戈壁灘架空通信線路防洪支護分析

楊挺嘉

（西安建筑科技大學 信息與控制工程學院，陜西 西安 710055）

1 概 況

長輸管道的控制系統中，呈現出信息采集、控制點位按站點集中，各個過程控制站點之間距離較長的特點；因此，其通信傳輸主要采用有線光纖傳輸的方式，在各站點設置千兆模塊化光纖交換機，建立內部局域網。該種設計方式的使用壽命通常依據光纖的使用壽命在20～30年，且不受外界電磁影響，抗干擾能力強，具備軍工業務保密通信條件。

通信光纜敷設有架空、直埋和管道管廊3種方式。其中，架空方式在傳輸線路中應用最廣，特別是在人煙稀少的戈壁環境中，具有成本低、便于施工、可多次重復敷設和維修容易等優點。根據以上方式各自的特點，本工程中的通信光纜敷設以架空為主，穿越公路、鐵路、河流時伴隨主管道采用直埋的方式，并在抵達廠區后進行廠內地下管廊敷設，最終進入中央控制室。

通信線路設計與建設過程中，有一部分線路伴隨管道經過山前洪水沖擊積傾斜平原區和局部的沙丘漫水地帶。通過勘察現場地形、地勢，確認已經完成定位，組立的線桿避開了成型的沖擊渠與水道，但沖擊渠與水道會隨著時間的推移而改道，形成新渠并直接沖擊線桿，造成線路安全隱患。因此，在之后的施工過程中，采用來源穩定的大流量水源模擬水流的沖刷，并結合日常巡線所遇到的洪水，觀測現場情況，分為以下幾種情況進行分析，提出相應解決方案。

1.1 局部的沙丘漫水地帶，地勢平坦區域

該處主要以隨風移動的沙丘構成，地形隨風而變，每年都有所不同。地下為沙土，土質松軟，易形成泥沼并發生沉降。筆者采用兩種相近的地面支護方法減緩電桿的沉降與傾斜，并防止積水的浸泡對電桿根部形成腐蝕效應；但是，隨著永久征地面積的增大，且其只適應于地勢較為平緩的地區，若在地勢有落差的地區使用，在遇到水流沖擊時，周邊會形成沖溝，掏空底部壓實的土壤，導致重心偏移。

第一種支護方法：在地面采用可重復利用的模板進行組對，并使用混凝土澆筑1 m（高）×1 m（寬）的正方體護墩，與線桿緊密結合，“角”朝向沖擊方向。該種方法的優點是施工簡便、費用低；第二種支護方法：在地面上使用可重復利用的鋼模板進行組對，并使用混凝土澆筑1 m（上平面直徑）×1.2 m（下底直徑）×1 m（高）的圓錐形護墩，與線桿緊密結合。該種方法的優點是美觀、較為堅固。

1.2 局部的沙丘漫水地帶，地勢落差較大

該處同樣由隨風移動的沙丘構成，但上下游地勢落差較大。地下為沙土，土質松軟，易形成泥沼并極易形成沖溝，進而發生沉降或傾倒。當筆者采用大流量的水源模擬沖刷時，含沙量較低的水迅速流向下游，并帶走大量泥沙，以短時可見的速度形成喇叭形的沖溝，且沖溝不斷向四周擴散或加深。筆者采用兩種不同的支護方法確保電桿根基有充足的覆土，以減緩沉降或傾倒，沒有形成沖溝時可保護其不受積水侵蝕[1]。

第三種支護方法：在地面上采用可重復利用的模板進行組對，在地面上澆筑由1.2 m（長）×[0.1 m（上寬）+0.3（下寬）]×1 m（高），四條梯形邊所構成的正方形圍堰，中心用砂石填滿。該種方法可以穩固基礎，減緩水流的直接沖擊，防止因洪水沖擊而傾斜。在洪水沖刷底部形成沖溝時，圍堰靠重力自然下落，確保根基埋深，還可用在已有沖溝及人工泄洪通道上；但還，其不適用于沖溝道、泄洪通道兩側，即在只有單側水流沖刷底部，將其單側掏空時，不能起到預期的防護效果。

第四種支護方法：在線桿下使用粒徑在0.1～0.3 m的石塊，堆積形成下底直徑1 m，高0.5 m，上表面0.5 m的圓錐形圍堰，隨后在石塊上覆土夯實。該種方法施工簡便、費用低；可以采用沿線開鑿的棄石，降低對環境的損害；由于石塊將地面抬高，水流較為平緩時可以使水流從電桿兩側流過；當地面形成沖溝時，石塊自然下落，保護根基不被水流沖刷，并且對水流形成阻礙，減緩流速，使泥沙沉積，保證根基覆土深度，但不適用于水流較為集中的人工排洪渠。

1.3 山前洪水沖擊傾斜平原區

此種情況主要由戈壁上較為常見平原地貌構成，地形平緩傾斜，局地高差較大。地下為砂礫石土，土質較硬，依據上下游高差的不同會形成深淺不一的沖溝，且沖溝的位置會發生改變，威脅到鄰近線桿的根基。對此，可采用三種不同的支護方法應對不同的情況，保護電桿根基有足夠的覆土，以減緩沉降或傾倒。

