в сторону поля.

На однопутных железных дорогах трассу прокладки кабелей следу­ет выбирать с учетом строительства в перспективе второго пути.

Прокладки кабелей в болотистых и часто затопляемых местах (се­зонная заболоченность) следует избегать. В смещающихся грунтах и на оползневых участках прокладка кабеля не допускается.

В трудных топографических и инженерно-геологических усло­виях (большая заболоченность, горная местность, прижимные уча­стки и т. д.) и в других обоснованных случаях по согласованию с управлением железной дороги допускается прокладывать кабели в земляном полотне железной дороги. В этом случае кабели следует прокладывать по берме, а при отсутствии ее — по середине обочи­ны. В обоснованных случаях допускается прокладывать кабель в железобетонных желобах.

На прижимных участках двухпутных железнодорожных линий при отсутствии обочины допускается прокладывать кабель в междупутье с обязательным выносом муфтовых соединений кабеля на обочину.

Прокладывать кабель на полках и по дну улавливающих рвов не до­пускается.

Ширину полосы земли для проведения строительных работ по про­кладке кабелей принимают равной 6 м.

Для прокладки кабелей в лесных массивах вырубают просеку ши­риной 6 м с расчисткой и корчевкой.

Глубина прокладки подземных бронированных кабелей следующая: в грунтах I—IV групп 0,9 м; в грунтах V группы и выше, при выходе скалы на поверхность, а также в плотных грунтах IV группы, разраба­тываемых взрывным способом или отбойными молотками 0,4 м (глу­бина траншеи 0,5 м); при наличии над скальной породой поверхност­ного растительного слоя 0,6 м (глубина траншеи 0,7 м), при этом заглубление кабелей в скалу должно быть не более 0,4 м.

В отдельных обоснованных случаях (вечная мерзлота, поймы рек, особые технические требования и др.) допускается увеличение глуби­ны прокладки бронированных кабелей до 1,2 м.

При пересечении кабельной трассы с автомобильными и железны­ми дорогами кабели многоканальной связи прокладывают в асбестоцементных или полиэтиленовых трубах с выводом их по обе стороны от подошвы насыпи или полевой бровки кювета на длину не менее 1 м. При этом расстояния по вертикали от железнодорожных и трамвайных путей должно быть не менее 1 м от подошвы рельса, от автомобильных дорог—не менее 0,8 м ниже дна кювета или 0,4—0,5 м в случае допол­нительной защиты кабелей железобетонными плитами.

Количество прокладываемых труб принимают по числу проклады­ваемых кабелей с учетом необходимого резерва из расчета: при потреб­ности до трех труб — одна резервная труба и от четырех до восьми труб — две резервные трубы.

Кабели ответвлений при пересечении с железными дорогами про­кладывают в трубах без закладки резервных труб.

На пересечении кабельной трассы с автомобильными дорогами, имеющими грунтовое или булыжное покрытие, или съездами с них ка­бель разрешается прокладывать кабелеукладчиком с закладкой резерв­ных труб или защищать их железобетонными плитами (кирпичом).

На пересечении с полевыми дорогами защита кабеля не предусмат­ривается.

Прокладка кабелей на территории городов и поселков должна осу­ществляться под тротуарами или в зеленой зоне. При необходимости предусматривают строительство новой или реконструкцию существу­ющей телефонной канализации. В этом случае при двухкабельной ли­нии связи кабели разных направлений передачи следует протягивать в разных каналах телефонной канализации. В исключительных случаях допускается совмещение кабелей разных направлений передачи в од­ном канале на расстоянии не более 1 км.

Разработку траншей и прокладку кабелей осуществляют:

- кабелеукладчиком — на перегонах и станциях в грунтах I— III групп при отсутствии стесненных условий и сближений с подземными инже­нерными сооружениями, а также в грунтах IV группы при многократ­ной пропорке;

- механизированным спосо­бом — на перегонах и станциях в грунтах IV группы и при наличии пересечений с подземными инже­нерными сооружениями;

- ручным способом — в городах и стесненных условиях.

Прокладку кабелей в телефонной канализации осуществляют на территории железнодорожного узла, поселка или города, где вскрытие дорогостоящих покрытий тротуаров и мостовых убыточно и нарушает уличное движение.

