Прокладка ОК кабелеукладчиком

Строительство магистральных и внутризоновых ВОЛП характеризуется большой протяженностью, различными климатическими, почвенно-грунтовыми и топографическими условиями. Прокладку ОК осуществляют комплексные механизированные колонны, в состав которых входят строительные машины и механизмы общестроительного назначения (тракторы, бульдозеры, экскаваторы и др.), а также специальные машины и механизмы для прокладки кабеля (кабелеукладчики, тяговые лебедки, пропорщики грунта, машины для прокола грунта под препятствиями и др.).

Бестраншейный способ прокладки кабеля с помощью кабелеукладчика благодаря высокой производительности и эффективности пока является основным. Он широко применяется на трассах с различными рельефами местности и разными грунтами. Для прокладки используются кабелеукладчики с активными и пассивными рабочими органами. С помощью ножевого кабелеукладчика в грунте прорезается узкая щель, и кабель укладывается на ее дно, на заданную глубину залегания (1,2…1,4 м). При этом на кабель действуют механические нагрузки. Кабель на пути от барабана до выхода из кабеленаправляющей кассеты подвергается воздействию продольного растяжения, поперечного сжатия и изгиба, а в случаях применения вибрационных кабелеукладчиков - вибрационному воздействию. В зависимости от рельефа местности и характера грунтов, конструкции и технического состояния кабелеукладчиков, а также режимов его работы, механические нагрузки на кабель могут изменяться в широких пределах.

На рис. 6.2 приведены графики изменения натяжения ОК на выходе из кассеты кабелеукладчика в зависимости от скорости прокладки, диаметра (номера) кабельных барабанов и строительной длины внутризонового кабеля марки ОЗКГ-1. Анализ этих графиков показывает, что скорость 3,3 км/ч, допустимая при прокладке электрических кабелей, в данном случае неприемлема. Для обеспечения условия непревышения допустимых растягивающих нагрузок при прокладке ОК она должна быть снижена. Область предельных скоростей прокладки ОК на рисунке заштрихована.

В табл. 6.1 приведены основные характеристики отечественных прицепных кабелеукладчиков, используемых при бестраншейной прокладке ОК. Возможно применение и других кабелеукладчиков при условии исключения превышения допустимых на ОК механических нагрузок.

Наиболее полно требованиям, которые предъявляются при прокладке ОК, отвечают отечественные кабелеукладчики опытного механического завода "Межгорсвязьстрой" КНВ-1 и КНВ-2, которые предназначены для работы на трассах любой протяженности, а также для работы в стесненных условиях, населенных пунктах, вблизи дорог, в лесу. КНВ-1 состоит из навесного вибрационного кабелеукладчика и специально оборудованного бульдозера. При прокладке кабеля обе машины соединяются тяговым канатом. Спецоборудование бульдозера состоит из бульдозерного отвала, П-образной коробчатого сечения рамы, на поперечной балке которой установлены две пары вилочных захватов для погрузки, разгрузки и установки на них барабанов.

В настоящее время получили применение кабелеукладчики КВГ-1 и КВГ-2 [1], которые в отличие от КНВ, где вибратор приводится в действие с помощью механического привода, имеют гидравлический привод. Кроме того, рабочий навесной орган КВГ-2 может смещаться от оси движения базового механизма, что крайне важно при работах в стесненных условиях.

 

 

Рис. 6.2. Изменение натяжения кабеля ОЗКГ-1 от скорости прокладки кабелеукладчиком: а - КУК-3М для l = 2 км; б - то же, КНВ; в - КУ-120 для различных строительных длин ОК.

