高速公路隧道通信光纜敷設(shè)與熔接施工技術(shù)

王曉杰

摘要 通信光纜在高速公路機(jī)電系統(tǒng)中發(fā)揮著重大作用，光纜敷設(shè)和熔接施工質(zhì)量會對高速公路通信的運(yùn)營及功能造成影響。文章以某高速公路建設(shè)項(xiàng)目作為研究案例，探討高速公路通信光纜敷設(shè)與熔接施工工藝的具體流程，以期該研究能為后續(xù)類似工程項(xiàng)目施工提供一定的參考。

關(guān)鍵詞 高速公路；通信光纜；施工技術(shù)；敷設(shè)

中圖分類號 TN913.33文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 2096-8949（2023）11-0073-03

0 引言

高速公路與一般的公路相比，行車更為便捷和舒適，主要是因?yàn)楦咚俟返耐两ú课辉O(shè)計(jì)規(guī)格偏高，同時其配套設(shè)施更為齊全[1]。通信光纜作為高速公路機(jī)電系統(tǒng)中的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)闹匾ǖ?，同時也是保障我國高速公路運(yùn)營管理的信息基礎(chǔ)[2]?，F(xiàn)階段，我國的高速公路通信光纜基本上敷設(shè)在管道內(nèi)部，因此該文著重對管道光纜敷設(shè)施工技術(shù)展開研究[3]。

1 工程概況

該文以彭大高速公路作為研究案例。該高速公路的總長度設(shè)計(jì)為89.852 km，雙向四車道，設(shè)計(jì)速度80 km/h，路基寬度為25.5 m，分離式路基的寬度設(shè)計(jì)為12.75 m。該項(xiàng)目需要新建1座長度300 m的特大橋，長度為100 m的中橋、小橋各一座。道路沿線路面采用瀝青路面。項(xiàng)目中機(jī)電系統(tǒng)主要分布在K0+000～K50+260路段，其中潘城隧道右線部分設(shè)計(jì)長度為2 101 m，左線部分的設(shè)計(jì)長度為2 105 m；曹灣隧道的右線部分長度設(shè)計(jì)為795 m，左線部分的長度設(shè)計(jì)為802 m；馬峪口隧道的右線部分長度設(shè)計(jì)為1 832 m，左線部分的長度設(shè)計(jì)為1 874 m。

2 通信光纜敷設(shè)施工技術(shù)

2.1 通信光纜敷設(shè)施工

該項(xiàng)目中的通信光纜敷設(shè)細(xì)分為主線光纜敷設(shè)和支線光纜敷設(shè)兩種。光纜敷設(shè)的具體步驟如圖1所示。

（1）主線光纖敷設(shè)是借助空壓機(jī)和吹纜設(shè)備來完成光纜敷設(shè)任務(wù)。具體方法為氣吹敷設(shè)纜線法。該敷設(shè)方法是一種新型敷設(shè)技術(shù)，其核心原理是借助高壓氣流的推動力，促使光纜能夠緩慢移動。具體情況如圖2所示。

在主線光纜敷設(shè)前，施工人員要對硅芯管的質(zhì)量進(jìn)行檢查，待硅芯管敷設(shè)完畢后，檢查是否具備吹敷設(shè)纜線法的作業(yè)條件。如果主線硅芯管只敷設(shè)了一定長度，此時直接組織施工班組進(jìn)場，只需2 d即可完成光纜敷設(shè)任務(wù)。這就意味著施工班組會有空閑，間接地給施工單位帶來了額外的經(jīng)濟(jì)損失，但這些問題都可以協(xié)調(diào)解決。因此，施工管理人員應(yīng)提前了解施工現(xiàn)場，結(jié)合具體情況組織各方主體有序進(jìn)入施工現(xiàn)場[4]。

在正式敷設(shè)光纜前，應(yīng)以設(shè)計(jì)圖紙為依據(jù)，對光纜進(jìn)行全面檢查，即開盤測試。當(dāng)纜線吹敷法法具備施工條件后，才能開始纜線吹敷作業(yè)。此時，應(yīng)準(zhǔn)備足夠的穿管器、吹纜設(shè)備、支架等工具。

