4.1. Выбор типа, марки оптического кабеля и метода его прокладки
4.2. Выбор оптимального варианта трассы ВОЛП
4.3. Требования и нормы на прокладку оптического кабеля в грунт
4.4. Требования на прокладку оптического кабеля в кабельной канализации и коллекторах
4.1. Выбор типа, марки оптического кабеля и метода его прокладки
Выбор типа оптического кабеля производится на стадии разработки технико-экономических обоснований или рабочего проекта в процессе определения и обоснования мощности проектируемой магистральной или внутризоновой ВОЛП. Например, при проектировании внутризоновой сети кольцевых структур приходится выбирать метод прокладки оптического кабеля: непосредственно в грунт при помощи кабелеукладчика или пневмозадувкой в предварительно проложенную в грунт пластмассовую трубку. Сегодня в условиях России метод пневмозадувки получает все большее применение в регионах с достаточно высоким уровнем потребления услуг связи. Важным преимуществом этого метода является простое и быстрое наращивание оптических волокон путем докладки (дозадувки) второго кабеля или заменой кабеля на более совершенный. В малонаселенных регионах, с относительно небольшим потреблением услуг связи предпочтение отдается прокладке ОК с круглопроволочной броней непосредственно в грунт. Здесь необходимо закладывать значительное количество оптических волокон на перспективу. На участках сетей связи, где требуется большая пропускная способность целесообразно применить новую технологию прокладки ОК. По этой технологии (технология микротрубки) в защитную пластмассовую трубку (ЗПТ) вместе с ОК задуваются пластмассовые микротрубки, в которые, в свою очередь, задуваются легкие малогабаритные оптические кабели (микрокабели) [72].
Следует подчеркнуть, что при прокладке ОК и ЗПТ в грунт следует предусматривать использование кабелеукладочной техники. При этом перед прокладкой кабеля необходимо выполнять предварительную пропорку грунта.
Емкость ОК (количество одномодовых оптических волокон) и тип оптических волокон определяется исходя из принятой в проекте системы передачи, с учетом развития сети связи в ближайшее время и на более удаленную перспективу. Согласно рекомендациям ОАО «Связьинвест» [71] на магистральных и внутризоновых ВОЛП, особенно в регионах с интенсивно развивающейся экономикой, целесообразно использовать ОК, содержащие как стандартные ОВ, так и ОВ с ненулевой смещенной дисперсией.
При выборе числа ОВ в кабеле следует следить за их стоимостью, которая может претерпевать значительные изменения. Например, в последние годы стоимость ОВ заметно уменьшилась и в 2004…2005 годах разница в стоимости 8-волоконного и 16-волоконного ОК весьма мала и составляет около 5 тыс. руб.
Выбор марок ОК производится на основании технологических и инженерных изысканий трассы ВОЛП и определенных в процессе изысканий данных её характеристики по условиям прокладки кабеля (рельеф местности, наличие водных преград и болот, геологическая структура грунтов и их механическое воздействие на кабель), необходимости защиты кабеля от ударов молнии и источников внешнего электромагнитного влияния (интенсивность грозодеятельности, наличие сближений с ЛЭП и электрифицированными железными дорогами переменного тока).
Например: при прокладке ОК непосредственно в грунт рекомендуется прокладывать кабель с однослойной круглопроволочной броней марки ОКЛК (маркировка ОК производства ЗАО «Самарская кабельная компания» наилучшим образом приближена к общепринятой маркировке электрических медножильных кабелей связи); для прокладки в отдельных каналах кабельной канализации – кабель марки ОКЛСт; для прокладки в грунт в районах вечной мерзлоты и для пересечений больших водных преград целесообразно использовать кабель с двухслойной круглопроволочной броней с допустимыми растягивающими нагрузками до 80 кН; для прокладки методом пневмозадувки используется специально выпускаемый для этой цели облегченный кабель марки ОКЛ.
Для подвески на опорах контактной сети железных дорог и городского электрохозяйства применяются самонесущие ОК без металлических элементов, например ОКЛЖ. На ЛЭП подвешиваются ОК, встроенные в грозотрос, например ОКГТ.