В кабельной канализации предусматривают достаточное число ка­налов (отверстий) в трубопроводе для прокладки на данном участке нужного количества кабелей. Кабельная канализация позволяет при необходимости добавить кабели и заменить существующие на кабели большей емкости.

Кабель в канализации протягивают стальным тросом диаметром 8 или 11 мм, для соединения его с кабелем применяют кабельный зажим или стальные чулки разных типов (рис.2.54).

Рис. 2.54

В канализацию кабель затягивают механическими или электричес­кими лебедками. Затягивать кабель в канал можно с помощью пневматического каналопроходчика.

Наиболее приемлемыми для прокладки кабелей являются дрениру­ющие грунты: скальные, галечные, гравелистые и крупнопесчаные — наиболее стабильные и менее подверженные деформации при измене­нии теплового и гидрологического режима по сравнению со слабодре-нирующими и недренирующими грунтами, к которым относятся гли­ны, суглинки, пылеватые и пылевато-иловатые супеси, торфяники.

Болота и заболоченные участки, мари, участки с высоким уровнем межмерзлотных вод и с близким залеганием от поверхности ископае­мых льдов в виде линз и прослоек, участки с высокотемпературными мерзлыми грунтами (вязкая мерзлота) следует обходить.

Для защиты кабелей от повреждений применяют следующие мероп­риятия: засыпают траншеи песчаным или гравийно-галечным грунтом на участках, где исключено вымывание засыпки; роют канавы глуби­ной до 0,7 м (с обеих сторон трассы на расстоянии 2—3 м от ее оси) с отводом воды из них; сеют на кабельной трассе траву и сажают кустар­ники; обеспечивают снегозадержание.

При пересечении малых рек для предохранения кабелей от мерзлотно-грунтовых явлений (бугров пучения, наледей и т. п.) кабели следует прокладывать ниже образования наледей или по железнодо­рожным мостам.

На участках с активным проявлением бугров пучения, термокарста и оползней, а также при ширине морозобойных трещин более 20 см прокладывать кабель вне полотна железной дороги не разрешается.

Кабели связи на пересечении с несудоходными ре­ками, как правило, прокладывают с заглублением в дно реки. На пере­сечении с судоходными и реками кабели связи прокладыва­ют по железнодорожному мосту. Если это невозможно, устраивают подводный переход по двум створам, расстояние между которыми дол­жно быть не менее 300 м.

При прокладке кабелей через сплавные и судоходные реки мес­та перехода должны быть расположены, как правило, ниже желез­нодорожных и автомобильных мостов магистрального значения, по возможности на прямолинейных участках рек минимальной шири­ны с неразмываемыми руслами и пологими берегами, не подвер­женными разрушениям, вне стоянки судов, плотов, паромных пе­реправ, а также вне районов выполнения землечерпательных и дноуглубительных работ.

На всех судоходных реках независимо от их глубины, а также на несудоходных реках глубиной до 3 м кабели связи должны быть проложены с заглублением в дно реки. Глубина за­ложения кабелей должна быть не менее 1 м, ее уточняют при изыскани­ях и согласованиях.

По существующим железнодорожным мостам кабели должны быть проложены в металлических желобах, деревянных обитых листовой сталью желобах или в трубах. Металлические желоба должны быть изолированы от металлических покровов кабеля. В проектах мостов должны быть предусмотрены желоба для прокладки кабелей связи.

Прокладка кабелей в тоннелях, как правило, должна осуществлять­ся на кронштейнах (консолях) с соблюдением установленных габари­тов. Несколько кабелей располагают друг над другом на расстоянии 0,15 м. Кронштейны должны быть установлены на расстоянии 1 м друг от друга. Кроме того, при прокладке кабелей должна быть предусмот­рена возможность обхода ниш и камер тоннеля.

Кабели связи и сигнализации и силовые кабели прокладывают в тон­нелях по разным его сторонам.

Прокладка кабеля.Подготовку кабеля к прокладке начинают с раз­возки барабанов с кабелем по трассе. При погрузке ба­рабанов, а также при перекатывании их по земле необходимо следить за тем, чтобы направление вращения барабана совпадало с направле­нием стрелки на щеке барабана.

