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1石油工程中光纜線路工程的特點
目前設計的光纜網絡中,對光纜的預期安全使用年限為二十年以上。然而,光纜線路敷設雖然是整個施工環節中較為簡單的一環,也是整個網絡中最為薄弱的一環。據統計,光纜網絡中78%以上的阻斷是因光纜故障造成。光纖抗張、抗擠壓性能差,光纜在敷設時光纖受到壓力,則可能會影響到光纖的使用壽命。在石油工程中光纜敷設一般又采用與輸油(氣)管道同溝敷設的方式,而我們川渝地區地質結構比較復雜,光纜因自然沉降、地質變化或土方回填不規范等造成受力,影響到光纜的施工質量。例如在北內環和南干線工程中均出現由于光纖破損而導致整個線路未能聯通的質量問題。因此,要達到或延長預期的光纜使用壽命,除選用優質光纜、嚴格按照國家既定標準施工外,提高光纜維護水平,解決好工程中重點及難點問題也至關重要。
2管道同溝光纜的施工技術要點
光纜線路施工與測試是光纖通信系統建設的主要環節;光纜傳輸性能的優劣,線路施工質量的好壞,均直接影響系統的通信質量。光纜施工可采取以下幾種方式:戶外架空光纜、管道光纜、直接地埋光纜。結合我們石油工程野外施工的特點,主要對輸油(氣)管道同溝敷設光纜的施工及監督要點進行討論。
2.1施工前檢看
在施工單位進行施工作業前,要對運到工地的光纜、接線盒、人(手)孔成品進行檢查。檢查包括核對、外觀是否破損以及性能測試三步依次進行:(1)核對:檢查單盤光纜的產品質量檢查合格證,查看產品的規格、程式、長度與要求是否相同,同時要確保符合工程施工要求。(2)外觀破損檢查:包括檢看纜盤包裝是否有損壞,之后開盤檢看光纜外皮有無外露現象,光纜的接口封裝是否可靠,遇到外觀破損嚴重的光纜,要嚴格記錄,同時匯報。(3)性能測試:施工前要檢查光纖的衰減系數與光纖的長度,可以采用光時域反射儀(OTDR)進行檢查。光纜金屬護套對地絕緣電阻要大于10000Mkm,可以利用電纜對地絕緣故障探測儀進行測試。要重點查看外觀檢查中發現有問題的光纜盤,確保不符合要求的光纜用于工程施工。打開光纜接口查看時,應核對光纜接口端別,并在光纜盤上做醒目標記,通常要求在兩端護套上標記端別,以A端通常標記紅色,B端通常標記藍色,方便施工時進行識別。查看完單盤光纜之后,還要使包裝保護好光纜接口,那么要及時恢復好密封包裝與光纜盤的包裝。
2.2管道同溝光纜施工過程
路由復測→光纜配盤→光纜溝的開挖→光纜同溝敷設(含光纜標志帶的敷設;保護管施工、封堵;光纜溝回填等全部工程內容)→光纜接續、接頭盒安裝及測試、監測標石安裝。
2.3管道同溝光纜施工
主要的施工及監督檢查依據為《輸(油)氣管道同溝敷設光纜(硅芯管)設計、施工及驗收規范(SY/T4108-2005)》以及西南油氣田分公司光通信工程設計、施工及驗收指導意見。(1)光纜與輸氣管道同溝敷設,其敷設位置位于管道氣流方向的右側。一般地段,光纜與輸氣管道頂部外壁處于同一水平線上(或者在管溝底部);光纜與輸氣管道外壁的水平凈距≥300mm。(2)光纜敷設的靜態彎曲半徑應不小于光纜外徑的15倍,施工過程中的動態彎曲半徑應不小于20倍。(3)光纜必須平放于溝底,不得騰空和拱起,在特殊地段可采用沙袋包裹光纜防護(如儲氣庫光纜工程設計)。(4)管道采用混凝土套管或鋼管頂管穿越公路、鐵路時,在其有足夠空間的條件下,光纜宜利用頂管內吊架或管道支架等方式穿越,光纜宜采用具有一定強度的套管保護(聚乙烯燃氣管),套管兩端伸出頂管兩側各0.5m。(5)當光纜經過梯田、陡坡和溝坎時,要采用與輸氣管道的相同的防護措施進行防護,如:利用石砌護坡或者灰土草袋護坡的措施保護管道。當在做截水墻、擋土坎或者固定墩處依照標準進行施工時,那么由于不能確定截水墻的位時,這時要在砌筑時利用縱剖后利用聚乙烯煤氣管進行防護。