Следует подчеркнуть, что выбор ОК для строительства ВОЛП является очень ответственной задачей. Целесообразно отдавать предпочтение тем отечественным производителям оптических кабелей, которые хорошо зарекомендовали себя на рынке, продукция которых имеет соответствующую документацию по системе качества как на отечественном, так и на зарубежном уровнях.
4.2. Выбор оптимального варианта трассы ВОЛП
При выборе оптимального варианта трассы прокладки волоконно-оптического кабеля исходят из того, что линейные сооружения являются наиболее дорогой и сложной частью сети связи, поэтому при проектировании особое внимание должно быть обращено на уменьшение удельного веса расходов на строительство и эксплуатацию, эффективную и надежную работу.
В зависимости от конкретных условий на загородном участке трасса прокладки ОК выбирается на различных земельных участках, в том числе в полосах отвода автомобильных и железных дорог, охранных и запретных зонах, а также на автодорожных и железнодорожных мостах, в коллекторах и тоннелях автомобильных и железных дорог.
Трассы магистральных и внутризоновых ОК выбираются, как правило, вдоль автодорог общегосударственного или республиканского значения, а при их отсутствии – вдоль автодорог областного местного значения.
Полосы земельных участков для строительства ВОЛП вдоль автомобильных дорог следует размещать:
- в придорожных зонах существующих автомобильных дорог, по возможности, вблизи их границ полос отвода и с учетом того, чтобы вновь строящиеся ВОЛП не вызывали необходимость их переноса в дальнейшем при реконструкции автомобильных дорог;
- на землях наименее пригодных для сельского хозяйства вследствие загрязнения выбросами автомобильного транспорта;
- с соблюдением допустимых расстояний приближения полосы земель связи к границе полосы отвода автомобильных дорог различной категории (определяется условиями перспективного развития конкретной автомобильной дороги и требуемого уширения ее полосы отвода).
При отсутствии дорог трассы, при соответствующем обосновании, должны проходить по землям несельскохозяйственного назначения или по сельскохозяйственным угодиям худшего качества. При этом необходимо обходить места возможных затоплений, обвалов, промоин почвы, с большой плотностью поселения грызунов.
Если возникает необходимость в выборе трассы по пахотным землям, то в проекте организации строительства следует учитывать ограничение времени производства строительно-монтажных работ в период между посевом и уборкой сельскохозяйственных культур.
В проекте должны быть предусмотрены мероприятия по предотвращению повреждений пересекаемых подземных коммуникаций при строительстве.
В условиях Сибири, Дальнего Востока и Севера, где дорожная сеть развита слабее, оптические кабели допускается прокладывать в отдалении от дорог.
В особо неблагоприятных условиях местности в придорожной зоне – переувлажненные грунты (болота, трясина) глубиной более 2 м, неустойчивые (подвижные) грунты и оползневые участки, застроенность, стесненные условия горной местности, допускается размещение и прокладка кабеля в полосе отвода автомобильных дорог, а в исключительных случаях – по обочине автомобильной дороги. При прокладке кабеля по обочине автомобильной дороги на насыпи он должен располагаться в теле насыпи на расстоянии от ее края не менее глубины прокладки кабеля.
Выбор трассы прокладки магистрального или внутризонового ОК на загородном участке следует проводить в следующей последовательности:
- по географическим каратам или атласу автомобильных дорог необходимо наметить возможные варианты трассы;
- нанести на чертеж варианты трассы с указанием масштаба, наиболее крупных и важных коммуникаций (автомобильный и железные дороги, на селенные пункты, реки и др.);
- сравнить варианты по показателям: длина, количество переходов через препятствия удобство строительства и эксплуатации.
К проекту прилагается ситуационный план трассы на загородном участке (рис.4.1), на котором наносятся все возможные варианты трассы, а ОПЗ приводятся их сравнения и обоснование выбранного варианта.
