同溝敷設管道光纜在相國寺儲氣庫中的應用

摘要：本文結合川渝地區(qū)同溝敷設管道光纜的實際情況，以相國寺儲氣庫同溝敷設管道光纜工程為背景，從設計方案優(yōu)選、施工組織與協(xié)調措施和施工質量控制等方面對相國寺儲氣庫工程管道光纜工程應用效果進行分析，探討適用于川渝地區(qū)同溝敷設管道光纜的施工技術措施及管理舉措。

關鍵詞：同溝敷設;管道光纜;應用;認識

一、概述

（一）川渝地區(qū)石油通信光纖網(wǎng)絡建設概況

隨著川渝地區(qū)數(shù)字化油氣田的建設，石油通信業(yè)務的飛速發(fā)展，光纖通信作為優(yōu)質高效的數(shù)據(jù)傳輸通道，近幾年正迎來大規(guī)模建設的高潮期。目前，川渝地區(qū)石油通信光纖干網(wǎng)主要采取與輸氣管道同溝敷設的方式進行建設，相國寺儲氣庫在建的銅相線、相旱線及旱白線同樣采取了與雙向輸氣管道同溝敷設管道光纜的方式為儲氣庫上下游站點、線路閥室提供優(yōu)質的數(shù)據(jù)傳輸通道。

目前，光纜同溝敷設方式主要有采用硅芯管吹纜敷設和鎧裝光纜直埋敷設兩種。例如蘭成渝輸油管道工程、忠縣-武漢輸氣管道工程、川渝干線北內環(huán)（渠縣-廣安-磨溪-成都）集輸氣管道工程、南干線西段（納溪-成都-復線工程）等工程采用了硅芯管吹纜敷設管道光纜，陜京二線輸氣管道工程采用鎧裝光纜直埋敷設，相國寺儲氣庫管道光纜則采用鎧裝光纜直埋敷設和硅芯管吹纜敷設相結合的方式。

（二）兩種主要同溝敷設光纜方式的對比

采用硅芯管吹纜方式敷設光纜相比鎧裝光纜直埋敷設方式，由于硅芯管本身有一定抗壓能力，對光纜可起一定的保護作用。若在施工過程中或后期運行中若發(fā)生挖斷、地質沉降等破壞時，可以通過增加硅芯管接頭并通過兩端的人孔更換光纜，增加的故障點僅對光纜吹放施工可能產(chǎn)生影響，對光通信沒有影響，因此維護工作量較小，也較方便。但由于吹纜作業(yè)需要較大的平整的施工作業(yè)場所，此方式適合于北方地區(qū)施工，川渝地區(qū)因施工現(xiàn)場條件限制，實施較為困難，且因川渝地區(qū)地勢起伏變化較大，增加了吹纜作業(yè)的阻力，原本2km左右的吹纜段往往需要多段分段吹纜，增加了作業(yè)難度;同時硅芯管吹纜方式一次性建設成本較高。

相比之下，鎧裝光纜直埋敷設一次性投資較小，施工較為方便。但其在施工階段受土建交叉施工影響很大，尤其是土建跳躍施工和管道返修、水土保持時，光纜常常容易受到破壞。無論是施工階段的人為破壞還是后期運行維護階段的地質沉降破壞，直埋光纜一旦發(fā)生破壞，則需要增加光纜接頭，增加了線路衰減，或重新開挖較長距離后進行更換，工作量較大，維護不便。

二、同溝敷設光纜在相國寺儲氣庫工程的應用

（一）設計方案的優(yōu)選

相國寺儲氣庫工程管道光纜的最初設計方案為全程采用鎧裝直埋光纜與輸氣管道同溝敷設的方式，光纜全程采用沙袋或原土袋（25kg）上下鋪墊保護;針對穿跨越等特殊路段的設計方案為：在光纜大開挖河流、溝渠、水塘小型穿越時采用φ50×4.6聚乙烯燃氣管保護穿放光纜，并采用水泥砂袋壓重，砂袋布放間距為2個/m;輸氣管道采用混凝土套管頂管方式穿越公路、鐵路以及采用大開挖預埋混凝土套管穿越公路時，光纜均采用Φ114×6.4鋼管內穿放2根φ40/33硅芯管保護;管道采用過涵洞穿越公路、大開挖穿越四級以上等級公路、鄉(xiāng)村機耕道時，光纜采用Φ50×4.6聚乙烯燃氣管保護;光纜穿越擋土墻時，采用φ50×4.6聚乙烯燃氣管對光纜進行保護，現(xiàn)場無法確定水工構筑物位置時，可在砌筑構筑物時采用縱剖后的φ50×4.6聚乙烯燃氣管保護。