2.4同溝敷設光纜技術難點
(1)光纜(硅芯管)回填是目前造成光纜故障的最大因素,因為對于長(集)輸管道同溝敷設的光纜下方墊細沙并采用細土進行一次回填指示理想中的方式,實際野外管道施工的復雜性,管道的布放,焊接,土建和硅芯管、光纜的施工不可能同步,往往是等管道施工一個標段完成后,或者整個工程完成后再進行硅芯管和光纜的敷設。硅芯管(光纜)同溝敷設后因地質沉降、交叉作業、工藝管線開挖回填、大型機械進出場等影響,光纜線路在建成初期,便一直受外力影響繃直、受力變形。雖然在建成初期光纜通信測試全線貫通,但經過長期的地質情況變化、自然沉降加劇、光纜受力加大后,先是硅芯管破裂、然后光纜受力出現小面積斷芯、最后全部斷芯。(如下示意圖2、3)(通信硅管隱蔽工程檢查記錄、光纜絕緣電阻測試記錄、通信電(光)纜敷設施工記錄)。因此在現在的設計中出現了選擇鎧裝光纜,甚至雙層鎧裝光纜再穿硅芯管進行保護,再加以沙袋包裹,單獨穿越公路、鐵路、河流時穿聚乙烯燃氣管保護(儲氣庫光纜工程)。(2)在《輸(油)氣管道同溝敷設光纜(硅芯管)設計、施工及驗收規范(SY/T4108-2005)》4.4.1條中:人(手)孔宜采用磚砌結構。磚砌手孔易進水,會導致接線盒受潮,密封不好的話就會使接線盒進水導致光纜線路接頭衰減增加。目前大部分人(手)孔均采用玻璃鋼等材料的成品安裝,減少了工作量又防潮防水。(應有人(手)孔位置及安裝檢查統計表)。(3)接頭的增多及接頭位置不合理。工藝管線不能連續開挖的施工實際情況,就會造成光纜線路到處丟頭,增加光纜線路受損的幾率。光纜配盤不合理,人手孔選址在水塘中,無法設置標石,不便于安裝及排障。
3光纜的接續、測試
光纖接續是光纜工程中工藝和技術要求最高、最復雜的一道工序,其質量好壞直接影響到光纖鏈路的傳輸質量和使用壽命。(1)光纜接續首先要求對光纜合理配盤,將接點位置選好,要考慮交通方便,熔接環境好等條件。一般在山區要將接點選在山下,在稻田地要將接點選在田間路上等。不論接點選在哪里,兩端光纜都要有足夠的余長,這樣有利于光纜熔接和維護,否則將會給今后的工作帶來不便。例如上面提到的接頭在在稻田地中央,就非常不便于安裝和檢修。(2)接頭盒的作用是保護光纖接頭不受機械力或各種環境因素的傷害,因此,要選擇合適的接頭盒,要求盒內的聯接或固定加強元件(如加強芯和外護套)的裝置一定要堅固實用,要有接地器件,接頭盒的密封條件要好,接頭盒的安裝與拆卸要簡單方便。固定光纜要根據要求把光纜外護套及加強芯牢牢地固定在接頭盒內的固定加強元件上,確保光纜在盒內不要有松動或相互轉動,否則很容易使光纖受傷。另外,要把一段或幾段長的光纜金屬部分在接頭盒中連接起來,并引出盒外做良好的接地,特別是在經常遭受雷擊的山區及高頻輻射區域。(接地裝置安裝檢測記錄)。(3)光纖熔接后,根據接頭盒的安裝說明,一定要把接頭盒的密封工作做好。防止灰塵、水汽或雨水進入接頭盒內,否則會使光纖涂敷層受到影響,導致損耗增大和壽命縮短。(光纖接續位置檢查統計表)。(4)光纜在敷設、熔接完成后緊接著就是測試工作。測試應由施工會同監理單位同事進行全程測試,用OTDR測試儀可以測試光纖斷點的位置、光纖鏈路的全程損耗、了解沿光纖長度的損耗分布情況以及光纖接續點的接頭損耗。(通信光纜熔接測試記錄)。
4結語
光纜線路與管道線路施工工序是交叉銜接進行的,光纜線路要努力做好與管道施工的協調配合,光纜施工要服從管道施工,要保證管道安全和施工進度,同時管道施工也要盡量照顧光纜施工,保證光纜與管道的同溝敷設和敷設質量,盡量保持與管道的同步施工。
作者:韋星 單位:中石油西南油氣田分公司安全環保與技術監督研究院工程質量監督站