Таблица 6.1. Основные характеристики кабелеукладчиков

Характеристика	Тип кабелеукладчика
	КУК-3М	ЛПК-20-2	КУ-120В	КУК-4	КУК-5М	КУК-6
Оптимальная скорость прокладки ОК, км/ч	1,35	1,4	1,4	1,2	0,9	0,9
Устанавливаемые барабаны: Число Номера барабанов, не более	2 (4)   17 (18)	2 (4)   17 (18)		4 (2)   18(22)	4(2)   18 (26)
Число одновременно прокладываемых ОК	1 … 4	1 или 2	1 или 2	1... 4	1 … 4	1 или 2
Число обслуживающего персонала, чел	3 …5		1 … 3	3 … 5	3 … 5

 

Кабелеукладчики КВГ по своим техническим возможностям не уступают зарубежным аналогам и имеют вибратор трехвальный, двухкамерный, одна из камер которого содержит одноступенчатый понижающий редуктор и приводные шестерни дебалансов, а другая - дебалансы, обеспечивающие необходимое возмущающее усилие. Рабочий орган устанавливается непосредственно на корпус вибратора, поэтому колебательная масса минимальна, что повышает амплитуду вибрации и, соответственно, эффект разработки грунта. Дополнительной тяговой машиной является трактор Т-170МБГ или специально оборудованный бульдозер. На рис. 6.3 показан общий вид кабелеукладчика КВГ-1.

 

 

Рис. 6.3. Общий вид кабелеукладчика КВГ-1.

 

При прокладке ОК кабелеукладчиком недопустимым является вращение барабана под действием натяжений кабеля, возникающих при движении кабелеукладчика по трассе. Особенно опасны рывки кабеля. Крайне неблагоприятным для кабеля может быть момент начала движения (трогания) кабелеукладчика, при котором не исключается разгон вращения барабана под действием натяжения кабеля. Рывки кабеля могут иметь место при прокладке в сложных грунтах, наличии препятствий в грунте, на трассе и т.п. Бестраншейная прокладка не может исключить возможные случаи непосредственного контакта прокладываемого ОК, имеющего полиэтиленовые оболочки, с острыми твердыми каменистыми включениями, оказывающими сосредоточенные боковые воздействия на кабель. На рис. 6.4 показан процесс прокладки кабеля при помощи кабелеукладчика на гусеничном ходу.

Для предотвращения превышения допустимых нагрузок на ОК при его прокладке необходимо обеспечить:

- принудительное вращение барабана в момент начала движения кабелеукладчика и синхронизованную его размотку;

- ограничение боковых давлений на кабель за счет применения различного рода мероприятий и конструкций, снижающих трение (например, использование в кассетах специальных роликовых направляющих устройств; обеспечивающих минимально допустимый радиус изгиба ОК; размещение роликов кассеты так, чтобы уменьшить радиальное давление на кабель);

- допустимый радиус изгиба ОК от барабана до укладки на дно щели на всем участке подачи кабеля через кассету;

- исключение случаев засорения кассеты кабелеукладочного ножа и остановок вращения барабана при движении кабелеукладчика.

 

 

Рис. 6.4. Прокладка кабеля кабелеукладчиком

 

Желательно применение соответствующих технических средств непрерывного контроля, сигнализирующих о достижении пороговых значений тяговых усилий и ограничивающих режимы нагружения кабеля с остановкой процесса прокладки.

Обязательной является планировка трассы перед прокладкой ОК бульдозером. Подъемы и уклоны трассы не должны превышать 30°. При прокладке ОК в сложных грунтах обязательно должна применяться предварительная пропорка грунта. Цель предварительной пропорки - обнаружение скрытых препятствий, которые могли бы повредить кабель. При обнаружении таких препятствий грунт на этих участках разрабатывается с помощью бурильных и взрывных работ, машин и механизмов для разработки траншей и т.п.

Способы прокладки кабеля в грунте должны чередоваться на трассе в зависимости от условий прокладки. Для отдельных участков трасс предварительно может укладываться жесткий защитный трубопровод, в который затем затягивается ОК. Для выбора способа прокладки может потребоваться исследование грунта. Перед началом работ необходимо проверить подготовку трассы. За проведением всех строительных работ должен осуществляться постоянный контроль, так как в случае наличия ошибок в проекте или плохой подготовке трассы строительному персоналу трудно исправить эти ошибки непосредственно в полевых условиях.

