高速公路硅芯管通信光缆的施工技术
发布时间:2012-07-25   来源:亮诚塑业技术中心   浏览人数:6106
    本文主要对目前主流的高速公路通信光缆施工所涉及的各项关键技术和施工方法,如光缆的配盘、光缆敷设、光缆的接续等施工工序和施工中各关键环节的技术分析,与广大高速公路建设者共同探讨学习。

1、光缆配盘

光缆配盘是高速公路通信光缆施工前的重要工作。光缆配盘合理,则既可节约光缆、提高光缆敷设效率,同时,减少光缆接头数量、便于维护。特别是长途管道线路,光缆敷设在硅管管道中时,合理的配盘,可以减少浪费,否则,或是出现光缆富裕量太大,或是出现光缆长度不够,光缆一端在硅管中不能到达人孔。对于高速公路硅芯管道光缆配盘,配盘依据是人孔之间硅芯管长度,而不是人孔间距,二者有时相差较小,有时相差较大。另外,也需要核实管道施工图纸是否准确。管道施工单位提供的竣工图纸多数为人孔间距,而不是人孔之间硅芯管长度,对于这类竣工图纸,还需进行硅芯管长度复核,否则,不能作为光缆配盘的准确依据。
 
由于上述原因,硅芯管道光缆配盘容易出错,特别是地势起伏、绕行较大区域,光缆配盘应认真考虑。在高速公路进行光缆配盘后经实践检验的数据,总结得出了以下配盘计算方法:
 
    (1)、对于地势比较平坦地区,光缆盘长按照人孔间距,考虑增加1%~1.5%余量以及接头盒处盘留10~20米。一般采用以下经验公式:
 
    光缆盘长=人孔间距(2000米左右) ×(1+1%~1.5%)+20
 
    (2)、对于地势起伏、环绕较大地区,如果硅芯管长度准确,光缆配盘可按上式计算。如果硅芯管管道竣工图没有硅芯管长度,只有人孔间距,要么进行实际测量硅芯管长度,要么考虑增加2.5%~3%余量。即按下述公式计算:
 
光缆盘长=人孔间距(2000米左右)×(1+2.5%~3%)+20
 
    现在,多数硅芯管均有尺码标记,如果硅芯管道相邻两个人孔之间没有接头且在人孔中能看清楚尺码标记,那么可以按照尺码标记计算出硅芯管长度,但是由于有时采用机械施工,硅芯管每公里将增加5~10米拉伸长度。如果已测量出硅芯管准确长度,则增加比例按0.5%考虑。
 
光缆在出厂时,由于生产工艺以及测试,一般光缆出厂长度超出订货长度3~30米,但这一余长随生产厂商不同而不确定,并非一个准确数据,因此,在做光缆配盘时不应考虑。

2. 光缆敷设

根据高速公路的特点,考虑到通信光缆的安全,目前我国高速公路采用硅芯管作为主干通信管道,通信光缆主线上基本是在埋设于中央分隔带的下面通信管道中进行敷设,遇到大桥或特殊构造物时则敷设于一侧。通信光缆施工的方法主要有三种,气吹法、牵引法及钙装光缆直埋敷设法。目前由于良好的管道条件及吹缆技术比较成熟使高速公路光缆的敷设大多采用气吹法敷设,但对于匝道互通、收费站等场区的管道距离短、变向大、人手孔多,因此光缆敷设仍采用牵引法施工,对于一些无管道保护的特殊场地的光缆可能采用钙装光缆进行直埋敷设,由于直埋敷设施工工艺与钙装电缆直埋工艺相似,在此不进行叙述。
2.1 气吹法敷设光缆
    气吹法敷设光缆工艺八十年代初期在美国出现,九十年代末期,随着国际国内通信施工界对气吹法敷设光缆工艺的进一步研究,气吹设备功能的进一步完善,此工艺在高速上得到广泛推广和应用,目前我国高速公路通信光缆施工一般均采用气吹法进行光缆施工。
 
    在气吹光缆前,管道在吹缆前应进行保气及导通试验,确认管道无破损漏气或扭伤、无泥土等污物后方可吹缆。气吹设备必须选用适合工程特点的机型,压缩机出气口气压0.6MP~1.5MP,气流量大于10m3/min,气吹机的液压驱动推进(或气流驱动推进)装置的推进力符合要求。
 
