淺析高速公路通信管道工程的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

洪晉夫

（山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006）

1 高速公路通信管道材料

20世紀(jì)80年代以前，國(guó)內(nèi)外高速公路的通信光電纜都采用直埋方式敷設(shè)，由于高速公路施工界面交織復(fù)雜，施工工期長(zhǎng)，通信路由復(fù)雜等固有特點(diǎn)，經(jīng)常發(fā)生線纜被擠壓影響通信質(zhì)量或被夯填施工阻斷的現(xiàn)象，重新接續(xù)難度大，對(duì)通信音頻視頻信號(hào)造成嚴(yán)重且不可恢復(fù)的損耗，后采用預(yù)埋通信管道再穿纜施工方式有效地解決了這一問(wèn)題。

1.1 硅芯管

生產(chǎn)硅芯管的主料使用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的高密度聚乙烯擠塑樹(shù)脂。硅芯管采用帶有條紋的彩色管，外觀顏色均勻一致且多孔敷設(shè)時(shí)方便辨認(rèn)孔號(hào)；內(nèi)外壁實(shí)體平整、均勻、光滑，無(wú)塌陷、坑凹、孔洞、撕裂痕跡及雜質(zhì)麻點(diǎn)等缺陷，方便吹纜施工；截面無(wú)氣泡、裂痕；硅芯管內(nèi)壁緊密熔結(jié)、無(wú)脫開(kāi)現(xiàn)象，吹纜時(shí)不易出現(xiàn)吹爆管壁的現(xiàn)象；拉伸強(qiáng)度大于21 MPa；斷裂伸長(zhǎng)率大于350%；最大牽引負(fù)荷大于8 000 N；冷彎曲半徑大于400 mm；脆化溫度低；耐沖擊性好；外壁上產(chǎn)品標(biāo)識(shí)完整。硅芯管順序纏繞在盤(pán)架上，每盤(pán)硅芯管出廠標(biāo)稱(chēng)長(zhǎng)度為2 000 m，敷設(shè)距離長(zhǎng)，運(yùn)輸及施工方便。基于以上優(yōu)點(diǎn)經(jīng)過(guò)多年的篩選淘汰，現(xiàn)在我國(guó)高速公路通信管道基本采用多孔數(shù)的φ40/33HDPE硅芯管敷設(shè)。

1.2 多通道波紋管（COD）

COD的英文全稱(chēng)為Corrugated Optic Duct，結(jié)構(gòu)上采用了由波紋管包裹多個(gè)相鄰緊密結(jié)合的通信子管形式，中文名稱(chēng)為多通道波紋管。

多通道波紋管施工迅速、造價(jià)低廉、安全可靠。2000年初開(kāi)發(fā)于韓國(guó)，現(xiàn)已應(yīng)用于我國(guó)多個(gè)省以及美國(guó)、日本和新加坡等國(guó)家的通信線路和高速公路施工領(lǐng)域。

1.3 鋼網(wǎng)玻璃鋼管箱

玻璃鋼制品在20世紀(jì)80年代中期從鐵路上最先應(yīng)用，主要應(yīng)用于沿線光電纜過(guò)橋梁構(gòu)造物時(shí)的保護(hù)，90年代中期開(kāi)始在高速公路上應(yīng)用。目前玻璃鋼管箱在高速公路上用量十分龐大，有橋梁的地方，都需要安裝玻璃鋼管箱來(lái)對(duì)通信光纜進(jìn)行承載和保護(hù)。由于早期普通玻璃鋼管箱的材料為樹(shù)脂+玻璃纖維布，一般都是手糊成型質(zhì)量難以控制，老化嚴(yán)重，且出現(xiàn)箱體破損后更換箱體困難，故現(xiàn)高速公路建設(shè)中使用鋼網(wǎng)玻璃鋼管箱。鋼網(wǎng)玻璃鋼管箱主要材料為樹(shù)脂+復(fù)合玻璃纖維氈+鋼絲網(wǎng)，使管箱的強(qiáng)度大大增加，其比重只有1.8～2.0[3]，只有普通鋼材的1/4～1/6，而且還具有機(jī)械強(qiáng)度高，耐化學(xué)腐蝕、壽命長(zhǎng)、絕緣、施工簡(jiǎn)單、配線靈活、安裝標(biāo)準(zhǔn)和外形統(tǒng)一美觀的優(yōu)點(diǎn)。

1.4 鍍鋅鋼管和聚乙烯實(shí)壁管

這兩種管材具有強(qiáng)度高、密封性好以及適用范圍廣等特點(diǎn)，但由于其價(jià)格較高所以我們不選擇這兩種管材作為通信管道的主要管材，而只作為通信管道光電纜在路基中橫穿過(guò)路的保護(hù)材料。