在敷設(shè)光纜時，應(yīng)盡量減少接頭數(shù)量，并將接頭位置布置在便于操作的地方。光纜移動應(yīng)與其轉(zhuǎn)動保持一致，不得發(fā)生“浪涌”現(xiàn)象。除施工質(zhì)量以外，還應(yīng)考慮施工現(xiàn)場的安全問題，避免發(fā)生安全事故。

（2）光纜敷設(shè)可采用人工方式，也可以采用穿纜器進(jìn)行敷設(shè)。在光纜敷設(shè)過程中使用穿纜裝置，可以有效提高光纜敷設(shè)的施工效率，常用的穿纜器有150 m和180 m規(guī)格。

穿纜器的主要功能是做好預(yù)備性準(zhǔn)備工作，給施工人員提供方便，從而提高施工效率，縮短施工工期。例如在敷設(shè)光纜前，施工人員應(yīng)該對管道的敷設(shè)方向有一個明確的了解，并檢查管道的完好性，并結(jié)合穿纜器規(guī)格確定管道敷設(shè)距離，通過計(jì)算分析以確定是否需要對其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并計(jì)算出相應(yīng)的施工班組配備。準(zhǔn)備工作完畢，開始敷設(shè)光纜。

（3）牽引法通信光纜施工。通信光纜牽引敷設(shè)通常有機(jī)械牽引敷設(shè)和人工敷設(shè)兩種方式。在光纜布放時，要保證光纜以松弛的弧形狀態(tài)從纜盤上釋放出來，不能出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)、浪涌和打扣現(xiàn)象。采用機(jī)械牽引時，牽引機(jī)速度應(yīng)控制在20 m/min以內(nèi)，人工牽引時速度應(yīng)控制在10 m/min以內(nèi)。

在使用牽引法敷設(shè)通信光纜前，要確保穿放入孔，對于較長的光纜，應(yīng)該采用從中間向兩邊的穿放工序，中間穿入孔應(yīng)選擇位置較高的孔，并與施工圖相結(jié)合對管孔進(jìn)行核對后用鋼絲將管孔清理干凈。正式牽引前，將纜盤放置在待傳入的光纜管道側(cè)，并放出光纜，使光纜能以松弛的弧形狀態(tài)送入管孔。在纜盤入孔時，應(yīng)增設(shè)喇叭口保護(hù)管，在光纜外層按照2～4孔的間隔均勻涂抹潤滑劑。每個孔通常安排1～2個牽拉人員，人員均雙手向上握住光纜，輔助牽引。

整個牽引施工過程中，如果光纜長度超出800 m，或管道拐彎夾角角度小于150°，不能一次性完成牽引操作時，應(yīng)分段從中間向兩頭依次牽引穿放，牽引至一定長度后，從入孔出倒“∞”字，再將“∞”字翻面，使光纜端頭移動至外側(cè)后繼續(xù)布放。一端布放完畢后，再從牽引頭的入孔處沿孔壁向纜盤的方向逐個放入孔內(nèi)，另一端則從纜盤上以倒“∞”字放入孔內(nèi)，完成后從纜盤入孔向牽引頭方向預(yù)留。通過倒“∞”抬放法，能有效防止光纜在地上拖擦，保護(hù)光纜。

2.2 光纜測試

在光纜敷設(shè)作業(yè)結(jié)束后，施工人員應(yīng)對光纜進(jìn)行測試，以確保光纜的性能符合要求。光纜測試包括光纜線路的損耗測試、衰減均衡測試、光纖衰減系數(shù)測試等多項(xiàng)測試。

光纜線路的損耗測試是光纜測試項(xiàng)目中較為重要的一項(xiàng)。通過測量光纜線路的總損耗和單根光纖的波長損耗，可以判斷光纜的質(zhì)量和性能。在測試中，施工人員需要使用光纜測試儀器，對光纜進(jìn)行測量并記錄數(shù)據(jù)。根據(jù)測試結(jié)果，可以調(diào)整光纜、光功率，以提高信息傳輸質(zhì)量。在光纜線路的損耗測試中，單根光纖的波長損耗控制在0.1 dB以內(nèi)是非常關(guān)鍵的。光纖波長損耗是指在光纖中光信號的傳輸過程中，光信號的能量隨著距離的增加而逐漸降低的現(xiàn)象。波長損耗的大小直接影響光信號的傳輸距離和質(zhì)量。因此，需要保證光纜線路的波長損耗符合要求，以確保光纜的性能和傳輸質(zhì)量。

