高速公路光缆吹缆敷设施工工法

'高速公路光缆吹缆敷设施工工法（QB/ZTYJGYGF-DW-0610-2014）1前言1.1工艺工法概况光缆气吹敷设法广泛应用在高速公路光缆施工中，它采用高压气流吹送的方式将光缆吹放到预先埋设的硅芯管中。吹缆机将高压、高速的压缩空气吹入硅芯管，高压气流推动气封活塞，这样连接在光缆端部的气封活塞对光缆形成一个可设定的均匀的拉力，与此同时，吹缆机液压履带输送机构夹持着光缆向前输送形成一个输送力，拉力与输送力的组合，使穿入的光缆随高速气流一道以悬浮状态在管道内快速穿行。1.2工艺工法原理与其它光缆敷设方法相比，光缆气吹敷设法在敷设过程中所受的张力比较均匀而且小得多；敷设过程简化，敷设光缆速度快；一次敷设距离长，可以采用盘长较长的光缆，减少接头数，降低了衰耗；管道线路上人孔、手孔数量可以大大地减少；敷设作业使用的人力较少。2工艺工法特点2.1本工艺工法所述的施工方法全部在地面施工，施工便利、快捷、安全。2.2光缆吹缆工艺选取、光缆安装、吹送光缆的操作、开机停机等施工方法工序明了，通俗易懂。2.3本工艺工法详细叙述了光缆吹缆施工注意事项等，保证了安装质量，施工过程无返工现象。17 2.4工艺流程清晰易懂，操作人员易于掌握。2.5操作简便，可用性强，可加快施工进度，缩短工程工期，提高工程质量。3适用范围本工艺工法适用于高速公路光缆、埋地穿管光缆等工程施工。本工艺工法以XX国道主干线陕西XX县至XX县高速公路光缆的施工为例，其光缆有18芯等，其他类型光缆的施工可作相应参考。4主要技术标准《公路工程质量检验评定标准第二部分机电工程》（JTGF80.2-2004）标准。5施工方法光缆施工前进行施工前准备、路由复测和光缆配盘，为后面的吹缆法敷设光缆奠定了良好的基础。光缆敷设时合理选取吹缆施工工艺参数，如光缆外径与硅芯管内径的关系、压缩空气压力和液压输送力、合适的作业环境温度、空气压缩机选型，以及进行密闭实验和管道润滑等，确保吹缆作业顺利进行。吹缆时要合理进行吹缆长度的设定，并尽可能选择由上往下的地点进行吹缆作业。6工艺流程及操作要点6.1吹缆法光缆敷设流程图吹缆法光缆敷设流程如图1。17 图1吹缆法光缆敷设顺序图6.2施工准备6.2.1施工前准备1敷设光、电缆前，应对每盘光、电缆进行主要技术指标检查测试（开盘检查测）。2安装工艺检测。光电缆规格、使用管道孔位、光电缆接续规格和质量、光电缆走向和固定、光电缆防护、光电缆进线和成端质量、配线架安装和配线等。3电缆绝缘电阻测试。全部电缆线及对地的绝缘电阻。6.2.1路由复测1核对施工图纸，人（手）孔的距离、管孔的占用、管道的实际丈量长度。2管道的建设情况，如试通重点区段管道等。3局部路由需要变更时，应与建设单位、设计单位协商，按规定办理设计变更手续。4作好复测记录，为布放子管和光缆配盘提供依据。17 6.2.2光缆单盘检验1单盘检验包括以下内容：光缆外观检查、型号、端别，1310NM、1550NM的衰减系数，光缆波长、光纤背向散射信号曲线，电缆线间绝缘、对地绝缘等。2外观检查时若发现有明显损坏者应做好记录，标识并分析原因。经测试光、电缆无法使用时，将具体情况报工程项目部，并在光、电缆盘上用红漆注明“严禁使用”字样，隔离放置，按《进货检验、试验控制程序》执行。6.2.3光缆配盘1光、电缆配盘的依据是路由复测时丈量的管道长度。2按设计型号选配光、电缆。光、电缆自然弯曲按5%考虑。光缆接头重叠预留12米。3光缆在直通人（手）孔内敷设增加长度约0.5～1米，应尽量减少接头数量。6.3光缆敷设6.3.1注意事项1光缆敷设端别以施工图设计为准。2人（手）孔裸露光缆用塑料扎带固定，并采用挂塑料牌标记。