Ситуационный план трассы линии передачи на загородном участке следует выполнять на карте в масштабе 1:50000 или 1:100000. На плане показывают: проектируемую линии передачи; границы и наименования административных делений территории, по которой проходит линия передачи; пересечения с реками, магистральными продуктопроводами, водоводами, силовыми кабелями, магистральными кабельными линиями передачи, железными дорогами, ЛЭП напряжением 35 кВ и выше; электрифицированные железные дороги (при их сближении с линей передачи); марку кабеля. Основные показатели вариантов трассы (если они имеются) показаны в таблице 4.1.
Таблица 4.1. Характеристика вариантов трассы
|
Характеристика трассы |
Ед. измер. |
Кол-во единиц по вариантам |
||
|
вар. №1 |
вар. №2 |
вар. №3 |
||
|
1. Общая протяженность трассы: - вдоль автомобильных дорог; - вдоль железных дорог; - вдоль грунтовых дорог; - бездорожье. 2. Способы прокладки кабеля: - кабелеукладчиком; - методом задувки в пластмассовую трубку; - вручную; - в канализации. 3. Количество переходов: - через судоходные реки; - через несудоходные реки; - через железные дороги; - через автомобильные дороги. 4. Число обслуживаемых регенерационных пунктов |
км км 1 пер. 1 пункт |
|||
Данные для заполнения таблицы 4.1 определяются на основании изучения материалов, изысканий на местности в районах прохождения трассы.
При расчете потребного количества прокладываемого ОК необходимо предусмотреть запас с учетом неровности местности, выкладки кабеля в котлованах, колодцах и др. Нормы расхода ОК на 1 км трассы приведены в таблице 4.2.
Таблица 4.2. Нормы расхода волоконно-оптического кабеля
|
Место прокладки кабеля |
Количество кабеля на 1 км трассы, км |
|
в грунт в коллекторе в кабельной канализации |
1,02 1,02 1,057 |
Необслуживаемые регенерационные пункты (НРП) следует располагать вдоль трассы ВОЛП, по возможности, в непосредственной близости от оси прокладки кабеля, как правило, в незаболоченных и незатапливаемых паводковыми водами местах.
В городах и крупных населенных пунктах ОК, как правило, прокладываются в телефонной кабельной канализации или в коллекторах. При наличии метро кабели могут прокладываться в его тоннелях.
При отсутствии в канализации свободных каналов в проектах нужно предусмотреть строительство новой или докладку каналов в существующей кабельной канализации.
При выборе трассы кабельной канализации нужно стремиться к сокращению числа пересечений с уличными проездами, с автомобильными и железными дорогами. Трасса кабельной канализации должна проектироваться на уличных и внутриквартальных проездах с усовершенствованным покрытием.
Смотровые устройства (колодцы) кабельной канализации проектируются:
- проходные – на прямолинейных участках трасс, в местах поворота трассы не более чем на 150, а также при изменении глубины положения трубопровода;
- угловые – в местах поворота трасс более чем на 150;
- разветвительные – в местах разветвления трассы на два (три) направления;
- станционные – в местах ввода кабелей в здания станции.
Типы смотровых устройств (колодцев) определяются емкостью вводимых труб или блоков с учетом перспективы развития сети и должны соответствовать требованиям, приведенным в [70]. Расстояние между колодцами не должно превышать 150 м. В проектах рекомендуется предусматривать типовые железобетонные колодцы.
Пример трассы прокладки ОК в кабельной канализации представлен на ситуационном плане трассы на городском участке (рис. 4.2). На городском участке план трассы выполняют в масштабе 1:10000 или 1:5000. На плане показывают: существующую и проектируемую кабельную канализацию, ее емкость и номера кабельных колодцев; трассу прокладки проектируемого кабеля связи (в канализации и грунте); длину участков трассы; тип кабеля.
Для практической реализации линейной части проекта составляется план трассы кабельной линии передачи на загородном участке, который выполняют на инженерно-топографическом плане в масштабе 1:2000 (при прохождении трассы через населенные пункты – в масштабе 1:1000). На этом плане показывают: трассу прокладки кабеля связи и троса (для защиты кабеля от ударов молнии) с указанием размеров до постоянных местных ориентиров и указанием пикетажа; марки кабеля и троса; пикеты; наименования землевладельцев и землепользователей и границы их территорий; профили переходов через второстепенные автомобильные дороги, овраги, каналы, ручьи, трубопроводы и другие преграды при выполнении работ открытым способом с указанием глубины заложения кабеля; необслуживаемые регенерационные пункты с указанием их номеров; предупреждающие надписи об осторожности проведения работ на пересечениях кабеля связи с подземными коммуникациями (при необходимости).