3 通信光纜熔接施工技術(shù)

3.1 光纖接續(xù)的方法

光纜連接是將兩根光纜進(jìn)行接續(xù)，以傳遞光信號的過程。一般來說，光纜連接主要有熔解連接、機(jī)械連接和活動連接3種方式。

熔解連接是一種常用的連接方式，即利用熔接機(jī)將兩根光纜的裸光纖進(jìn)行熔接，形成一個連續(xù)的光路。機(jī)械連接亦是一種常用的連接方式，即利用機(jī)械接頭將兩根光纜的裸光纖精準(zhǔn)地對接，形成一個連續(xù)的光路。相對于熔解連接，機(jī)械連接操作簡單，無需電力，但連接損耗比熔解連接要大。活動連接是一種可以調(diào)節(jié)連接損耗的連接方式，即利用可調(diào)節(jié)的連接器將兩根光纜的裸光纖對接，通過微調(diào)連接器的位置可以實(shí)現(xiàn)不同程度的連接損耗。

其中熔接法損耗較小、可靠性較好，使用的頻率相對高一些。

3.2 光纖接續(xù)應(yīng)遵循的原則

芯數(shù)相同的情況下，應(yīng)該使用同束管相對應(yīng)的光纖進(jìn)行連接；如果芯數(shù)存在差異，則按標(biāo)準(zhǔn)順序進(jìn)行施工，先連接芯數(shù)偏大的光纖，而后連接芯數(shù)偏小的光纖。

使用熔接法進(jìn)行施工的具體技術(shù)要求：光纜連接應(yīng)該在潔凈的環(huán)境中進(jìn)行；多余的光纜應(yīng)放置在托盤內(nèi)，防止光纜彎曲受損；單根光纜的連接耗損應(yīng)控制在0.05 dB以內(nèi)；嚴(yán)禁將接頭部位留置在橋梁部位；盡量將接頭部位設(shè)置在高位，避免水沖刷。

3.3 機(jī)具設(shè)備

該項(xiàng)目中需要配備的施工工具包括發(fā)電機(jī)、切割器、接續(xù)車等。

3.4 光纖接續(xù)方法

（1）開剝光纜。施工人員應(yīng)將光纜固定在接續(xù)盒中，保證束管不受到損壞，光纜剝開的長度控制在1 m，剝開后應(yīng)擦拭干凈，再穿入接續(xù)盒中。在對鋼絲進(jìn)行固定時，必須將鋼絲壓緊，不得有松動。

（2）光纖穿入熱縮管中。按照不同的顏色和不同的束管，將光纖分類擺放，依次穿入熱縮管中。剝?nèi)ス饫w的涂覆層，用熱縮管包裹，能夠起到保護(hù)接頭的作用。

（3）啟動控制電源，按程序進(jìn)行熔接作業(yè)，施工人員要將熔接設(shè)備中的灰塵清除干凈，夾具、槽內(nèi)不能有碎末、粉塵。該項(xiàng)目中使用的光纖可分為常規(guī)性的單模光纖和色散位移單模光纖。光纖根據(jù)波長的差異性可以分為1 310 mm和1 550 mm。

（4）光纖端面。光纖斷面的加工質(zhì)量直接影響連接質(zhì)量，因此在進(jìn)行熔接作業(yè)之前，必須保證端面質(zhì)量符合管理規(guī)范的要求。剝離光纖表面的涂覆層后擦拭干凈，最后切割。若光纖涂層厚度為1.25 mm，則切割長度為8～16 mm。若光纖的涂層厚度為0.9 mm，則切割長度應(yīng)為16 mm。