2 高速公路通信管道工程的設(shè)計(jì)和施工

2.1 通信管道設(shè)計(jì)原則

2.1.1 干線通信管道

高速公路整體式路基段干線通信管道一般采用12、18孔數(shù)的φ40/33硅芯管，或者使用相同孔數(shù)的COD管；分離式路基段干線通信管道采用每側(cè)各敷設(shè)8孔φ40/33硅芯管，或者使用相同孔數(shù)COD管。

2.1.2 支線通信管道

支線管道包括從干線管道至互通區(qū)匝道的通信管道，從干線管道至監(jiān)控外場(chǎng)設(shè)備、通信站分歧管道、預(yù)留分歧管道等。設(shè)計(jì)時(shí)注意分歧管線的管孔數(shù)、埋深、人（手）孔的變化。

a）從干線中央分歧人孔至路側(cè)監(jiān)控外場(chǎng)設(shè)備或遠(yuǎn)期預(yù)留手孔，采用2孔φ114×4鍍鋅鋼管。

富察氏掃了殿中一眼，嘆了口氣：“是青福晉安排的吧？果然事事妥帖。”她見(jiàn)素心有些不服，看向青櫻道，“你做得甚好，月福晉說(shuō)我累了……唉，我當(dāng)為后宮命婦表率，怎可在眾人面前累暈了？只怕那些愛(ài)興風(fēng)作浪的小人，要在后頭嚼舌根說(shuō)我托懶不敬先帝呢。來(lái)日太后和皇上面前，我怎么擔(dān)待得起？”

b）從干線中央分歧人孔至互通區(qū)（服務(wù)區(qū)）橫穿過(guò)路管道，采用4孔φ114×4鍍鋅鋼管。

c）從互通區(qū)路肩轉(zhuǎn)角人孔沿匝道采用6孔40/33硅芯管鋪設(shè)至收費(fèi)廣場(chǎng)路肩人孔（或其他高速路肩人孔）。

2.1.3 管道過(guò)構(gòu)造物

a）管道過(guò)大、中、小橋和橋式通道時(shí)，采用管箱保護(hù)用托架支撐通過(guò)，硅芯管或COD管鋪設(shè)于管箱內(nèi)。

b）管道過(guò)分離式立交中墩基礎(chǔ)時(shí)，硅芯管或COD管自基礎(chǔ)立柱兩側(cè)繞過(guò)。

c）管道過(guò)箱形通道或拱涵時(shí)，硅芯管或COD管直接從通道、涵洞頂部通過(guò)。

2.2 通信管道路由和鋪設(shè)方法

在整體式路基段，干線管道鋪設(shè)于中央分隔帶內(nèi)，管道中心線位置與中央分隔帶中心線重合，由于硅芯管或COD管的柔軟度較高，鋪設(shè)管道后受溫度氣候光照等影響容易變形扭曲纏繞在一起，故鋪設(shè)管道時(shí)應(yīng)開(kāi)挖相應(yīng)寬度的坑槽，管道鋪設(shè)下去后要用打包帶或鐵絲進(jìn)行每隔4 m的捆扎來(lái)防止管道由于變形偏離中心線，而后用素土或者細(xì)砂進(jìn)行回填夯實(shí)。

在整體式橋梁路段，干線管道用鋼網(wǎng)玻璃鋼管箱承載并鋪設(shè)于橋梁中央預(yù)埋的托架上，為防止管道受溫度氣候光照等影響變形扭曲纏繞在一起也應(yīng)在鋪設(shè)管道后對(duì)管道進(jìn)行每4 m一處的捆扎。

在分離式路基段，干線管道鋪設(shè)于路側(cè)土路肩邊坡處。

在分離式橋梁路段，通信管道由鋼網(wǎng)玻璃鋼管箱承載鋪設(shè)于橋梁內(nèi)側(cè)預(yù)埋的通信管道托架上。

分歧管道為橫向分歧預(yù)埋管道及各種機(jī)電監(jiān)控通信設(shè)備用管道，全線通信管道應(yīng)每隔1 km左右做橫向分歧人孔為后期全程監(jiān)控和機(jī)電系統(tǒng)升級(jí)改造預(yù)留，路側(cè)有通信或監(jiān)控外場(chǎng)基礎(chǔ)時(shí)，在指定樁號(hào)設(shè)置分歧人（手）孔。

管箱過(guò)橋時(shí)，支撐管箱的托架按2 m間距均勻設(shè)置。托架預(yù)埋在橋梁護(hù)欄基礎(chǔ)下，管箱安放于托架上后通過(guò)螺釘將管箱與托架固定。

在跨線橋中墩處，利用管道的柔性從中墩兩側(cè)繞行，并用混凝土進(jìn)行包封。

管道過(guò)中央分隔帶活動(dòng)開(kāi)口時(shí)，應(yīng)先預(yù)埋4孔φ114鍍鋅鋼管，管道通過(guò)鋼管保護(hù)穿過(guò)活動(dòng)開(kāi)口。

