高速公路通信管工程設(shè)計(jì)

張飛飛，羅東偉

(安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230000)

1 高速公路通信管道的總體設(shè)計(jì)

高速公路通信管道主要可分為主線管道、分歧管道以及下互通管道。主線管道為沿著高速公路主線走向的管道，與高速公路縱斷面線位一致，通常敷設(shè)里程相當(dāng)于高速公路總里程。分歧管道，為橫向橫道，沿著高速公路橫斷面敷設(shè)，是從主線管道內(nèi)引出至路側(cè)外場設(shè)備的管道。下互通管道，是主線管道沿著匝道邊坡敷設(shè)至收費(fèi)站等高速公路管養(yǎng)單位的場區(qū)的管道。相鄰高速公路之間，也會通過沿著相交的互通樞紐匝道敷設(shè)管道，實(shí)現(xiàn)相鄰路段管道的互連互通。由此，從分散的外場設(shè)備點(diǎn)，一個(gè)個(gè)收費(fèi)站站點(diǎn)，到全程主線管道，再到相鄰路網(wǎng)管道，由點(diǎn)到線到網(wǎng)，通信管道同高速公路路網(wǎng)一樣，形成了四通八達(dá)的網(wǎng)絡(luò)，為高速公路上的各個(gè)系統(tǒng)和設(shè)施提供了暢通的傳輸和連接通道。因此高速公路通信管道工程的設(shè)計(jì)應(yīng)做到統(tǒng)籌考慮，不僅要與主體工程統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，還要統(tǒng)籌機(jī)電系統(tǒng)監(jiān)控、收費(fèi)、通信、供配電等其他專業(yè)的需求，做到同步規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施；還要結(jié)合自身特點(diǎn)，考慮到未來管道備用、社會租用、智慧高速公路發(fā)展等需求，做出具有前瞻性的設(shè)計(jì)；同時(shí)積極采用綠色環(huán)保的新材料、新工藝、新技術(shù)。

2 通信管道的路由及敷設(shè)位置

2.1 主線管道敷

通信管道敷設(shè)路由的選擇應(yīng)結(jié)合主體工程特點(diǎn)、沿線構(gòu)造物情況、外場設(shè)備位置等因素來選擇管道敷設(shè)位置。管道敷設(shè)位置的選擇順序應(yīng)依次是中央分隔帶、路側(cè)邊坡、路塹邊溝外側(cè)。

一般情況下，整體式路基，管道一般敷設(shè)于中央分隔帶的碎石盲溝之上，管道埋深不宜小于50 cm，管道下方敷設(shè)不小于5 cm厚度的砂墊層，如果管道的埋深低于50 cm，則可與主體設(shè)計(jì)人員溝通，將盲溝高程下降；分離式路基通信管道一般敷設(shè)于左幅或者右幅靠中分帶側(cè)的路基邊坡內(nèi)，或者管道分成兩組分別敷設(shè)于左右幅，敷設(shè)于邊坡內(nèi)的管道，埋深不低于70 cm；隧道內(nèi)通信管道敷設(shè)于隧道行車方向右側(cè)電纜溝內(nèi)。邊坡為硬化邊坡時(shí)，結(jié)合路基斷面合理設(shè)置管道位置。

2.2 分歧管道

通信管道橫向分歧管道主要根據(jù)外場設(shè)備的位置確定以及考慮遠(yuǎn)期需要預(yù)留一些橫穿管道。由于現(xiàn)在高速公路外場設(shè)備越來越多，例如安徽省的高速公路實(shí)施了全省高速公路全程視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)和惡劣氣象條件監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，已達(dá)到至少每公里一處的外場設(shè)備。因此目前新建高速公路分歧橫穿管道的設(shè)置，已經(jīng)設(shè)置為500 m一處。