Прокладка ОК на переходах через подземные коммуникации. На пересечениях с шоссейными, железными дорогами, продуктопроводами и другими коммуникациями ОК затягивают в трубы, которые, прокладываются закрытым (горизонтальным проколом, бурением) или открытым способами. Прокладка труб под препятствиями, как правило, проводится до начала прокладки кабеля в районе пересечения. При этом необходимо отдавать предпочтение таким способам, при которых не требуется разрезать ОК. При подходе кабелеукладчика к подземному препятствию ОК сматывают с барабана и укладывают "восьмеркой". Затем протягивают кабель под препятствием в заготовленную трубу, снова наматывают на барабан, заряжают в кассету и продолжают прокладку.

Если под подземным препятствием труба не прокладывается, то проложить ОК без разрезания можно следующим способом. Под препятствием откапывают котлован, барабан с ОК снимают с кабелеукладчика и, освободив кабель от разборной кассеты, устанавливают на козлы перед препятствием. Кабелеукладчик перемещают за препятствие, опускают нож в котлован, заправляют предварительно протянутый под препятствием ОК в кассету и продолжают прокладку. Для предохранения кабеля от перегибов под препятствием устанавливают кабельное колено или ролики. При этом необходимо обеспечивать свободную подачу кабеля с барабана, установленного на козлах, и подтяжку кабеля, проходящего по поверхности земли.

Для сокращения трудоемкости работ на элементарных кабельных участках небольшой длины можно в местах пересечения с большим количеством подземных коммуникаций использовать укороченные строительные длины ОК, так называемые короткомеры, которые по согласованию с заказчиком могут поставляться в небольшом количестве с кабельных заводов.

В практике строительства ВОЛП все более широкое применение находят современные высокопроизводительные системы для прокладки ОК и трубопроводов с последующей прокладки в них ОК методом затягивания при помощи троса или методом задувки. На рис. 6.5 показан процесс прокладки ОК (пластмассовых трубопроводов) при помощи системы FSP 17 германской фирмы «HvF Хельмут фон Финтель», которая передвигается при помощи мощного тягоча (рис. 6.6).

 

 

Рис. 6.5. Прокладка ОК при помощи системы FSP 17 в полотно откоса на сложном участке трассы.

 

Важнейшим достоинством этой системы является возможность прокладки ОК в стесненных условиях, на откосах, сложных участках трассы, т.к. за счет гидравлического управления колесами система хорошо приспосабливается к местности.

Участки трассы с тяжелыми грунтами имеется возможность преодолеть с использованием мощной лебедки, которой оборудован тягач. В таких условиях тягач при помощи специального приспособления жестко фиксируется на местности и лебедкой (рис. 6.6) кабелеукладочная система преодолевает участки трассы с тяжелыми грунтами.

 

 

Рис. 6.6. Тягач, оборудованный мощной лебедкой.

 

Указанная система FSP 17 используется в Германии, Польше, России и в ряде других стран. Система отмечается высокой мобильностью и может заказываться для выполнения работ по прокладке ОК и пластмассовых трубопроводах. На рис. 6.7 показана транспортировка системы FSP 17 на специально оборудованном трейлере.

 

 

Рис. 6.7. Транспортировка системы FSP 17 на трейлере

 

7.2. Прокладка ОК в предварительно проложенные в грунт защитные
пластмассовые трубы методом задувки.

 

Общие положения

 

В предыдущем разделе рассмотрена прокладка ОК в предварительно проложенных полиэтиленовых трубах традиционным методом затягивания, так же, как и в телефонной канализации. Этот метод на практике применяется в основном в местах пересечения с большим числом подземных коммуникаций, сосредоточенных на отдельных участках кабельной трассы.