3局内光、电缆的布放应整齐美观，爬梯及走线架上的光、电缆应塑料扎带绑扎牢固，并挂塑料牌标记。4局内光、电缆预留部分，盘圈绑扎应牢固、美观，并挂塑料牌标记。设备侧预留长度为15～20米。5终端和接线板应把独根光纤接到单个光纤引出线并要贮存备用光纤，备用光纤的贮放不应产生微弯曲损耗。光缆的“入”和“出”应端接在同一接线板上。17 6.3.2吹缆工艺参数的选取1一般光缆外径与硅芯管内径之比取0.35～0.6范围内，大于0.6时，气吹光缆时可能需要更大的液压推力，而且安装距离会受到影响；小于0.35时，光缆在硅芯管内有发生折叠的潜在危险，如表1所示。表1推荐的光缆外径与硅芯管内径的关系表光缆外径（mm）1112～13.51415～1718～2121.5～25硅芯管内径（mm）2426～2828～333333～4242～502压缩空气压力和液压输送力1）最佳的压缩空气压力和液压输送力取决于每次作业时的不同工况，对于液压输送力，在吹缆机开始阶段要低一些，当进入硅芯管内的光缆较长时，逐渐增加液压输送力。另外，在相对于管道来说直径较小的光缆进行吹缆作业时，建议对液压输送力进行限制，以减小光缆在管道中被折叠的潜在危险。2）由于光缆前端的牵引力等于有效截面积（管道的截面积减去光缆的截面积）乘以压缩空气压力，故有效截面积越大，光缆上的牵引力也就越大。例如，在内径为φ33mm的管道中吹放φ15mm的光缆，在1MPa的压缩空气压力下施加在光缆上的牵引力为679N，在1.2MPa的压缩空气压力下施加在光缆上的牵引力为815N；在内径为φ42mm的管道中吹放φ20mm的光缆，在1MPa的压缩空气压力下施加在光缆上的牵引力为1071N，在1.2MPa的压缩空气下施加在光缆上的牵引力为1285N。3合适的作业环境温度适宜的作业环境温度是6～32℃。环境温度低于6℃建议使用空气管路加热器；环境温度高于32℃时，过热的压缩空气对光缆及塑料管有害，这时考虑使用压缩空气冷却器。17 4空气压缩机选型1）空气压缩机的选型对气吹敷设距离的影响也较大，空气压缩机输出压力越高，施加到光缆前端的牵引力也就越大，空气压缩机的排气压力应不小1.2MPa。2）空气压缩机的输出流量也非常重要，当光缆在塑料管道中行进的时候压缩空气的流量应能够补偿吹缆系统中的空气泄漏，塑料管的直径大，空气压缩机的流量也应相应增大。3）对于内径为φ26～φ33mm的塑料管，空气压缩机流量不小于9m3/min。对于内径大于φ33mm的塑料管，空气压缩机流量不小于12m3/min。5检查塑料管道的密封性：用本机配套工具“GDJ50型管道密封检测装置”对塑料管道进行密封性试验，确认塑料管道不漏气后方可进行光缆的吹送作业。6对塑料管道进行预润滑，尤其是非硅芯管，采用光缆吹缆专用预润滑剂对塑料管道进行预润滑，以期达到最佳的一次吹缆敷设长度。以0.2～0.4升/公里的润滑剂用量注入塑料管道内，装入专门的润滑海绵塞，通过输入压缩空气来推动润滑海绵塞穿越塑料管道，从而达到均匀预润滑塑料管道内壁的目的。6.3.3光缆的安装光缆依次穿过导向机构、测速轮、输送机构、吹缆头，光缆头部通过光缆网套与气封活塞连接。调整各部分机构，设定好各控制参数。其吹缆机示意图和各部分结构如图2所示。17 1.管子2.气封活塞3.管子夹紧块4.管子密封圈5.集流嘴6.零形密封圈条7.光缆密封圈8.腰形夹头9.导向套10.橡胶摩擦片11.测速轮调节把手12.重直导向轮调节把手图2吹缆机和各部分结构示意图6.3.4吹缆机吹送光缆的操作1当以上各项准备工作完成后，即可开始进行吹缆作业。2因为吹缆机工作的主要参数是控制光缆的气吹敷设速度和气封活塞的牵引力及输送机构的输送力。