Кабель разматывают с барабанов и укладывают в траншею механи­зированным или ручным способом. Если местные условия не позволя­ют применить механизированный способ прокладки кабеля, то кабель разматывают и укладывают вручную.

Кабель прокладывают с таким расчетом, чтобы в котлованах, где за­тем на кабеле устанавливают соединительные или разветвительные муфты, концы кабеля перекрывали друг друга примерно на 2 м. После прокладки проверяют его состояние (испытание герметичности оболоч­ки, электрические измерения), чтобы выяснить, не повредился ли ка­бель, а затем траншею засыпают.

Кабели защищают при их прокладке в скалистом грунте на глубине 0,5 м, а так же покрывая бетонными плитами или слоем крас­ного кирпича.

После прокладки кабеля составляют исполнительный план. Точно замеряют расстояние кабеля от каких-либо ориентиров (напри­мер, от оси железнодорожных путей, пикетных и километровых стол­биков, построек в населенных пунктах и т. п.). Трассу кабелей многока­нальной связи размечают также при помощи замерных столбиков (пикетов), отмечая ими места расположения соединительных и разветвительных муфт, поворотов кабеля и т. п.

На план, кроме трассы проложенного кабеля, наносят другие под­земные и наземные сооружения, например, пересекающие кабель и идущие параллельно трубы водопровода и газопровода, другие кабели, дороги, кюветы и т. п., расположенные в полосе 20—30 м от кабеля.

Механизация кабельных работ.Механизированные колонны, строящие кабельные линии, оснаще­ны машинами для рытья траншей и укладки кабеля, бульдозерами, экс­каваторами, тракторами, бурильно-крановыми машинами, компрессо­рами, самоходными кранами, автомобилями различных типов, передвижными электростанциями, сварочными агрегатами и другими механизмами.

Строительство, эксплуатационно-техническое обслуживание ка­бельного хозяйства и ремонтно-восстановительные работы на кабель­ных линиях ведутся с применением разнообразных инструментов и механизмов.

Для разработки траншей и котлованов в скальном и мерзлом грунте, а также для вскрытия уличных покровов и пробивки проемов и отверстий в стенах служат пневматические инструменты.

При разработке траншей в тяжелом грунте, а также для вскрытия асфальта и булыжных мостовых пользуются пневмоотбойным молот­ком и бетоноломом.

Бульдозеры применяют для среза и перемещения грунта, засыпки траншей, планировки и расчистки трассы от кустарника, корчевки пней, валки деревьев на трассе строительства кабельных линий связи.

Траншейные роторные экскаваторы прямоугольного про­филя применяют для рытья траншей под кабели связи, трубопроводы и траншеи общестроительного назначения в грунтах до IV категории включительно и в грунтах сезонного промерзания на глубину до 0,7 м.

Самоходную машину ТКТС-2 используют для рытья и засыпки траншей под кабели связи и СЦБ в междупутье на станциях.

Пневматический каналопроходчик применяют для затя­гивания кабеля в канал канализации.

Траншеезасыпщики используют для засыпки грунта в щель, образо­ванную кабелеукладчиком, которая автоматически засыпается не пол­ностью.

Для прокладки кабелей в грунт применяются различные типы кабе-леукладчиков в зависимости от типа местности. Кабелеукладчики мо­гут передвигаться с помощью трактора (рис. 2.55). Для бестраншейной прокладки кабеля в земляном полотне применяются кабелеукладчики на железнодорожном ходу (рис. 2.56). Кабелеукладчик для бестраншей­ной прокладки кабеля в талых грунтах.

Рис. 2.55

Рис. 2.56

Для укладки кабеля в грунт по болотистой местности, дну рек и лес­ной трассе применяют кабелеукладчик с корпусом понтонного типа.

Во время прокладки кабеля кабелеукладчиком в месте начала ук­ладки разрывают котлован и над котлованом устанавливают кабелеукладчик, опускают в котлован нож, заправляют кассету кабелем так, чтобы его конец выходил из кассеты, конец кабеля закрепляют в кот­ловане. Вспомогательный нож также опускают в рабочее положе­ние. Кабелеукладчик передвигается с помощью трактора. При его поступательном движении вспомогательный нож разрыхляет верх­ний слой почвы и устраняет мелкие препятствия (корни деревьев, камни и др.). За вспомогательным ножом движется основной нож, который образует в грунте узкую щель. Во время движения сматы­ваемый с барабана кабель проходит через кассету и укладывается на дно щели.