Впервые фирмой Dura-Line (США) разработаны для прокладки ОК специальные защитные пластмассовые трубки (ЗПТ) из полиэтилена высокой плотности, внутренняя поверхность которых покрывается твердой сухой смазкой на основе силикона. Эти трубы называются трубами «SILICORE» (рис. 6.8).

Коэффициент трения между внутренней поверхностью трубки и защитной полиэтиленовой оболочкой ОК составляет не более 0,1 (у обычной полиэтиленовой трубки типа ПНД или ПВД - порядка 0,29). Благодаря этому можно, используя специальные компрессорные установки, методом задувки с большой скоростью затягивать в трубку ОК строительными длинами 4-6 км (рис. 6.9).

 

Рис. 6.8. Защитная пластмассовая трубка, внутренний слой
которой покрыт силиконом.

 

Рис. 6.9. Прокладка ОК в полиэтиленовой трубке методом задувки.

 

Этот метод прокладки ОК получил широкое применение при строительстве ВОЛП в США, Мексике, Центральной и Восточной Европе, Израиле, Китае и других странах. Внедряется этот метод и в России.

В настоящее время в России имеется инфраструктура, обеспечивающая производство и внедрение ЗПТ. Так, производство ЗПТ осуществляется рядом предприятий: ЗАО «Пластком»; ЗАО «МГСС-Тверьтрубпласт»; НПО «Стройполимер» и др. Опытом сооружения ВОЛП на основе ЗПТ и необходимым для этого оборудованием обладают ряд специализированных предприятий, в том числе акционерные общества «Лентелефонстрой» (г. Санкт-Петербург), «Межгорсвязьстрой» (г. Москва), «Телекомстрой» (г. Петрозаводск), ЗАО «ПМК-402» (г. Самара), ОАО «Связьстрой-4» (г. Саранск), ОАО Трест «Связьстрой-5» (г. Челябинск) и др.

Следует отметить, что особенно большой опыт прокладки ОК в ЗПТ имеется на железнодорожном транспорте страны. Впервые в России в 1996г. началась прокладка ОК в ЗПТ на скоростной железнодорожной магистрали Москва – Санкт-Петербург. Достаточно сказать, что из 5000км ОК, проложенных в стране в пластмассовых трубопроводах, 3000км – на железнодорожном транспорте.

Сегодня можно уверенно заявить, что появление оснащенных специальной техникой строительных организаций, отечественных материалов и оборудования, собственный опыт эксплуатации первых ВОЛП с трубопроводной прокладкой кабеля позволят более быстрыми темпами осваивать новую технологию строительства.

Трубки с внешним диаметром 25, 32, 40, 50 и 63 мм выпускаются соответственно строительными длинами от 0,6 до 4км на барабанах или в бухтах. Минимальный срок службы трубок - 50 лет. Пределы рабочих температур: эксплуатации и хранения трубки от -20°С до +60°С; прокладки трубки от -10°С до +50°С. Минимально допустимый радиус изгиба - 10 наружных диаметров. Вместе с трубками поставляются необходимые детали для соединения строительных длин и герметизации выводов ОК из трубки, соединительные муфты, инструмент. На рис. 6.10 показана ЗПТ в бухтах.

Применение метода задувки позволяет:

- использовать относительно дешевые ОК без мощных бронепокровов строительными длинами 4 и более км;

- повышение надежности работы ВОЛП за счет защитных свойств трубки от механических воздействий на ОК и от воздействия грызунов;

- увеличить строительный сезон за счет разнесения во времени прокладки трубки на трассе, включая переходы через различные препятствия (газопровод, нефтепровод, водные преграды и т.д.) и задувки кабеля в трубке;

- значительно снизить трудозатраты и срок прокладки ОК за счет существенного уменьшения количества перемоток ОК на пересечениях с подземными коммуникациями, которые неизбежны при прокладке кабеля с помощью кабелеукладчика;

- снизить эксплуатационные затраты, учесть потребности дальнейшего развития телекоммуникационных сетей.