    吹缆前应将润滑剂加入管内,加入量视管孔内壁光滑程度、管道径路复杂程度、一次吹放长度、润滑剂的型号等而定。润滑剂加入量直接关系到吹缆长度及速度。管道径路爬坡度较大的情况下宜采用活塞气吹头敷设方法,以增加光缆前段的牵引力。管道径路比较平坦,但有个别地段管道弯曲度较大的情况下,宜采用无活塞气吹头敷设方法。
 
光缆在吹放过程中应不间断进行清洁处理,防止泥土、水随同光缆进入管内增大摩擦力。光缆吹放速度一般控制在60~90m/min之间,不宜超过100m/min,否则施工人员不易操作,容易造成光缆扭伤现象。光缆吹放中遇管道故障无法吹进或速度极慢(10m/min以下)时,应先查找故障位置处理后在进行吹放,防止损伤光缆或气吹设备。
 
吹缆时管道两端必须设专人防护,并用对讲机保持通信联络,防止试通棒、气吹头等物吹出伤人,防护人员同时做好光缆吹出后的预留盘放。光缆在吹放、“8”字预留盘放时,应确保安全,其弯曲半径不应小于规定的要求。
2.2牵引法敷设光缆
牵引法敷设光缆在敷设之前首先要选择合适的穿放入孔,在施工中通常光缆比较长,一般采用中间往两边的工序穿放,中间穿放入孔一般选择高低差比较大的入孔,光缆敷设之前必须先核对设计规定使用的管孔,核对完后用铁丝或钢丝刷、杂布等工具试通清洗管孔。
 
缆盘应放在准备穿入管道的同一侧,并使光缆从盘的上方放出,光缆从盘上退下时,应边退边送入管孔,并始终保持松驰的弧形,管孔处应注意不使光缆受损,缆盘入孔一定要加喇叭口保护管,每隔2~4孔光缆外皮要涂上少量的润滑剂,光缆牵引力要均匀,速度每分钟10m为宜,一般每入孔1~2人拉托光缆,拉托姿势两手手心向上,握上光缆辅助牵引,中间入孔光缆拉送过程中不准大弧度落地,以免发生光缆扭绞,损坏光缆。牵引过程中,施工队伍须听从指挥,若光缆过长(如超过800m)或管道拐弯夹角小于150°或地形复杂等特殊情况不能一次牵引时,应分段从中间往两头牵引穿放,即牵引到拐弯处或一定长度由入孔出倒“∞”字,然后将“∞”字翻面,让光缆端头移到外侧,继续布放,一端布放完后,从牵引头入孔往缆盘方向沿孔壁一个一个入孔预留,另一端从缆盘上倒“∞’字下地再放另一端,放完后,从缆盘入孔往牵引头方向预留,无接头的入孔内光缆进入对方管孔时,注意不能崩紧,应留有一定余量。布放完成后,应沿管壁放置在托架上并挂上标志牌,入孔内拐弯处光缆的弯曲半径应大于30cm,有接头的入孔光缆预留每端为10~15m为宜,应将光缆头用塑料胶带包好,并盘圈套后放置在托架上,端头不得泡在水中,各入孔中的光缆要用塑料套管剖开套上光缆然后用胶带缠好,避免鼠害和其它损伤。

