鄭 強
(山西省交通規劃勘察設計院,山西 太原 030012)
隨著高速公路建設的迅速發展,對高速公路通信管道工程設計、施工方面的技術要求也越來越高,它促進了高速公路日臻完善,推動高速公路更加趨于科學化、數字化和網絡化,提高了公路整體服務水平,充分發揮其服務于經濟建設和社會發展需求的重要作用。盡管通信管道在公路工程中所占比例較小,但它的設計、施工是否科學、合理、可行對高速公路通車后的運營、管理、養護等方面起著很大作用。近年來由于硅芯管通信管道在高速公路工程中使用效果較好,從而得到較為廣泛的應用。為此筆者結合實際工作積累,淺談硅芯管通信管道設計、施工中的一些見解。
為使高速公路通訊管道的設計和施工做到技術先進、經濟合理、安全適用、施工可行、養護方便,通常在設計中應綜合項目總體與長遠功效,科學確定干線管道容量、間距、管材;并根據服務管養設施、收費廣場、隧道監控級別等方面,確定分歧管道容量及預埋、預留,還應界定是新建項目還是改、擴建項目,新建項目通信管道與公路主體工程同步實施,所以設計和施工較為方便,通常將管道埋置在中央分隔帶下方。改、擴建項目由于主體工程已建成,所以管道的設計、施工涉及方面較多,應根據工程的實際情況具體分析、具體設計,合理確定段落及管道的埋設位置,以滿足通信的需求。
a)依據設計任務要求,結合主體工程項目特點及在路網中的重要度、業主意見和區域路網未來對通信的需求量確定使用的硅芯管類別、管道容量及埋深、過構造物的方式、分歧方向及數量。
b)外業期間需踏勘路線全程,理清構造物的種類和結構形式并測定樁號,劃定特殊地形、地質路段及互通位置,并結合線路走向、水文、氣候、冰凍深度等因素確定通信管道的埋設路由、深度及過特殊路段方式,為設計展開擬定出可行的思路方法。
c)具體設計中要注意管道工程與主體工程及其他附屬工程間的設計尺寸、規格及接續方式,避免施工時沖突、漏設。
d)通訊管道的布設還要考慮土壤酸堿性、綜合排水及人手孔排水、過強電地區方式,管道的捆扎與包封、橫縱允許彎曲度等因素。
e)通信管道進入互通區,服務區、收費島亭等沿線設施是管道設計的重點,在設計中要考慮分歧人孔的布設位置,分歧管道的孔數,管道進入主控室的方式,為將來施工、改造擴容和養護維修創造便利條件。如果是管道改建工程,應注意對現有人手孔的充分利用,從而降低工程的成本。管道連接避險車道、U型轉彎車道、隧道、變電站所等也是設計重點,在實際工作中需詳細勘察并記錄,仔細研讀主體設計文件的說明和圖表,為展開管道設計奠定良好基礎。
a)在管道敷設前,施工單位應根據設計文件的具體要求,對管道路由、長度、構造物位置、接頭、分歧位置、人手孔間距等施工關鍵點進行核實。
b)溝槽開挖的寬度、深度、平整度應按設計要求施工,以方便管道敷設;對通過檢測的管材在使用前,用專用塞子封堵管道端口,防止水、土等雜物進入管內,硅芯管在溝槽內按標識擺放有序,確保順直、平整,通過溝坎、轉角處應滿足設計的最小半徑要求,禁止出現纏繞和彎折。
c)管道敷設前,應在溝槽底鋪5 cm厚的細土,用于調平,管道鋪設完成后,及時回填20 m厚回填土加以保護,回填用土中不能含有大于2 cm粒徑的碎石和堅硬雜物;管道斷開處應立刻連接密封,對伸入人手孔的管道應封堵端口。
d)管道在穿越路基、排水溝、構造物下方時中間不應設接頭,過各種構造物時要注意埋深,以避免與基礎和其他設備發生沖突,同時要保證管道按彎曲半徑要求跳躍過渡。當管道過人手孔時,如不是端頭則不必人為斷開,以方便氣吹和纜線更換,需對接的管道接口應剪切平直,并用接口刀將管壁內外棱角磨平,連接時應使用專用工具及配套連接件,并在竣工圖上清楚標明每根管子接頭的確切位置,接頭點要遠離高溫熱源及易受腐蝕地區,如管道敷設后不能立即接續時,管道應留有充足的重疊長度,并將兩端密封掩埋保護。管道通過特殊路段通常采用鋼管、混凝土包封、玻璃鋼管箱等方式保護,確保管道的質量及使用年限。
在施工圖設計文件完成的基礎上,施工中根據項目當時實地特點的變化,仍需具體問題具體分析、具體解決。筆者曾參加過幾個項目通信管道的設計和施工,針對項目特點解決了一些設計和施工中出現的問題。例如:晉城至陽城高速公路通車一段時期后,要求實施通信管道改擴建工程,該項目位于山嶺重丘區,地形有較陡的起伏,構造物較多,經外業實地調查、征詢業主意見,在滿足區域路網通信發展的基礎上,確定設計時使用12孔40/33硅芯管,為了保證施工期不中斷交通,管道采用布設在道路單側的方式通過,人手孔進行預制,間距800~1 200 m,管道過碎落臺、邊溝底部路段采取混凝土包封的方式,管道通過擋土墻、大中小橋、涵洞、通道時,以托架管箱做為管道敷設的載體通過,管道跨越排水溝、灌溉渠、隧道、緊急電話平臺、進出互通和橫穿路基時,均采用4孔φ114鋼管跨越,每根鋼管內穿3孔硅芯管,確保了施工可行性和管線安全度。盡管如此,在施工中仍遇到一些具體問題,經現場多次調研后,針對問題采取如下解決方案。
a)管線通過彎度較大的橋梁時,4 m長管箱很難與橋梁形成同步弧線,給施工和今后養護帶來不便,后采用1 m間距托架、固定螺栓孔制成條形,用2 m長管箱做載體的方式通過。
b)某隧道由于電纜溝尺寸較小,不能將管道布設在溝中,最后用鋼管套硅芯管,再用1 m間距鋼卡固定,在隧道拱圈1.5 m高度處緊貼隧道壁通過。
c)在頂推鋼管穿越路基時,發現路基以下地質巖層較硬,后采用開挖路基鋪設管道的方式過渡。
d)管道過擋土墻時,當托架固定螺栓打入較小的塊石后,會出現塊石破裂和螺栓松動現象,直接影響托架和管箱的固定和安全,最后將管道布設在擋土墻頂部混凝土基礎上,先用鋼卡固定,再包封5 cm厚混凝土通過,確保了管道的整體固定及安全。
該項目通信管道投入使用已近5年,經了解它能夠滿足實際需要,有效地服務于高速公路的運營和管理,充分證實設計和施工方案是可行的。
總之,硅芯管通信管道在高速公路通信工程中的使用日趨廣泛,但仍有許多細節需要深入探討,筆者在實際工作中,不斷加深學習該領域的相關知識,總結設計、施工、養護等方面的經驗,并加以整理敘述,供同行交流參考,如有欠妥之處,望給予指正。