波紋集束管與硅芯管在高速公路光纜管道應(yīng)用中的分析比較

王運(yùn)虔 代晨光

（中交機(jī)電工程局有限公司北方分公司，北京100085）

0 引言

近年來，波紋集束管（簡(jiǎn)稱COD管）作為一種新型的通信管材，逐漸在高速公路市場(chǎng)上得到應(yīng)用。新疆G3012阿克蘇—喀什高速公路全長(zhǎng)428.567 km，干線約380 km采用新建9～10孔波紋集束管，其余部分利用原有硅芯管。

本文通過波紋集束管和硅芯管的比較分析，得出結(jié)論，波紋集束管能夠作為光纜管道代用材料；并從管道使用的角度出發(fā)，闡述了波紋集束管施工中的一些注意事項(xiàng)。

1 波紋集束管

1.1 波紋集束管的性能特點(diǎn)

波紋集束管外形及剖面結(jié)構(gòu)如圖1所示。波紋集束管采用高密度聚乙烯樹脂為原材料，管道結(jié)構(gòu)形式上為波紋外管包裹若干個(gè)緊密結(jié)合的內(nèi)管。外管采用螺旋環(huán)形增強(qiáng)剛度，該結(jié)構(gòu)可比直壁管的抗壓強(qiáng)度提高8～l0倍，波紋集束管經(jīng)過混凝土包封后可直接用于橫穿過路，有效提高了光纜保護(hù)性能，適用于需承受一定壓力、埋設(shè)環(huán)境比較惡劣的地段，特別是改造道路。布管施工方便、效率高，一次敷設(shè)多管，大大縮短了施工周期。相對(duì)硅芯管減少了定距捆綁整理工序，過橋過路無需使用鍍鋅鋼管保護(hù)，施工成本遠(yuǎn)低于同孔數(shù)的其他管材。

圖1 波紋集束管外形及剖面結(jié)構(gòu)

1.2 波紋集束管的技術(shù)指標(biāo)

目前對(duì)波紋集束管尚無國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。本文對(duì)只對(duì)其管道規(guī)格和技術(shù)指標(biāo)做一些簡(jiǎn)單介紹。

在新疆阿克蘇—喀什高速公路使用的波紋集束管有φ89（5×φ25/21）、φ76（4×φ25/21）和φ70（3×φ25/21）三種規(guī)格。干線采用5+4孔管道，進(jìn)出收費(fèi)站采用3孔管道。

波紋集束管技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

2 硅芯管

2.1 硅芯管的性能特點(diǎn)

HDPE硅芯管是一種內(nèi)壁帶有硅膠質(zhì)固體潤滑劑的新型復(fù)合管道，簡(jiǎn)稱硅管，廣泛運(yùn)用于高速公路、鐵路等的光電纜通信工程。關(guān)于此類管道闡述的文章較多，在此不多贅述。

2.2 硅芯管的技術(shù)指標(biāo)

硅芯管主要技術(shù)指標(biāo)如表2所示。

表1 波紋集束管技術(shù)指標(biāo)

表2 硅芯管主要技術(shù)指標(biāo)

3 波紋集束管與硅芯管的比較及吹纜施工重要參數(shù)分析

3.1 波紋集束管與硅芯管的比較

目前，硅芯管是高速公路光纜管道常用傳統(tǒng)管材，波紋集束管是新型替代管材，兩者在結(jié)構(gòu)、施工、使用，綜合投資等方面比較，各有利弊，具體如表3所示。

3.2 吹纜施工中的重要參數(shù)分析

3.2.1 摩擦系數(shù)與溫度影響

高分子材料表面的摩擦系數(shù)取決于材料表面的粘著性（表面張力、結(jié)晶度）、添加劑（爽滑劑、顏料等）以及表面拋光、環(huán)境因素（如溫度、靜電積累、濕度）等。

一般來講，隨著環(huán)境溫度的升高，材料表面的摩擦系數(shù)會(huì)有一定的變化，變化的大小因材料而異。根據(jù)高分子聚乙烯材料相關(guān)實(shí)驗(yàn)，在室溫～90.0℃時(shí)，靜摩擦系數(shù)隨溫度升高的增長(zhǎng)趨勢(shì)穩(wěn)定，動(dòng)摩擦系數(shù)的變化趨勢(shì)波動(dòng)大，但動(dòng)摩擦系數(shù)整體呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。從表4可看出，當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到50℃區(qū)間時(shí)，動(dòng)摩擦系數(shù)明顯增大。摩擦系數(shù)對(duì)光纜吹纜施工會(huì)產(chǎn)生較大影響。

表3 波紋集束管與硅芯管的比較

表4 環(huán)境溫度與摩擦系數(shù)對(duì)照表

3.2.2 管道溫度對(duì)吹纜施工影響的表現(xiàn)