3、光缆接续

    高速公路光缆的接续点一般在野外,条件和环境相对较差,为确保光缆接续的质量,熔接机及技术人员需保持在一个平整且相对干净的位置。接续工作一般从前端或者尾端依次进行,具体持续工作主要归纳为剥、洁、切、熔、盘、封几个步骤。
3.1光缆开剥
    将光缆持平,光缆开剥时注意进刀深度。光缆外护套开剥的关键是掌握好护套切割刀的进刀深度,否则很容易发生断纤。光缆外层剥掉后,将光缆固定在光缆接头盒内,要注意加强件穿过固定螺丝时,加强件的下面必须是填充束管,不能是纤芯束管,纤芯束管必须处于加强件进入光纤收容盘的同侧,不能在加强件上扭绞。加强件如果压在纤芯束管上,纤芯束管受力变形会造成损耗过大,在纤芯束管中的光纤也会因长期受力发生断裂,给工程留下隐患。
3.2 裸纤的清洁
一是讲究清洁用料择优原则,即选择使用优质医用脱酯棉,工业用优质无水乙醇。二是应用“两次”清洁法,即剥纤前对所有光纤用干棉捋擦,并用酒精棉对尾纤5-6cm处重点清洁;剥纤后,将棉花撕成层面平整的扇形小块,洒少许酒精(以两指相捏无溢出为宜),折成“V”形,夹住已剥覆的光纤,顺光纤轴向擦拭,力争一次成功,一块棉花使用2-3次后要及时更换,这样既可提高棉花的利用率,又防止了裸纤的两次污染。三是注意与切、熔操作的衔接,清洁后勿久置空气中,谨防二次污染。
3.3 光纤的熔接
光纤的接续直接关系到工程的质量和寿命,其关键在于光纤端面的制备。光纤端面平滑,没有毛刺或缺陷,熔接机能够很好地接受确认,并能做出满足工程要求的接头,如果光纤端面不合格,熔接机则拒绝工作,或接出的接头损耗很大,不符合要求。在制作光纤端面过程中,首先在剥出光纤涂覆层时,剥线钳要与光纤轴线垂直,确保剥线钳不刮伤光纤;在切割光纤时,要严格按照规程来操作,使用端面切割刀要做到切割长度准、动作快、用力巧,确保光纤是被崩断的,而不是压断的;在取光纤的时候,要确保光纤不碰到任何物体,避免端面碰伤,这样做出来的端面才是平滑的、合格的。熔接机是光纤熔接的关键设备,也是一种精密程度很高且价格昂贵的设备。在使用过程中必须严格按照规程来操作,否则可能造成重大损失。特别需要注意的是熔接机的操作程序,热缩管的长度设置应和要求相符。
3.4 盘纤规则和方法
沿松套管或光缆分支方向进行盘纤,前者适用于所有的接续过程,后者仅适用于主干光缆末端,且为一进多出。分支为小对数光缆,以预留盘中热缩管安放单元为单位盘纤,此规则是根据接续盒内预留盘中某一小安放区域内能够安放的热缩管数目进行盘纤;特殊问题特殊处理,如在接续中出现光分路器等特殊器件时,为安全常另盘操作,以防止挤压引起附加损耗的增加。盘纤时,应根据余留盘大小和光纤长度灵活采用圆、椭圆、“∞”等多种形式盘纤。
3.5 接头盒的密封
在高速公路光缆施工中光缆接头盒的密封很重要。因为接头盒进水后光纤表面很容易产生微裂痕,时间长了光纤就会断裂,而且高速公路光缆接头盒一般都置于人手孔内,许多人手孔内会有大量积水,使得接头盒长期浸泡在水中,所以必须做好接头盒的密封。接头盒的密封,主要是光缆与接头盒、接头盒上下盖板之间这两部分的密封。在进行光缆与接头盒的密封时,要先进行密封处的光缆护套的打磨工作,用纱布在外护套上垂直光缆轴向打磨,以使光缆和密封胶带结合得更紧密,密封得更好。接头盒上下盖板之间的密封,主要是注意密封胶带要均匀地防止在接头盒的密封槽内,将螺丝拧紧,不留缝隙,接头盒装完后需将光缆盘整齐并绑扎好,做好标签然后将接头盒固定在人手孔内的挂架上。

4. 光缆测试 

     光缆施工完毕,要对光缆进行测试,测试内容包括光纤特性、光纤线路损耗的测量、光缆长度的测量及光纤散射信号曲线的检测等,每根光缆在1-311nm波长的平均接头损耗不超过0.1dB,,这些数据需保存供分析和存档使用。
 
    光纤线路损耗的测量是传输信号前最重要的一项检测工作,我们可根据显示的数据来准确的调整光电平和光功率,达到即经济又不影响传输特性。这项工作一般采用光时域反射器作后向法检测,它可较准确的测出光纤线路的长度、衰减值、光纤故障点和连接器的接点及光纤末端引起的菲涅尔反射或光纤严重的断点位置。另外也可用光功率计直接检测光接收功率和光电平值。
 
     最后,通信光缆是高速公路机电系统中视频、数据、语音及网络等信息的传输介质,是高速公路的通信血脉,通信光缆施工质量的好坏将直接影响到高速公路运营使用的效果。各位高速公路通信光纤的建设者在施工时除了按照要求规范组织施工之外,还应当不断思考总结在施工中遇到的各种问题,钻研各种问题的解决方法,互相学习,共同为高速公路通信工程建设提供有力的理论和实践保障。