在互通收費(fèi)站或服務(wù)區(qū)鋪設(shè)進(jìn)站通信管道時(shí)，應(yīng)先設(shè)置分歧人孔并預(yù)埋鍍鋅鋼管，將通信管道引入路側(cè)分歧人孔后再沿路肩邊坡埋設(shè)一定孔數(shù)的通信管道至站房邊局前人孔。

3 高速公路通信管道工程在設(shè)計(jì)與施工中應(yīng)注意的問(wèn)題

高速公路通信管道在設(shè)計(jì)上應(yīng)與收費(fèi)、通信、監(jiān)控和供配電系統(tǒng)共同考慮，施工中與路面、路基、房建等工程同步進(jìn)行。雖然高速公路發(fā)展迅速，但其總量是有限的，而且高速公路一旦建成，通信管道的整改非常困難。總的來(lái)說(shuō)，我國(guó)高速公路通信管道工程的建設(shè)中還應(yīng)注意如下問(wèn)題。

3.1 因地制宜 靈活設(shè)計(jì)

由于我國(guó)特殊的地理環(huán)境，東西南北各省份地區(qū)氣候地形差異較大，在設(shè)計(jì)高速公路通信管道工程時(shí)，應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)氐臍鉁亍⒌刭|(zhì)、降雨、降雪、霜凍等具體因素來(lái)確定管道的材質(zhì)、埋深、人手孔的深度、大小尺寸、混凝土標(biāo)號(hào)、管道的防水防凍、人手孔的排水等問(wèn)題，不可死搬硬套沿用一套方案。

在高寒地帶，應(yīng)著重考慮管道的防凍問(wèn)題，管道的埋深和人手孔深度應(yīng)相應(yīng)增大，避開(kāi)凍土層，防止管道受溫度影響變脆變硬扭曲變形或破損并且做好保溫層。

在南方多雨地區(qū)，應(yīng)著重考慮通信管道的排水防銹問(wèn)題，參考當(dāng)?shù)貧v年的氣象資料，人手孔排水不應(yīng)使用積水罐，應(yīng)預(yù)留排水管，為避免污水進(jìn)入管道中妨礙后續(xù)吹纜施工，必須確保井中管道的接頭密封達(dá)到要求，管道底部距離井底不應(yīng)小于30 cm，且關(guān)口要向下彎曲，防止積水網(wǎng)管道內(nèi)流，還應(yīng)注意在人手孔四周涂刷瀝青，避免地下水通過(guò)人手孔壁滲入井內(nèi)。

遇到石質(zhì)路基路段，要考慮施工開(kāi)挖的難度，人手孔的深度和管道的埋深應(yīng)相應(yīng)減小，在鋪設(shè)管道時(shí)要用中粗砂或者細(xì)土做好墊層，防止回填夯實(shí)的過(guò)程中管道受擠壓而破損。

遇到高路基路段，要充分考慮通信管道及人手孔的排水問(wèn)題。遇到多橋涵路段，通信管道通過(guò)橋涵的方式盡量協(xié)調(diào)一致。遇到隧道路段，要著重考慮通信管道在隧道洞口的預(yù)埋橫穿，以及通信管道從洞口人孔穿入洞內(nèi)線纜槽的方式，避免隧道洞口硬化后的反開(kāi)挖施工以及對(duì)隧道口排水溝的破壞。

3.2 統(tǒng)一規(guī)劃 協(xié)調(diào)施工

通信管道工程是高速公路機(jī)電系統(tǒng)中與路基路面、房建、綠化以及機(jī)電其他各子系統(tǒng)界面交織最多最復(fù)雜的分項(xiàng)工程，因此在施工管理中應(yīng)做到統(tǒng)一規(guī)劃協(xié)調(diào)施工。

在實(shí)際施工中，管理者應(yīng)根據(jù)各界面進(jìn)度情況綜合考慮安排施工，避免在土建或者綠化工程完成后被反復(fù)開(kāi)挖帶來(lái)的不必要的麻煩，從而確保高速公路通行使用和各項(xiàng)功能的正常發(fā)揮。

4 結(jié)束語(yǔ)

高速公路通信管道是高速公路機(jī)電系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是連接機(jī)電各系統(tǒng)與主體工程的紐帶。通信管道能否良好地構(gòu)建對(duì)于充分發(fā)揮高速公路的功能及各項(xiàng)作用有著極其重要的意義。因此它的設(shè)計(jì)要完善齊全、考慮周到，施工要嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、合理快捷，才能既滿(mǎn)足當(dāng)前需要又適應(yīng)智能化交通運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展的需求。