3缓慢打开压缩空气进气球阀，通过改变阀门开口大小来控制气封活塞对光缆的牵引力。当光缆送进的距离较近时，阀门进气口开启要小，以后要逐渐加大直至完全打开。4操纵控制台上的调速手柄用来控制光缆的敷设速度，通过这种方法，当光缆前端的牵引力过大时可以牵制光缆的进给速度，当气压显得不足时又能提供辅助的推力，使光缆在行进时所用的吹力更小；光缆的输送速度一般控制在8～80m/min之间。通常以70m/min为宜。5当光缆被输送的距离较远时，可以通过调节操纵控制台上的调压手柄来增大液压马达的输出扭矩，从而可以获得适宜的输送力。617 当光缆到达预定点后，即气封活塞已从管内出来（此时空气压力将急剧减小），位于管端的观察人员应及时提示吹缆机的操作人员马上停机，停止向管内输送光缆，即完成一段光缆的气吹敷设作业。7倒缆作业，即向“光缆倒线装置”内输送光缆，目的是将原线缆盘上剩余的光缆倒出，找出另一个端头，为向反向吹送光缆做准备。采用“光缆倒线装置”可以省去人力倒盘“8”字的工作，省时省力，提高工作效率。倒线作业中应注意不要弄脏光缆，以免影响光缆后续气吹施工。6.3.5开机与停机及注意事项1开机与停机顺序：开机时，先开吹气阀门，再启动输送机构；停机时，先停输送机构，再关闭吹气阀门。2当光缆吹放到位后，应及时停止输送机构的输缆工作和关闭进气阀门。3单机双向敷设光缆的施工步聚如图3。第一步：向A端吹送光缆17 第二步：向倒缆装置内盘放光缆第三步：向B端吹送光缆图3单机双向敷设光缆的施工步聚图6.4吹缆注意事项6.4.1通常情况下，一台吹缆机一次可吹送光缆1000m-2000m距离。6.4.2实际操作中影响吹送光缆长度的因素主要有以下几个方面：117 地形地貌及硅芯管敷设质量的响影。当路由比较平坦，且硅芯管敷设比较平直时，吹缆的速度和长度都比较理想；在吹缆段内有单一曲率半径较大的弧度（左右或上下）时，对吹缆的速度和长度稍有影响；当硅芯管的弧度较小，特别是出现“W”形的弯曲时，影响较大。所以在路由选择时应尽量避免这些情况，硅芯管敷设时，沟底应平直，硅芯管应尽量少出现连续的左右和上下弯曲2光缆外径与塑料管道内径之比；3光缆的单位长度重量及外皮材料（一般地，采用外皮为中密度聚乙烯的光缆气吹效果较好）；4空气压缩机的性能参数；5施工时报环境温度和湿度；6.4.3吹缆点的选定，在上下坡的地段，尽可能选择由上往下吹的地点；6.10操作要点6.10.1吹缆前应检查塑料管道的密封性：用本机配套工具“GDJ50型管道密封检测装置”对塑料管道进行密封性试验，确认塑料管道不漏气后方可进行光缆的吹送作业。6.10.2对塑料管道进行预润滑，尤其是非硅芯管，建议采用光缆吹缆专用预润滑剂对塑料管道进行预润滑，以期达到最佳的一次吹缆敷设长度。6.10.3吹缆时要合理进行吹缆长度的设定，并尽可能选择由上往下的地点进行吹缆作业。6.10.4应按照操作应用说明正确安装光缆，保证吹缆作业的质量和进度。7劳动力组织7.1本项工程施工过程中，主要有施工组织人员、技术人员和各分工程施工人员。7.2施工组织人员针对本工程实际情况，熟悉本工程的一些管理事项，包括工期、质量、环境、安全等。7.3光缆敷设人员负责光缆的装机、吹缆以及与后续工程的施工配合。7.4光缆人员负责光缆的倒盘、有问题处的开挖等工作。17 7.5以一盘光缆（2Km）敷设为例，本项工程需要管理人员1人，技术人员1人，光缆敷设人员3人，杂工2人，施工人员可交叉使用。其中，光缆到盘需要4人，光缆敷设需要3人，有问题处开挖需要2人，一盘光缆（2Km）正常情况下吹缆敷设大约需要2个小时左右。7.7劳动力具体组织如表2。表2劳动力组织情况表序号单项工程所需人数备注1管理人员12技术人员13敷设人员24杂工2合计6人8材料与设备本工艺工法无需特别说明的材料，采用的机具设备见表3。