空壓機(jī)排氣溫度的高低主要取決于空壓機(jī)的后冷卻器。后冷卻器主要分為水冷和風(fēng)冷方式。水冷式后冷卻器的空壓機(jī)排氣溫度約為20℃，風(fēng)冷式后冷卻器的空壓機(jī)排氣溫度約為30℃，傳統(tǒng)活塞式空壓機(jī)排氣溫度約為50℃。在吹纜作業(yè)前選擇不同工作方式的空壓機(jī)和吹纜機(jī)進(jìn)行施工測(cè)試比較：（1）在波紋集束管吹纜測(cè)試過程中，當(dāng)空壓機(jī)排氣溫度達(dá)到50℃時(shí)，光纜在管道中的行進(jìn)速度會(huì)明顯變慢，管道中的光纜達(dá)到一定重量時(shí)，光纜常常無法繼續(xù)推進(jìn)。（2）在硅芯管吹纜測(cè)試過程中，當(dāng)空壓機(jī)排氣溫度達(dá)到50℃時(shí)，由于硅芯管內(nèi)壁硅膠層的表面光滑作用，光纜在管道中的行進(jìn)速度無明顯差異。

3.2.3 吹纜機(jī)工作模式對(duì)吹纜施工的影響

（1）采用純氣動(dòng)模式：適用于硅芯管和波紋集束管工況較好的吹纜模式。當(dāng)波紋集束管內(nèi)部溫度較高且管道工況差時(shí)，光纜行進(jìn)中常出現(xiàn)停滯。

（2）采用氣動(dòng)模式+液壓推送光纜模式：能適應(yīng)硅芯管和波紋集束管內(nèi)部溫度較高的吹纜作業(yè)，靈活性較強(qiáng)。

3.2.4 空壓機(jī)對(duì)吹纜施工的影響

（1）空壓機(jī)排氣壓力：在硅芯管和波紋集束管作業(yè)時(shí)，壓力無差別，只要求壓力穩(wěn)定可調(diào)。

（2）空壓機(jī)排氣溫度：硅芯管作業(yè)時(shí)，排氣溫度對(duì)施工中光纜推送無明顯影響。波紋集束管作業(yè)時(shí)，如空壓機(jī)排氣溫度升至50℃以上，當(dāng)光纜推送入管道達(dá)到一定重量后，吹纜進(jìn)度明顯變慢。如潤滑不到位，光纜會(huì)停止行進(jìn)。

4 波紋集束管敷設(shè)施工的注意事項(xiàng)

（1）波紋集束管內(nèi)壁摩擦系數(shù)應(yīng)不大于0.3，外觀不允許有裂口、凹陷、缺口、彎折。（2）在中央分隔帶敷設(shè)時(shí)管道應(yīng)在隔離帶中心線上，原則上管溝寬度不超過分隔帶間寬的1/4，防止護(hù)欄立柱打樁損壞管道。（3）敷設(shè)前根據(jù)設(shè)計(jì)文件和復(fù)測(cè)數(shù)據(jù)配盤，原則上將接頭設(shè)置于人孔中。如人孔間無法避免接頭，應(yīng)增設(shè)通信專用標(biāo)石。（4）管道端頭處應(yīng)用密封塞子封堵，以防止水、砂石及其他雜物進(jìn)入管內(nèi)，增大摩擦系數(shù)，影響吹纜。（5）穿越水溝等障礙物時(shí)，應(yīng)采用整段管，中間不得有接頭。（6）環(huán)境溫度低于-15℃時(shí)，不宜進(jìn)行敷設(shè)施工。

5 結(jié)語

波紋集束管作為高速公路光纜管道，適用于高速公路PPP、EPC、土建機(jī)電一體化項(xiàng)目，埋設(shè)無需墊層，在惡劣土質(zhì)環(huán)境下使用有著較大優(yōu)勢(shì)。作為上述建設(shè)項(xiàng)目管道使用方（機(jī)電吹纜施工承包方），應(yīng)從建設(shè)項(xiàng)目大局出發(fā)，考慮項(xiàng)目整體投資及社會(huì)效益。機(jī)電施工方應(yīng)充分了解波紋集束管的特點(diǎn)，通過充分的準(zhǔn)備，科學(xué)的方案選擇，合理選擇吹纜工機(jī)具、吹纜工藝、吹纜輔助材料，精心組織施工。對(duì)于局部管道問題，要及時(shí)與管道施工單位緊密配合，各方協(xié)調(diào)解決吹纜施工遇到的問題。通過以上工作，完全能夠保質(zhì)保量完成吹纜任務(wù)。

目前波紋集束管已在國內(nèi)多個(gè)高速公路項(xiàng)目中使用，從應(yīng)用情況來看，有優(yōu)勢(shì)，有弊端。總的來說，通過綜合比較，波紋集束管是較好的光纜管道代用材料。