План кабельной канализации или кабелей связи (в грунте) на городском участке выполняют на инженерно-топографическом плане в масштабе 1:500. В населенных пунктах без подземных коммуникаций допускается применять масштаб 1:1000. На плане показывают: трассу проектируемой кабельной канализации (кабелей), проектируемые наземные и подземные линейно-кабельные сооружения связи с указанием размеров до постоянных местных ориентиров; участок, подлежащий шурфованию (при отсутствии сведений о величине заглубления подземных коммуникаций); разрез траншеи (выполняют при отсутствии продольного профиля) с указанием глубины заложения кабельной канализации (для нетиповых блоков при прокладке труб или прокладке бронированных кабелей); количество каналов (емкость блока) кабельной канализации; номера и типы колодцев (в т.ч. колодцев для размещения НРП); расстояния между колодцами.
Продольный профиль кабельной канализации выполняют при наличии по трассе большого количества подземных коммуникаций в масштабе 1:500 по горизонтали и 1:100 по вертикали.
На продольном профиле изображают блок кабельной канализации, указывают глубину его заложения и пересечение с другими подземными коммуникациями.
План и продольный профиль кабельного перехода через транспортные и другие сооружения выполняется на инженерно-топографической подоснове в масштабе 1:500, продольный профиль – в масштабе 1:100 по горизонтали и по вертикали, или в масштабе 1:200 – при применении устройств горизонтально-направленного бурения (ГНБ). План и продольный профиль приводят, как правило, на одном листе, при применении ГНБ – на отдельных листах. На плане показывают: размеры от перехода до указателей километров или пикетов, а при их отсутствии до постоянных местных ориентиров; котлованы для горизонтального бурения, точки входа и выхода буровой головки УГНБ, угол бурения; количество, длину, диаметр и материал труб; марку кабеля.
Правила выполнения чертежей рабочей документации линейных сооружений связи при проектировании подземных и воздушных линий передачи изложены в [68], которыми следует пользоваться при проектировании ВОЛП.
4.3. Требования и нормы на прокладку оптического кабеля в грунт
В настоящее время оптические кабеля связи на загородной зоне прокладываются непосредственно в грунте или методом пневмозадувки в предварительно проложенную защитную пластмассовую трубку (ЗПТ).
Прокладка оптических кабелей связи и ЗПТ в грунтах I-III групп, а также в грунтах IV группы (при условии выполнения двух-трехкратной пропорки грунта) должна производиться бестраншейным способом с применением кабелеукладочной техники.
При разработке траншей и котлованов для прокладки кабелей в скальных грунтах следует использовать буровзрывную технику, однако этот способ работ необходимо применять только в тех случаях, когда исключена возможность применения для этих целей строительной техники [66,70]. В скальных грунтах V группы и выше, а также в грунтах IV группы, разрабатываемых взрывным способом, отбойными молотками или другими высокопроизводительными машинами и механизмами, кабели следует укладывать в траншею с устройством постели и верхнего покрывающего слоя из разрыхленной земли или песчаного грунта толщиной по 10 см каждый.
В стесненных условиях и при наличии подземных коммуникаций прокладка ОК или ЗПТ должна производиться в предварительно разработанную траншею. При пересечении автомобильных и железных дорог, проезжей части улиц и трамвайных путей кабели следует прокладывать в асбестоцементных или полиэтиленовых трубах с выводом по обе стороны от подошвы насыпи или полевой бровки на длину не менее 1 м.
При устройстве переходов в местах с высоким уровнем грунтовых вод и в случае прокладки труб выше границы промерзания должны предусматриваться защитные мероприятия от раздавливания кабеля льдом. При пересечении постоянных грунтовых непрофилированных дорог, в том числе съездов с автомобильных дорог, допускается прокладка кабелей в заранее подготовленную траншею без труб, но с покрытием их кирпичом или железобетонными плитами.