分歧管道的位置設(shè)置除了要考慮到外場設(shè)備位置外，還應(yīng)考慮路側(cè)人(手)孔設(shè)置的便利性?？偟脕碚f，路基挖方段、有路側(cè)排水邊溝等位置不便于橫穿管道的穿出和手孔的設(shè)置，以及不便于路側(cè)人(手)孔至設(shè)備基礎(chǔ)的路側(cè)管道的敷設(shè)，因此橫穿管位置的設(shè)置要考慮盡量設(shè)置于填方段。在不可避免設(shè)置于挖方段的情況下，在設(shè)計(jì)交底時(shí)，應(yīng)提醒施工單位關(guān)注路側(cè)排水溝與橫穿管的施工次序和交叉的問題。同時(shí)，橫穿管設(shè)置要避開通道、涵洞、中央分隔帶開口、上跨橋和天橋、路側(cè)擋墻等位置。

隨著橫穿管道的加密，不可避免的需要在一些大型橋梁上設(shè)置橫穿管。橋上橫穿管道的設(shè)置應(yīng)提前與橋梁設(shè)計(jì)人員溝通，根據(jù)橋面鋪裝層結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)來確認(rèn)是否可以預(yù)埋；如果不能在橋面層預(yù)埋，橋梁的伸縮縫、濕接現(xiàn)澆縫等結(jié)構(gòu)內(nèi)是否具有可以預(yù)埋的條件；如若都不能預(yù)埋，可考慮從橋下繞行。

3 通信管道材料的選擇

通信管道材料的選用，直接影響到工程造價(jià)、施工質(zhì)量和使用效果，繼而影響到通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量、系統(tǒng)的可靠性和系統(tǒng)的維護(hù)管理。因此針對不同管材的特點(diǎn)和所在區(qū)域管道應(yīng)用情況，因地制宜，選用合適的管材。

高速公路主線管材早期為水泥管塊，現(xiàn)在主要采用塑料管。塑料管分為單孔管和多孔管。單孔管常用的有硅芯管、實(shí)壁管(PVC管、PE管)，多孔管常用的包括格柵管和微管集束管?，F(xiàn)就幾種管材進(jìn)行分析比較。

表1 高速公路主線管材優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)對比

高速公路通信管道敷設(shè)路由具有距離長、斷點(diǎn)少、路線順直等特點(diǎn)，且后期在公路營運(yùn)期間，維修作業(yè)不方便，因此更適用于可以氣吹法吹纜的管道。硅芯管和微管集束管的特點(diǎn)更適用于高速公路的主線管道敷設(shè)。因此目前高速公路主線管道基本采用硅芯管和微管集束管。

分歧管道，由于需要橫向穿過高速公路，對管道的強(qiáng)度要求高，因此分歧管道主要采用鍍鋅鋼管或者鋼塑復(fù)合壓力管等強(qiáng)度高的管道。當(dāng)采用鋼管時(shí)，管道埋深不低于0.6 m；采用塑料類管道或者鋼塑復(fù)合管時(shí)候，管道埋深不低于0.8 m。管道四周應(yīng)采用不低于C15的8 cm以上厚度的混凝土包封保護(hù)。

4 管道孔數(shù)的設(shè)計(jì)

高速公路主線通信管道管孔數(shù)的選擇應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)范，通信、監(jiān)控、供配電等其他專業(yè)光纜、電纜根數(shù)，周邊路網(wǎng)管道孔數(shù)設(shè)置情況，業(yè)主運(yùn)營需求，項(xiàng)目特點(diǎn)，遠(yuǎn)期預(yù)留等方面綜合確定主線管道孔數(shù)和規(guī)格，以及下互通管道的孔數(shù)。目前國家高速公路一般采用12～18孔φ40/33硅芯管，省級高速公路一般采用6～12孔φ40/33硅芯管。近年來由于高速公路外場設(shè)備數(shù)量日益增加，所需管孔資源也愈多，但高速公路中分帶或邊坡空間位置有限；新建、改擴(kuò)建高速公路以及大部分已建成高速公路也均采用硅芯管作為主干管道。因此結(jié)合硅芯管施工要求低、技術(shù)成熟、可吹電纜和微管集束管節(jié)省空間等的特點(diǎn)，很多新建高速公路嘗試采用硅芯管+微管集束管的組合方式，即在管道中加入1～3孔的微管集束管，通常采用的規(guī)格是φ41/36 mm的7孔12/9 mm微管集束管。一孔硅芯管只能吹一根光纜，一孔微管集束管可吹7根相同芯數(shù)的微纜，這樣的組合即增加了管孔數(shù)，又節(jié)省了空間。例如，安徽省高速公路主線管道內(nèi)一般敷設(shè)2～3根光纜(1根主干通信光纜、一根全程監(jiān)控設(shè)備用光纜、一根ETC門架用光纜)和1～2根供電電纜(一根外場設(shè)備供電電纜、一根ETC門架供電電纜)，考慮到備用和租用需求，因此已有的安徽省高速公路主線管道主要采用8孔或12孔φ40/33硅芯管；近兩年新建的高速公路，普通省級高速公路嘗試采用7孔φ40/33硅芯管和1根φ41/36 mm的7孔12/9 mm微管集束管，國家高速公路采用9孔φ40/33硅芯管和1根φ41/36 mm的7孔12/9 mm微管集束管。