На кабельную трассу ЗПТ поставляются на барабанах или в бухтах определенной строительной длины в зависимости от диаметра ЗПТ, если поставка других длин не оговаривается контрактом. Каждый барабан или бухта сопровождаются паспортом, в котором указана фактическая строительная длина ЗПТ. Кроме того, на маркировке ЗПТ нанесен последовательный метраж ее длины, и в случае использования части ЗПТ легко определяется оставшаяся длина на барабане. Таким образом, вести учет расхода и наличия остатков строительных длин не представляет затруднений. Производить отбор и поставку длин ЗПТ следует в соответствии с проектной документацией, откорректированной на основании обследования и реального представления о прохождении трассы. Не следует безосновательно соединять ЗПТ из кусков. Все соединения ЗПТ, запланированные или внесенные по ходу прокладки, должны обязательно вноситься в карту маршрута. Поставляемые на строительство конкретной линии связи ЗПТ должны быть единого цвета, заданного документацией. Допускается несовпадение цветовой окраски ЗПТ в случае стыковки их с ЗПТ другого типоразмера, например, при стыковке с ранее построенным участком.

Все строительные длины ЗПТ на барабанах или в бухтах, поступившие на склад строительной организации, должны быть зарегистрированы в журнале учета и подвергнуты входным проверкам, в объем которых входит: визуальный контроль упаковки; визуальный контроль ЗПТ и замеры их овальности; проверка строительных длин ЗПТ на герметичность; проверка строительных длин ЗПТ по внутреннему диаметру.

 

 

 

Рис. 6.10. Защитные пластмассовые трубки в бухтах.

 

Последние две проверки проводят в случае возникновения сомнений или разногласий в оценке результатов внешнего осмотра или в результате повторяющихся выявлений дефектов нарушения герметичности или зауженности сечения трубки после ее прокладки.

По результатам проверок составляется протокол входного контроля ЗПТ, и номер протокола заносится в журнал учета поступившей продукции. Все проверки рекламируемых ЗПТ проводятся повторно в присутствии представителя заказчика.

Проложенные в грунт строительные длины ЗПТ, а также смонтированные с помощью пластмассовых муфт секции трубок подлежат испытанию воздушным избыточным давлением 150-250кПА (1,5-2,0кГ/см²) в течение 24 часов.

Задувка ОК в предварительно проложенную трубку производится после ее испытаний на герметичность. На стыке строительных длин ОК устанавливается смотровое устройство (камера доступа), в котором с двух сторон вводятся трубки и герметизируются вводные концы кабеля, размещают соединительную муфту, концевые запасы кабеля и, при необходимости, щиток контрольно-измерительных пунктов (КИП).

Щитки КИП устанавливают на ВОЛП через каждые 15-20 км для подключения выводов из соединительной муфты от металлического элемента каждого конца кабеля, что обеспечивает возможность поиска трассы прокладки кабеля на участке КИП-КИП и контроля целостности защитной пластмассовой оболочки.

Для прокладки ЗПТ и монтажа оптического кабеля разработаны специальные инструкции. Например, инструкция по прокладке и монтажу оптического кабеля в ПВП трубках «SILICORE» [17].

В практике находят также применение ЗПТ Чешской фирмы «SPUR». Эти ЗПТ отличаются от рассмотренных выше тем, что внутренняя поверхность трубы имеет продольную насечку, которая снижает коэффициент трения между внутренней поверхностью и оболочкой ОК до 0,047. Такие трубы представлены на рис. 6.11. В практике производства ЗПТ известны и другие методы снижения коэффициента трения за счет изменения геометрии внутренней поверхности трубки.

 

 

 

Рис. 6.11. Защитные полиэтиленовые трубы с продольными
насечками.