После того как с одного барабана кабель размотан, его конец скла­дывают с кабелем следующего барабана, плотно обматывают просмо­ленной лентой и, пропустив через кассету, продолжают прокладку ка­беля. Для засыпки щели и образования валика над ней после прокладки кабеля применяют прицепные засыпщики.

Рытье траншей в грунтах при строительстве кабельных линий пере­дачи выполняют различными экскаваторами: роторными, цепными и одноковшовыми.

Разработку грунта для укладки кабельных трубопроводов выполня­ют скрытой бестраншейной проходкой с использованием комплексной машины типа КМ-143М2, проколочной гидравлической установки, а также пневмопробойников.

Содержание кабеля под постоянным избыточным газовым давлением.Наиболее часто повреждения кабеля возникают из-за проникнове­ния в него влаги при нарушении герметичности оболочки вследствие коррозии, механических повреждений, вызванных смещением грунта или небрежными его раскопками на трассах кабелей, а также вслед­ствие нарушения правил прокладки кабеля и недоброкачественной пай­ки соединительных и разветвительных кабельных муфт.

Содержание кабелей с металлическими оболочками под избыточ­ным газовым давлением позволяет контролировать состояние оболоч­ки кабеля и обнаруживать повреждения оболочки. В случае поврежде­ния оболочки кабеля, находящегося под газовым давлением, поток газа, проходящий через место негерметичности, препятствует проникнове­нию в кабель влаги. В качестве газа, накачиваемого в кабель, обычно применяют сухой воздух и реже азот.

При содержании кабеля под постоянным избыточным давлением кабельную магистраль делят на герметизированные участки, называе­мые газовыми секциями. По концам газовой секции на магистрали, а также на всех ответвлениях от магистрального кабеля устанавливают газонепроницаемые муфты. Внутри газовых секций создается избыточ­ное газовое давление. Участок кабеля считают герметичным, если из­быточное давление, установленное в кабеле, не снижается в течение 10 суток более чем на 4... 103 Па (0,5 ат).

Существуют две системы содержания кабеля под избыточным газо­вым давлением — с автоматическим, и с периодическим пополнением кабелей газом. На кабелях железнодорожной связи наибольшее распро­странение получила система с автоматическим пополнением кабелей газом. В этой системе по концам газовой секции в оконечном или уси­лительном пунктах устанавливают автоматические контрольно-осуши­тельные установки АКОУ или УСКД, обеспечивающие постоянную подачу сухого воздуха (газа) в кабель.

При повреждении оболочки утечка воздуха из кабеля будет компен­сироваться подачей воздуха от установок АКОУ с обоих концов усили­тельного участка. Объем подаваемого в кабель воздуха будет зависеть от расстояния между установкой и местом повреждения. Учет объема воздуха, поданного установками на каждом из концов усилительного участка, позволяет определить место негерметичности оболочки кабе­ля с точностью до 0,5 км.

Для осуществления непрерывного контроля за герметичностью обо­лочки кабеля, а также определения района повреждения используются методы учета расхода газа и манометрический.

Метод учета расхода газа основан на учете расхода газа, подавае­мого в кабель с обоих концов участка для компенсации утечки, вызван­ной повреждением оболочки. Учитывая, что при установившемся ре­жиме распределения давления в кабеле объем газа, подаваемого с обоих концов участка для компенсации утечки, обратно пропорционален рас­стоянию до места утечки, по расходу газа за единицу времени опреде­ляют район повреждения.

Манометрический метод основан на одновременном измерении манометрами давления в нескольких точках участка, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга. По результатам измерений строят график распределения давления, характеризующийся двумя наклонными кривыми, расходящимися от места утечки газа. Пере­сечение этих кривых соответствует району утечки газа.

Для определения места нарушения герметичности кабеля (после ус­тановления района повреждения) наиболее эффективным является метод использования индикаторных газов, способных перемещаться в почве (или другом газе) в сторону меньших концентраций. Распрост­раняясь по кабелю, индикаторный газ выходит сквозь поврежденную оболочку в грунт и через некоторое время достигает поверхности зем­ли, где его можно обнаружить с по­мощью индикаторных приборов.