Глубина прокладки ОК или ЗПТ в грунт в грунтах I-IV групп должна приниматься 1,2 м, а в грунтах V группы и выше, а также в грунтах IV группы, разрабатываемых взрывным способом или отбойными молотками, должна быть не менее: при выходе скалы на поверхность – 0,4 м; при наличии над скальной породой поверхностного почвенного слоя – 0,6 м.
При прокладке ОК на местности с уклоном свыше 300 рытье траншей на подъемах и спусках должно производиться вручную зигзагообразно (змейкой) с отклонением от средней линии на 1,5 м и длиной отклонения 5 м.
При проектировании ВОЛП в лесистой местности следует максимально использовать существующие лесные дороги и просеки. В случае, если на отдельных участках трасс не предоставляется такая возможность, следует предусматривать вырубку или расчистку просек.
Для фиксации трассы ВОЛП необходимо предусматривать установку железобетонных замерных столбиков. Их следует устанавливать на загородных участках трассы и в сельских населенных пунктах при прокладке кабелей в грунте против каждой муфты, на поворотах, на пересечениях автомобильных и железных дорог, водных препятствий, продуктопроводов, кабельных линий электропередачи и связи, водопровода и канализации, а также на прямых участках трассы кабеля не далее 250-300 м один от другого. В населенных пунктах, где по условиям местности установка замерных столбиков невозможна, должны устанавливаться указательные знаки на стенах зданий или других постоянных сооружениях.
Установка замерных столбиков на пахотных землях не допускается. В этом случае замерные столбики должны быть вынесены в сторону дороги за границу пахотной земли и устанавливаться в местах, обеспечивающих их сохранность. При вынужденном размещении соединительных муфт кабелей связи на пахотных землях в проектах следует предусматривать установку над ними специальных маркеров (пассивных резонансных контуров).
Для определения местоположения ОК трассовыми приборами и контроля за состоянием защитной пластмассовой оболочке по трассе через 2…4 строительные длины в местах их соединения устанавливаются КИП-1. В указанных КИП металлические элементы кабеля выводятся на проектируемые заземления, сопротивление которых должно быть не более 10 Ом при удельном сопротивлении грунта до 100 Ом∙м. Точное место установки КИП определяется во время строительства. Заземление КИП выполняется двумя вертикальными электродами из круглой стали диаметром 12 мм, устанавливаемых на расстоянии 5 м друг от друга и соединяемых между собой стальной полосой 40х4 мм. Подключение КИП к заземлителю осуществляется кабелем ВВГ, а к броне ОК – проводом ВПП.
4.4. Требования на прокладку оптического кабеля в кабельной канализации и коллекторах
Прокладка ОК должна предусматриваться, как правило, в существующей кабельной канализации местных сетей связи, и только при отсутствии такой возможности, следует предусматривать постройку новой или докладку каналов к существующей кабельной канализации.
Прокладка оптических кабелей в кабельной канализации должна осуществляться в свободных каналах и расположенных, по возможности, в середине блока по вертикали и у края по горизонтали. В свободном канале допускается прокладка не более пяти-шести оптических кабелей. Использовать занятый небронированными оптическими кабелями канал для прокладки кабелей с металлическими жилами и бронированных оптических кабелей не допускается.
Прокладка небронированных оптических кабелей в канале кабельной канализации, занятом кабелями с металлическими жилами и оптическими бронированными кабелями, должна предусматриваться в предварительно проложенных защитных полиэтиленовых трубках.
Оптические кабели с броней из стеклопластиковых стержней, стальных проволок или лент, с защитной полиэтиленовой оболочкой поверх брони могут прокладываться как по свободным, так и по занятым каналам без прокладки защитных полиэтиленовых трубок.
В одном канале допускается прокладка нескольких кабелей или защитных полиэтиленовых труб при условии, что суммарная площадь поперечных сечений кабелей и (или) трубок не будет превышать площади канала.
В коллекторах и тоннелях метро ОК должны прокладываться с внешними защитными пластмассовыми оболочками, не поддерживающими горение.
