高原多年冻土对通信直埋光缆的危害及对策直埋电缆冻土层

时间：2020-03-06 07:37:28　来源：雅意学习网本文已影响人

　　【摘要】以青藏铁路为例，分析了高原冻土对通信光缆产生危害的现象, 提出了解决冻土对光缆病害的对策，为高原多年冻土区通信光缆线路工程的设计和施工提供一些借鉴。　　【关键词】青藏铁路;通信光缆;多年冻土
　　【Abstract】In Qinghai-Tibet Railway as an example, analysis of the communication cable in permafrost harm phenomenon, suggested a solution to the fiber optic cable permafrost response to disease, in order to plateau permafrost district of engineering design and construction of cable lines to provide some reference.
　　【Key words】Qinghai-Tibet Railway;Optical Cable;Permafrost
　　青藏铁路格尔木至拉萨段全长约1139km，其中多年冻土地段约547km，每年冻结期长达7～8个月。多年冻土地质特征复杂，对光缆寿命及工程质量有重大影响。因此必须选择最佳的光缆结构、径路走向，采取适当的防护等措施，最大限度地减小多年冻土对通信光缆线路的影响，延长光缆的使用寿命。
　　 1.多年冻土的主要危害
　　在多年冻土地段保护光缆免受冻土危害是本工程的特殊问题，其冻土危害可分为冻胀和热融两个方面。
　　1.1 冻胀灾害
　　埋设在电缆下部的土壤冻胀会引起上部冻土层向上升起，电缆也将随着周围的冻土上升。不同土质（主要指含水量）的冻胀量是不均匀的，因此会造成电缆不均匀的上升、局部弯曲或延伸等，使光缆受到损伤。冻胀灾害对工程有影响的主要冻土现象包括冻胀丘和冰锥等，主要分布于地表水和地下水发育的河漫滩、阶地后沿和山麓地带。
　　1.2 热融灾害
　　电缆下部冻土中冰的融化会引起电缆下沉，同时电缆上部的土重量的影响会使部分电缆变直或下陷，将产生不均匀的位移。斜坡处的土壤有的会出现上下左右的复杂位移，会使光缆受到不同程度损伤。热融灾害对工程有影响的主要冻土现象包括热融洼地、热融滑塌和热融湖塘等，主要分布于地下冰发育的缓坡、谷地及平原地带。热融洼地和热融湖在我国高原多年冻土区有广泛分布，特别是青藏铁路沿线的楚马尔河高原上更为多见。
　　 2.冻土对光缆危害的对策
　　2.1光缆径路的选择[1]
　　光缆径路选择应绕避冰锥、冻胀丘、地下冰、融冻泥流、热融滑塌、热融湖塘等不良冻土地带。
　　在多年冻土区段，参照兰西拉光缆与公路保持一定距离的经验，光缆应与铁路路基的坡脚、护道或堑顶保持一定的距离，以避免影响冻土区路基的稳定性。一般情况下，光缆与铁路路基的坡脚、护道或堑顶的距离宜保持在10～100米之间，同时要考虑维护上的方便。
　　光缆通过大、中桥及隧道，不得已上路肩时，应充分与有关部门协商防护措施，以免影响路基的稳定。大、中桥及隧道缆槽应采取措施防止槽内积水，以免冻胀损伤光缆，光缆通过车站站台应预设光缆槽或与其它专业合用缆槽。
　　2.2选用加强型光缆
　　借鉴海底光缆技术与结构，选用加强型抗拉伸直埋光缆，依靠光缆自身高机械强度来有效抵抗外力破坏。青藏铁路格拉段选用了GYTA5333型光缆，适合直埋、爬坡、冻土和水下用，短期拉力1～2吨，抗拉性能和抗侧压性能优异。
　　2.3合理确定光缆埋深
　　多年冻土地带光缆应埋设在多年冻土上限以上。据有关资料，昆仑山口、可可西里山、风火山一带，冻土上限仅0.8～1.0m，挖沟深度以不破坏多年冻土上限为原则，在冻土上限10～20cm埋设，即浅埋方式。其它地段，冻土上限深度大多在2m(大于光电缆最大埋设要求1.2m)以上，光缆埋深按正常埋深，但遇地下冰时宜适当减少埋深[1]。
　　2.4机械防护措施
　　高原多年冻土区光缆防护在方案选择上可采取如下措施。
　　(1)光缆防护宜采用比钢管可塑性强的高强度塑料管( PVC)进行防护，特殊地段也可采用钢管内穿塑料管的防护方法[2]，但塑料管必须超出钢管两侧0.3m。由于多年冻土区多为人迹罕至的地区，人为动土突发故障的现象较少，采用塑料管防护是完全可行的。
　　(2)采用PVC 管和钢管保护时，需将PVC 管和钢管以及穿在钢管内的PVC 管的管口用沥青或油麻封死，防止管内充水冻胀。
　　2.5 合理选择接头位置及接续方案
　　整个光缆在冻土中最易受伤、也最薄弱的地方就是接头盒。所以，在冻土施工中接头盒所处位置应作为重中之重考虑，尽最大可能的远离冰锥、冻胀丘、地下冰、融冻泥流、热融滑塌、热融湖塘等不良冻土地带，尽量不把接头盒放在斜坡上，低洼地，附近水草茂密等处，同时采取槽板防护。
　　选用适合高原适用的光纤熔接设备，特别是熔接电流强度的大小应随海拔而自动调节，确保光纤接续质量。盘内冗余适当大于正常环境下的冗余量。
　　2.6 改进传统的布缆方式
　　光缆在沟中应呈自然弯曲，不能崩紧、腾空，自然弯曲程度适当大于在正常环境下的弯曲程度。斜坡地带，采用“S”弯技术或特殊防护措施，合理增加余量，提高缓冲空间。
　　2.7 坚持挖沟―回填快速原则
　　为防止受气温影响造成冻土上限下降，导致热融沉陷或滑塌等现象, 挖沟―回填间隔越短越好。回填土料以原地点土为主, 要分层夯实。草皮及腐殖质土不宜回填基坑下部, 以免腐烂下沉及增大冻胀性能。
　　 3.结束语
　　多年冻土病害问题是世界普遍关注的难题，如何减少和避免冻胀作用对光缆的危害还需要在实践中进行不断探索。
　　
　　【参考文献】
　　［１］骆友曾.青藏高原多年冻土区通信直埋光缆线路工程的施工初探[J].冰川冻土.2003，25(8):174-176.
　　［２］张涛.多年冻土对通信光缆的影响探讨[J].铁道通信信号.2005，41(5):49-50.

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