為盡量降低土建交叉作業(yè)對光纜的影響，提高整體光通信指標，在施工過程中，通過探索對原設計方案進行部分優(yōu)化：對八塘閥室TX258（35Km+965m）—TX313（43Km+645m）--嘉陵江過江人孔JLJC1（45Km+388m）段約10km地勢較為平坦適合于硅芯管光纜施工的路段采用硅芯管吹纜敷設光纜，對于地勢起伏較大的路段仍采用鎧裝光纜直埋敷設。改用該方案后，既降低了八塘閥室-嘉陵江穿越點約10km受土建施工單位交叉作業(yè)的影響，又提高了整體光通信指標約0.7db。

由于混凝土套管保護能力較強而鄉(xiāng)村機耕道后期極易受到地方修建公路的破壞，因此優(yōu)化設計方案為：輸氣管道采用混凝土套管頂管方式穿越公路、鐵路以及采用大開挖預埋混凝土套管穿越公路時，光纜均采用Φ50×4.6聚乙烯燃氣管保護;大開挖穿越四級以上等級公路、鄉(xiāng)村機耕道時光纜采用Φ114×6.4鋼管內放硅芯管保護穿放光纜;管道采用涵洞穿越公路時仍然保持原設計方案不變。

為防止擋土墻石塊對光纜的損壞，光纜穿越擋土墻時，采用兩塊角鋼內夾1根縱剖后的φ50×4.6聚乙烯燃氣管保護。

（二）施工工藝的持續(xù)改進

原設計施工工序為“管道施工單位細土（或細土沙袋）鋪底→輸氣管道下溝→通信細土沙袋墊層→通信光纜下溝→通信細土沙袋墊壓→管道施工單位細土小回填→輸氣管道大回填→設立通信標石”，即光纜全程采用沙袋或原土袋（25kg）上下鋪墊保護。

但在施工階段，通過對現(xiàn)場已經(jīng)敷設的直埋光纜線路測試，發(fā)現(xiàn)光纖傳輸衰減較大，一般都在0.02db/KM左右，部分深坑、淤泥地段甚至達到0.1db/KM。造成此種現(xiàn)象的主要原因是，因管溝底部地勢不平且沙袋承重后自然變形而導致光纜形成的上下S彎度增加了光纜的損耗。形成此類S彎度的原因主要有：

1.在土建施工單位采用機械回填的時候施工機械的力量同樣會傳遞到光纜上，光纜在施工機械的作用下會下陷入下部的沙袋上，使得光纜形成一定的上下S彎度。

2.施工現(xiàn)場的管溝底部往往不平整，往往呈上下S彎度，當遇到因管道焊口照片而開挖的深坑等情況時，此S彎度更大，在水田中甚至出現(xiàn)較深的淤泥路段，光纜下溝后同樣處于一定的上下S彎度狀態(tài)。

為此，在總結施工前階段出現(xiàn)的問題后，相國寺儲氣庫管道光纜工程對部分光纜施工工藝進行了改進：

1.在管道溝底開小溝埋設光纜，將光纜嵌入溝內，小溝的寬度不大于10cm，深度控制在10-15cm之間，小溝上面用沙袋或原土袋（25kg）鋪墊保護，且管溝底部開挖的小溝必須平整、平滑，保證光纜不受到微彎產(chǎn)生衰減。

2.光纜穿越水網(wǎng)地帶采用厚壁鋼管（Φ108/95）內穿一根硅芯管保護。

3.對于管溝底部出現(xiàn)的深坑采用底部增添沙袋或光纜繞行深坑的方式敷設。

4.對于管溝底部淤泥較深的沉降段采用底部架設鋼管架，再將光纜在鋼管的保護下放置于架上確保光纜不受地質沉降的影響。

由于新開挖的小溝屬于管溝底部的穩(wěn)定層，受地質沉降和土建回填的影響將大大降低，同時將光纜嵌入溝內，上部加蓋沙袋保護使得在小回填時施工機械的作用力將會分解到小溝的兩側和底部的沙袋上，光纜處于不受力的小溝內將不會受到機械力的作用而受損。經(jīng)過此項改進，相國寺儲氣庫管道光纜工程下溝復測衰減指標降低到0-0.01db/km。而在水網(wǎng)地帶、深坑地段和淤泥較深的沉降地段采取的加強保護措施大大提高了光纜的保護效果，這些路段的衰減指標則由原來的0.05-0.1db/km降低到0-0.02 db/km，實際上，隨后后期沉降程度的加深，若任然采取以往的施工工藝，則衰減還會增大。