第五種支護方法：將線桿周邊恢復原始地貌（場平），在線桿下使用粒徑在0.1～0.3 m的石塊，鋪設1 m（直徑）×0.3 m（高）的石堆，隨后在石堆上覆土夯實。該種方法施工簡便，費用低；采用沿線開鑿出的棄石，降低對環境損害，無需征地；由于地面抬高，水流較為平緩時可以從電桿兩側流過；當較大水流從石塊上方漫過時，流速減緩，對電桿沖擊力變小，新的泥沙因為降速而沉積，保證洪水過后根基埋深不變。其主要適用于高差較小的地段，不適用于地勢變化較大或已經形成了0.3 m及更深沖溝的地點。

第六種支護方法：在電桿下開挖4條1.2 m（長），0.3 m（寬）×0.5 m（深）溝槽，支設總高度為0.7 m的模板，用混凝土澆筑，形成上寬0.1 m，出地面0.5 m高的梯形圍堰，中心用砂石填充。該種方法施工難度不大，既可以防止地面上的洪水直接沖擊電桿，也可以在遭遇激流沖刷圍堰底部時，避免將底部掏空而產生重心偏移，但施工工序相對較多，征地面積較大。其重點應用于已形成洪水沖溝的地區和人工排洪渠，具有良好的防護效果。

第七種支護方法：在電桿下開挖4條1.2m×0.3m（寬）×0.5m（深）溝槽，采用濕土將溝壁修平整后，用混凝土澆筑，或采用漿砌石修筑，形成地下圍堰。該種方法施工簡便，費用低，可有效阻擋水流沖擊電桿根基；當水流從圍堰的上方漫過，帶走一部分浮土后，會在圍堰內形成阻水壩，減緩水流流速，沉積新的泥沙，確保根基埋設深度，并自然構成水沉法，使根基土壤更為密實、穩固；可作為地下建筑，無需進行永久征地。該方法主要適用于自然沖刷地貌，不適用于人工泄洪渠等水流量較大、水位較深的地區。

2 實 施

在本工程中，基于戈壁灘工程條件惡劣、線路運距長等不利因素，主要采用第七種方法澆筑混凝土支護線桿。由于第七種方法為地下構筑物，在混凝土澆筑完成后，需灑水保濕，隨后用土將其覆蓋。30天后，將其表面覆土鏟除，凝固情況良好，無裂縫產生，在戈壁干燥環境下，周邊的土壤仍然有較大的含水量。

3 維 護

通信光纜線路的維護一般分為日常維護和技術維修兩大類[2]。

3.1 日常維護

施工完成后形成竣工技術資料，資料包括光纜路由、接頭位置、各通道光纖的衰減、接頭衰減以及總衰減等。運行后的日常維護中，維護部門應以竣工技術資料為依據，掌握線路各個通道的接頭位置、距離、型號和衰減，從而有目的組織人力，開展維護工作。

第一，定期巡視。消除光纜線路路由上堆放的物品和腐蝕性物質，檢查標識樁、標志牌和宣傳牌，制止妨礙光纜建設的活動，如建筑施工、植樹、修路等。第二，特殊巡察。戈壁環境降水量非常少，但該段線路在有降水的情況下會形成山洪。通過攝像頭畫面檢測到該段有降水后，安排人員巡查該段線路，對受到沖刷的線桿進行培土加固和扶正。由于該環境在冬、春季易形成大風與沙暴，因此需在沙暴過后檢查架空線路。第三，當穿越道路和站點的直埋式光纜線路路由上出現地面下陷時，光纜會受到側壓力和張力的影響，此時需查明原因，檢測性能，當性能不滿足要求時，采取維修措施。第四，定期檢查、維修光纜托架、光纜標志和地線，防止出現腐蝕、損傷、變形等情況。第五，定期加固、維修架空光纜線路。吊線掛鉤間距均勻，檢修、補充或更換吊線、掛鉤等易損件，光纜轉彎處曲率半徑不能過小，架空光纜的接頭盒要固定牢固，確保其各處沒有受損。

3.2 技術維護

光纜線路的技術維護包括檢查光纖衰減常數、光纖后向散射，光纜中金屬線的電氣性能和直埋光纜外護套的鋼帶對地絕緣電阻指標，光纜線路的防雷、防強電、設施的維護和測試，制訂和實施預防洪水危害的措施，制訂和實施光纜升高、降低、局部改遷的技術方案，光纜線路故障搶修。

（1）光纖衰減常數。在光纖數字通信系統的使用壽命內，由于老化、溫度和維護過程等因素的影響，中繼段光纖總衰減會發生一定變化，但與竣工時的總衰減值相比，不超過0.1 dB/km。應急搶修過程中接續光纖時，單模光纖的接頭損耗應小于0.2 dB，正式修復或改造線路工程完工后，單模光纖的平均接頭損耗不大于0.1 dB。（2）銅芯直流電阻。由于金屬光纜中含有銅導線，在20 ℃情況下，0.9 mm線徑銅芯線的直流環阻不大于28.5 Ω/km。檢測周期為1年。

4 結 論

在支護完成后的一年中，筆者對其進行觀測，洪水過后，部分護墩周邊形成0.1～0.3 m深的沖溝，暴露出護墩，但護墩中心土壤保持完好，根基穩固，起到了良好的保護效果。此設計經濟實惠，具有較廣的適應性，值得在日后戈壁環境的線路施工中推廣使用。