4.5. Пересечение водных преград и подземных коммуникаций
Оптические кабели через водные преграды шириной до 300 м глубиной до 6 м со скоростью течения до 1,5 м/с при плавном рельефе дна (включая подводную береговую часть), сложенного из несвязных грунтов не выше IV группы и незасоренного валунами и топляками, следует прокладывать бестраншейным способом при помощи ножевых кабелеукладчиков, с предварительной (двух-трехразовой) пропоркой дна реки, с заглублением до 1,2 м.
На кабельных переходах через реки глубиной до 0,8 м с пологими берегами и плотным невязким дном кабели следует предусматривать к прокладке механизированной колонной, так же, как и на всем протяжении трассы. На реках глубиной от 0,8 до 6 м (с учетом толщины слоя илистых отложений) прокладку кабелей следует предусматривать с применением кабелеукладчика с протаскиванием его через водную преграду с помощью тракторной лебедки или колонны тракторов, перебазированных на противоположный берег, и с использованием удлиненных тросов.
Через болота глубиной не более 2 м прокладку кабелей связи необходимо производить бестраншейным способом. При этом при глубине болот до 0,8 м кабели следует прокладывать механизированной колонной аналогично тому, как и на всем протяжении трассы, а при глубине от 0,8 до 2,0 м, а также на реках с илистым дном, при его слое более 0,4 м – с использованием тракторной лебедки или тракторов и удлиненных тросов.
Трасса кабеля через судоходные и сплавные реки, как правило, должна проходить ниже по течению от автомобильных и железнодорожных мостов на дорогах магистрального значения.
Подводные кабельные переходы на магистральных и внутризоновых ВОЛП через водные преграды от мостов магистральных автомобильных и железных дорог должны размещаться на расстояниях не менее: 1000 м – через внутренние водные пути, судоходные реки, каналы и водохранилища; 300 м – через сплавные реки; 50…100 м – через несудоходные и несплавные реки. Переходы через водные преграды от мостов автомобильных и железных дорог областного и местного значений должны размещаться на расстояниях не менее: 200 м – через судоходные реки и каналы; 50…100 м – через несудоходные и несплавные реки.
На переходах магистральных ВОЛП через судоходные и сплавные реки следует предусматривать прокладку кабелей по двум створам на расстоянии не менее 300 м один от другого. При этом необходимо предусматривать задействованние ОК каждого створа. При наличии на трассе мостов прокладка одного (резервного) кабеля должна осуществляться по мосту. Второй подводный кабель на переходе через водную преграду должен прокладываться под водой.
В настоящее время для устройства кабельных переходов через водные преграды и сложные подземные сооружения (большие овраги, трубопроводы, железные дороги с большим количеством путей и др.) при строительстве ВОЛП широко стали использоваться установки горизонтально-направленного бурения (ГНБ). При этом длина перехода может достигать до 800 м и более.
Проектирование кабельных переходов через судоходные, сплавные реки и другие водные преграды, а также через подземные коммуникации с применением метода ГНБ должно осуществляться одновременно с разработкой рабочего проекта на прокладку кабеля на основании утвержденного задания на проектирование, акта выбора трассы и материалов изысканий и согласований.
Технические решения по устройству кабельных переходов принимаются на основе производимых при выборе трассы для строительства ВОЛП и места кабельного перехода.
Раздел рабочего проекта на строительство кабельного перехода с применением метода ГНБ должен включать в себя: план кабельного перехода в масштабе 1:500 или 1:1000 с размещением при необходимости на нем схемы расположения кабельного перехода и площадки для размещения буровой установки; технологическую схему размещения буровой установки; схему технологического процесса по выполнению ГНБ при устройстве кабельного перехода; продольный профиль кабельного перехода через реку или другие подземные коммуникации (масштаб по горизонтали и вертикали 1:200 или 1:500); спецификацию оборудования, изделий и материалов; ведомость согласований или копии согласований.
Пересечение автомобильных дорог и железных дорог с небольшим количеством путей осуществляется в основном методом прокола при помощи пневмопробойников с последующей укладкой в проделанное под дорогой отверстие пластмассовых или асбоцементных труб.
Более подробно вопросы проектирования кабельных переходов изложены в [66,67,70].