（5）放置光纖。施工人員將光纖放入V形槽內(nèi)，然后緩慢地壓傷夾具及壓板，光纖在壓板中的位置應(yīng)結(jié)合切割長度進(jìn)行確定。以上工序完成以后關(guān)閉防風(fēng)罩，熔接設(shè)備會自動進(jìn)行熔接作業(yè)。熔接作業(yè)時間約為11 s。

（6）熱縮管加熱。施工人員將防風(fēng)罩打開，把光纖從熔接設(shè)備中取出，放置在裸纖中心加熱。熱加氣使用熱縮套管，熱縮套管加熱時間控制：若熱縮套管的規(guī)格為20 mm，則加熱時間應(yīng)為40 s；若熱縮套管的規(guī)格為60 mm，則加熱時間應(yīng)為85 s。

（7）盤纖固定。連接好的光纖放置在收容盤內(nèi)，盤纖過程中，如果盤圈的半徑越大，則表示弧度也會隨之增大，那么線路的損耗就越低。所以盤圈的半徑要嚴(yán)格控制，才能避免更多的損失。

（8）密封和掛起。露天環(huán)境下作業(yè)應(yīng)對接續(xù)盒采取密封措施，以確保連接盒不會受到水浸。一旦接續(xù)盒中進(jìn)水，將導(dǎo)致光纖性能受到影響。

連續(xù)作業(yè)時，施工人員應(yīng)確保光纖始終處于潔凈狀態(tài)。使用剝除器將光纖表面的涂層剝除，然后擦拭干凈，用切割器切開光纖的端面，如果切割質(zhì)量達(dá)不到要求，應(yīng)進(jìn)行返工。接續(xù)施工完成后，觀察光纖接續(xù)圖像是否存在質(zhì)量缺陷，不合格應(yīng)進(jìn)行二次接續(xù)施工。在光纖熔接作業(yè)時，必須保證光纖彎曲半徑不低于40 mm。用酒精擦拭接線盒和密封條，按規(guī)定安裝。在安裝過程中，施工人員需做好相應(yīng)的防護(hù)工作。

（9）質(zhì)量要求：光纖的端面應(yīng)該切割平整、垂直，不得出現(xiàn)質(zhì)量缺陷。單個光纖接頭的損耗不能大于0.1 dB，熔接點(diǎn)的圖像必須符合設(shè)計(jì)圖紙要求，同時確保光纖的涂層厚度不小于10 mm，管內(nèi)不能有氣泡；光纖的彎曲半徑不能小于40 mm，光纖不能出現(xiàn)受扭和受壓現(xiàn)象。

3.5 注意事項(xiàng)

（1）光纖表面的涂覆層剝離以后，用丙酮擦拭干凈。

（2）使用剝除器將光纖表面的涂層剝除，擦拭干凈，用切割器切開光纖的端面，如果切割質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，則應(yīng)該進(jìn)行返工處理。

（3）對光纖連接圖像進(jìn)行檢查，如果不合格，應(yīng)進(jìn)行二次接續(xù)施工。

（4）對光纖接續(xù)的監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行檢測，如未達(dá)到要求，則應(yīng)返回至上一個工序。

（5）緩慢取出接續(xù)完成的光纖，保證光纖收縮以后覆蓋的厚度不少于10 mm。

（6）使用酒精將接線盒和密封條擦拭干凈，并按照既定的要求將進(jìn)行安裝。安裝作業(yè)過程中施工人員需做好相應(yīng)的防護(hù)工作。

（7）露天作業(yè)時應(yīng)采取相應(yīng)的安全防護(hù)措施。

4 結(jié)語

綜上所述，由于高速公路通信管道具有良好的施工條件，且吹纜敷設(shè)施工技術(shù)已經(jīng)成熟，因此越來越多的施工單位選擇使用吹纜法進(jìn)行施工。該項(xiàng)目中敷設(shè)光纖的總長度為2 450 m。經(jīng)過實(shí)踐論證得出，氣吹施工過程中委派4人負(fù)責(zé)氣吹端控制，委派2人觀察管端狀況，可以大幅度地提高施工效率，縮短施工工期，施工安全處于可控狀態(tài)，且施工質(zhì)量達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。工程實(shí)踐證明了熔接施工技術(shù)具備良好的技術(shù)可行性。

參考文獻(xiàn)

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