（三）光纜施工過程的光通信指標監(jiān)測

以往部分光纜施工工程的光通信性能指標監(jiān)測作法是采用光纜到貨單盤測試和光纖熔接復測二次測試，相國寺儲氣庫工程嚴格執(zhí)行“到貨單盤測試、光纜下溝復測、土建單位小回填作業(yè)時在線監(jiān)測、光纖熔接復測”的多次光通信性能監(jiān)測制度，確保了各個環(huán)節(jié)光纜光通信指標的受控，為最終的光通信指標達標提供了強有力的過程保障制度，同時也能及時發(fā)現(xiàn)各施工階段存在的問題并快速得到處理。

（四）交叉施工的組織協(xié)調

由于同溝敷設管道光纜的小回填和大回填往往是采用機械作業(yè)，且土建施工常常是獨立于光纜施工的第三方施工單位，相對于自行開溝直埋光纜的人工開挖光纜溝和自行土建施工而言，同溝敷設管道光纜作業(yè)難度大大增加，而其最大的難點就在于與土建交叉施工的組織協(xié)調上。為此，相國寺儲氣庫工程建立了以地面工程專業(yè)主管和通信專業(yè)主管為管理核心的協(xié)調機制，并明確了“土建單位開挖管溝成型500m時以書面通知的方式提前2-3天通知光纜施工單位到現(xiàn)場布放光纜”的工作界面。盡管如此，在實際施工過程中仍然出現(xiàn)了一些的問題，主要如下：

1.由于土建分包單位眾多和土建總承包單位疏于管理，土建分包單位一直未嚴格執(zhí)行規(guī)定的光纜布放通知程序，通知現(xiàn)場布放光纜的段落以200m-300m較多，且由于土建施工多以跳躍施工為主，從而大大增加了整盤為2km左右長的光纜后期布放的難度。此外，因光纜盤長期處于野外，還會使得光纜在風吹雨淋下降低光通信性能指標，也大大增加光纜受到施工等第三方破壞的機會。

2.由于5-7月施工現(xiàn)場雨天較多，導致土建開挖的管溝大面積坍塌，為減少損失，土建單位常常僅僅開溝不足100m便強行通知光纜施工單位布放光纜，為后期光纜的施工和保護帶也來了嚴重的隱患。

3.部分已回填的段落因管道焊口檢修和水土保持等原因，需要重新開挖時，土建單位野蠻施工，仍然采用機械開挖，導致截止8月1日已出現(xiàn)8處被強行挖斷的事故。

三、結論與建議

（一）結論

針對川渝地區(qū)地勢較為復雜的實際情況，同溝敷設管道光纜宜根據(jù)不同的地勢段選用不同的同溝敷設光纜方式，地勢較為平坦適合于硅芯管光纜施工的路段采用硅芯管吹纜敷設光纜，對于地勢起伏較大的路段采用鎧裝光纜直埋敷設;鎧裝光纜直埋敷設宜采取下部開挖小溝上部用細土沙袋鋪墊保護的方式保護光纜。

（二）建議

1.針對特殊地段需要采取特殊的施工工藝及措施。著重處理管溝底部淤泥較深的沉降段、連續(xù)上下坡、穿越鄉(xiāng)村公路保護等路段。

2.同溝敷設管道光纜必須建立起一套高效及時、信息暢通、執(zhí)行有力的溝通協(xié)調機制，各方嚴格按程序執(zhí)行，必要時可采取強有力的處罰措施來強化執(zhí)行效果。

3.光纜施工必須嚴格執(zhí)行到貨單盤測試、光纜下溝復測、土建單位小回填作業(yè)時在線監(jiān)測、光纖熔接復測等多次光通信性能監(jiān)測制度。

4.在具備條件的情況，同溝敷設管道光纜施工的光纜布放作業(yè)宜交由管道土建單位承包，可以避免交叉施工帶來的施工困難。

參考文獻：

[1] YD 5121-2010，《通信線路工程驗收規(guī)范》。

[2]SY/T 4108-2005，《輸油（氣）管道同溝敷設光纜（硅芯管）設計、施工及驗收規(guī)范》。

[3] YD 5039-2009，《通信工程建設環(huán)境保護技術暫行規(guī)定》。

[4] YD 5123-2010，《通信線路工程施工監(jiān)理規(guī)范》。

[5]YD 5102-2010《通信線路工程設計規(guī)范》。

作者簡介：

姓名：李青，出生年月：1983.8，性別：男，民族：漢，籍貫（精確到市）：四川省南充市西充縣，當前職務：主管，當前職稱：工程師，學歷：大學本科，研究方向：物聯(lián)網(wǎng)、自動化、儀器儀表、弱電防雷，作者單位：中國石油西南油氣田公司重慶氣礦