分歧管道，主要考慮外場設(shè)備、遠(yuǎn)期預(yù)留、收費(fèi)站和服務(wù)區(qū)位置等方面來設(shè)置。在外場設(shè)備處，通常采用2孔橫穿管道，主要用作路側(cè)設(shè)備光、電纜接入主線光、電纜；服務(wù)區(qū)、收費(fèi)站等站點(diǎn)采用6孔橫穿管道，主要用作主線光、電纜進(jìn)場區(qū)；樞紐互通采用6孔橫穿管道，用作相鄰高速公路的線纜的相接。隧道口的橫穿管道，應(yīng)根據(jù)光電纜根數(shù)、隧道長度等，綜合選擇管道孔數(shù)。該處的1孔橫穿管內(nèi)徑不小于90 mm。

5 通信管道過構(gòu)造物

5.1 通信管道過橋。

主線通信管道過橋梁時(shí)，主要采用鋼網(wǎng)復(fù)合管箱、聚氨酯復(fù)合橋架、鍍鋅線槽以及鋼管等保護(hù)通過。管箱應(yīng)結(jié)合不同項(xiàng)目的特點(diǎn)進(jìn)行選擇。保護(hù)管箱一般放置于固定在橋梁護(hù)欄外側(cè)的金屬型鋼托架上。管箱托架的安裝位置和造型設(shè)計(jì)，主要根據(jù)橋梁護(hù)欄形式、左右幅間距等確定。管道上下橋時(shí)候，有高程的變化，應(yīng)用一節(jié)管箱保護(hù)過渡，管箱下部敷設(shè)混凝土墊層。在橋梁橋臺背墻處，由主體工程預(yù)留槽口，方便管箱通過。

如果管箱敷設(shè)于中分帶內(nèi)，要核實(shí)橋梁護(hù)欄左右幅之間的間距是否充足、是否便于施工。由于管道屬于附屬專業(yè)，主體工程在設(shè)計(jì)時(shí)，有時(shí)沒有考慮到管道位置的預(yù)留?？赡軙嬖跇蛄褐蟹謳ё笥曳o(hù)欄之間間距過小，管道無法通過的情況，最終只能將管道改為在路側(cè)敷設(shè)。路側(cè)敷設(shè)，需要開挖邊坡，工程量大且不利于邊坡的穩(wěn)定，也不利于管道的保護(hù)，管道容易暴露在外；后期道路改擴(kuò)建拼寬時(shí)，管道無法繼續(xù)利用。所以應(yīng)該在設(shè)計(jì)初期，加強(qiáng)與主體專業(yè)的溝通，盡可能的避免這種情況。

同時(shí)應(yīng)關(guān)注一些景觀橋、拱橋、纜索橋等一些結(jié)構(gòu)特殊的橋梁，合理規(guī)劃好管道敷設(shè)位置；如果需要主體工程預(yù)留管道空間或預(yù)埋管道，提前做好溝通。例如特大橋的橋塔可能存在完全侵占中分帶間隙，管道無法通過的情況，此時(shí)需要與橋梁設(shè)計(jì)人員溝通，在橋塔內(nèi)預(yù)埋管道，方面管道穿過。