17 表3设备安装主要施工机具和主要测试仪表项次主要设备名称设备型号数量单位用途1汽车1台载运吹缆机和空压机2空压机1台为吹缆机提供动力3吹缆机1台吹缆施工应用4铁锹2把开挖吹缆问题处5洋镐1把开挖吹缆问题处9质量控制9.1易出现的质量问题9.1.1吹缆气压的设定。9.1.2吹缆前管道的润滑。9.2质量保证措施9.2.1各种设备、构件在运输过程中必须有可靠的保护措施。9.2.2吹缆前应检查塑料管道的密封性。9.2.3对塑料管道进行预润滑，尤其是非硅芯管，采用光缆吹缆专用预润滑剂对塑料管道进行预润滑，以期达到最佳的一次吹缆敷设长度。9.2.4吹缆时要合理进行吹缆长度的设定，并尽可能选择由上往下的地点进行吹缆作业。9.2.4应按照操作应用说明正确安装光缆，保证吹缆作业的质量和进度。17 10安全措施10.1主要安全风险分析10.1.1个人防护风险。10.1.2吹缆机操作风险。10.1.3电缆盘位置风险。10.2保证措施10.2.1施工作业区域内应穿戴个人保护装备：安全帽，安全眼镜，安全手套，安全鞋。10.2.2操作者不能站立于松软的地面上。10.2.3当进行吹缆操作时，应尽量远离输气管和硅芯管。10.2.4当空压机在使用时应远离人孔。10.2.5吹缆机只能用于吹缆。不要使用没有气块组件的传送带直接推或拉光缆。10.2.6电缆盘不要离吹缆机太近，为确保正常的控制应将电缆盘置于适当远的地方。10.2.7不要损坏减压阀。10.2.8吹缆时硅管末端应有人值守。10.2.9吹缆机工作时，手应远离驱动部分。11环保措施11.1在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章。11.217 加强对施工燃油、工程材料、设备、废水、生产生活垃圾、弃渣的控制和治理，遵守有防火及废弃物处理的规章制度。11.3将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置、规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁文明。11.4对施工中可能影响到的各种公共设施制定可靠的防止损坏和移位的实施措施，加强实施中的监测、应对和验证。同时，将相关方案和要求向全体施工人员详细交底。11.5优先选用先进的环保机械，发电机发电时要远离人员聚集地方，有条件时采取隔音、消音设施等降低施工噪音，同时尽可能避免夜间施工。11.6完工时应堵塞各种孔洞，清理现场的垃圾，保持现场清洁卫生；工程车辆要及时整修，以免出现漏油现象等。12效益分析12.1应用本工法敷设的光缆，减少了施工机具，加快了施工进度，保证了施工人员和设备的安全，节约了费用，保证了工程质量。12.2整个工程共敷设光缆66.8Km，施工过程中材料控制得当，施工方法合理，无返工现象，每道工序一次验收合格，缩短了工期，且工程质量优良，创造了良好的社会和经济效益。13应用实例13.1工程概况XX国道主干线XX县到XX县高速公路通信系统工程长66.8Km，设有XX县、汉中、汉中东及上元观四个通信站，设计敷设18芯光缆，采用吹缆法敷设光缆。13.2结果评价17 该工艺工法应用于XX国道主干线XX县到XX县高速公路通信系统工程，其中，应用吹缆法进行光缆敷设，该项目20XX年6月1日开工，20XX年9月28日竣工，应用本工法敷设的光缆，工程提前完成，无安全生产事故发生，工程质量良好，获得业主和监理的一致好评。17 13.3施工图片17图4倒盘1图5倒盘2图6空压机工作图7吹缆11717 图8吹缆2图9吹缆317'