5.2 通信管道過跨越鐵路的橋梁

管道過鐵路橋時(shí)，不能懸掛于護(hù)欄外側(cè)，需要跟鐵路橋橋梁設(shè)計(jì)人員溝通，在護(hù)欄內(nèi)預(yù)埋套管，管道在此處轉(zhuǎn)入護(hù)欄內(nèi)過橋?；蛘吒淖儤蛄航Y(jié)構(gòu)，由橋梁主體設(shè)計(jì)單位將橋梁護(hù)欄之間的中分帶設(shè)計(jì)成封閉式的，管箱直接可以通過。

5.3 通信管道過中分帶開口

通信管道過中央分隔帶開口時(shí)，應(yīng)預(yù)埋套管對管道進(jìn)行保護(hù)。預(yù)埋套管的埋設(shè)深度與包封保護(hù)與橫穿管道的預(yù)埋一致。預(yù)埋套管兩側(cè)應(yīng)超出中央分隔帶開口不小于1 m。

5.4 通信管道過中分帶內(nèi)中墩

如果中分帶內(nèi)中墩未完全侵占中分帶時(shí)，管道可以采用混凝土包封，然后從中墩兩側(cè)漸變繞行的方式通過。如果中墩完全侵占中分帶時(shí)，可以在中墩中預(yù)埋套管方便后期管道穿過，或者管道繞行至中墩兩側(cè)護(hù)欄底部通過。

5.5 通信管道過設(shè)備基礎(chǔ)

安全設(shè)施、監(jiān)控、收費(fèi)等專業(yè)在中分帶或路側(cè)設(shè)置有標(biāo)志排、外場設(shè)備基礎(chǔ)，需要考慮通信管道與基礎(chǔ)的交叉問題，避免管道受基礎(chǔ)阻擋無法通過。通常采取的方法有，通信管道先行施工，基礎(chǔ)后施工，施工時(shí)候?qū)⒐艿乐苯影M(jìn)基礎(chǔ)；基礎(chǔ)先施工，施工時(shí)在基礎(chǔ)中預(yù)埋套管，通信管道敷設(shè)時(shí)候，從預(yù)埋的套管中穿過；中央分隔帶足夠?qū)?、基礎(chǔ)未完全占據(jù)中分帶的情況下，通信管道可以從基礎(chǔ)兩側(cè)繞行通過，管道漸變繞行時(shí)應(yīng)采用混凝土包封保護(hù)；基礎(chǔ)下沉，管道從基礎(chǔ)上方通過。不管采取何種方式，應(yīng)各專業(yè)間應(yīng)提前做好溝通。

5.6 通信管道過隧道

隧道口管線較多，容易出現(xiàn)各專業(yè)基礎(chǔ)、管道“打架”的情況，需要提前協(xié)調(diào)，合理安排位置。管道與隧道電纜溝的相接，也應(yīng)隧道專業(yè)做好配合?？梢詫⑺淼离娎|溝延伸出洞外方便管道接進(jìn)電纜溝；將隧道排水溝延長，避免與人孔“打架”。

6 結(jié)束語

綜上所述，高速公路通信管道工程的設(shè)計(jì)用幾個(gè)詞總結(jié)，即簡單、瑣碎、交叉多。簡單是難度不深；瑣碎是需要考慮的方方面面多，涵洞、橋梁、通道、中分帶開口、排水溝、路基斷面、橋梁斷面等各個(gè)方面都要考慮，容易遺漏；交叉多是幾乎需要跟各個(gè)專業(yè)溝通、協(xié)同。而通信管道通常與主體工程同步實(shí)施，具有隱秘性、后期難以整改、整改代價(jià)大等特點(diǎn)，因此在設(shè)計(jì)初期應(yīng)重視通信管道的設(shè)計(jì)，盡可能做到考慮周全、細(xì)致合理，以便更好的發(fā)揮通信管道的作用。