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高速公路通信管工程设计

2022-08-25张飞飞罗东伟

黑龙江交通科技 2022年7期
关键词:微管外场预埋

张飞飞,罗东伟

(安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司,安徽 合肥 230000)

1 高速公路通信管道的总体设计

高速公路通信管道主要可分为主线管道、分歧管道以及下互通管道。主线管道为沿着高速公路主线走向的管道,与高速公路纵断面线位一致,通常敷设里程相当于高速公路总里程。分歧管道,为横向横道,沿着高速公路横断面敷设,是从主线管道内引出至路侧外场设备的管道。下互通管道,是主线管道沿着匝道边坡敷设至收费站等高速公路管养单位的场区的管道。相邻高速公路之间,也会通过沿着相交的互通枢纽匝道敷设管道,实现相邻路段管道的互连互通。由此,从分散的外场设备点,一个个收费站站点,到全程主线管道,再到相邻路网管道,由点到线到网,通信管道同高速公路路网一样,形成了四通八达的网络,为高速公路上的各个系统和设施提供了畅通的传输和连接通道。因此高速公路通信管道工程的设计应做到统筹考虑,不仅要与主体工程统筹协调,还要统筹机电系统监控、收费、通信、供配电等其他专业的需求,做到同步规划、设计、实施;还要结合自身特点,考虑到未来管道备用、社会租用、智慧高速公路发展等需求,做出具有前瞻性的设计;同时积极采用绿色环保的新材料、新工艺、新技术。

2 通信管道的路由及敷设位置

2.1 主线管道敷

通信管道敷设路由的选择应结合主体工程特点、沿线构造物情况、外场设备位置等因素来选择管道敷设位置。管道敷设位置的选择顺序应依次是中央分隔带、路侧边坡、路堑边沟外侧。

一般情况下,整体式路基,管道一般敷设于中央分隔带的碎石盲沟之上,管道埋深不宜小于50 cm,管道下方敷设不小于5 cm厚度的砂垫层,如果管道的埋深低于50 cm,则可与主体设计人员沟通,将盲沟高程下降;分离式路基通信管道一般敷设于左幅或者右幅靠中分带侧的路基边坡内,或者管道分成两组分别敷设于左右幅,敷设于边坡内的管道,埋深不低于70 cm;隧道内通信管道敷设于隧道行车方向右侧电缆沟内。边坡为硬化边坡时,结合路基断面合理设置管道位置。

2.2 分歧管道

通信管道横向分歧管道主要根据外场设备的位置确定以及考虑远期需要预留一些横穿管道。由于现在高速公路外场设备越来越多,例如安徽省的高速公路实施了全省高速公路全程视频监控管理系统和恶劣气象条件监测预警系统,已达到至少每公里一处的外场设备。因此目前新建高速公路分歧横穿管道的设置,已经设置为500 m一处。

分歧管道的位置设置除了要考虑到外场设备位置外,还应考虑路侧人(手)孔设置的便利性。总得来说,路基挖方段、有路侧排水边沟等位置不便于横穿管道的穿出和手孔的设置,以及不便于路侧人(手)孔至设备基础的路侧管道的敷设,因此横穿管位置的设置要考虑尽量设置于填方段。在不可避免设置于挖方段的情况下,在设计交底时,应提醒施工单位关注路侧排水沟与横穿管的施工次序和交叉的问题。同时,横穿管设置要避开通道、涵洞、中央分隔带开口、上跨桥和天桥、路侧挡墙等位置。

随着横穿管道的加密,不可避免的需要在一些大型桥梁上设置横穿管。桥上横穿管道的设置应提前与桥梁设计人员沟通,根据桥面铺装层结构、桥梁结构来确认是否可以预埋;如果不能在桥面层预埋,桥梁的伸缩缝、湿接现浇缝等结构内是否具有可以预埋的条件;如若都不能预埋,可考虑从桥下绕行。

3 通信管道材料的选择

通信管道材料的选用,直接影响到工程造价、施工质量和使用效果,继而影响到通信系统数据的传输质量、系统的可靠性和系统的维护管理。因此针对不同管材的特点和所在区域管道应用情况,因地制宜,选用合适的管材。

高速公路主线管材早期为水泥管块,现在主要采用塑料管。塑料管分为单孔管和多孔管。单孔管常用的有硅芯管、实壁管(PVC管、PE管),多孔管常用的包括格栅管和微管集束管。现就几种管材进行分析比较。

表1 高速公路主线管材优点、缺点对比

高速公路通信管道敷设路由具有距离长、断点少、路线顺直等特点,且后期在公路营运期间,维修作业不方便,因此更适用于可以气吹法吹缆的管道。硅芯管和微管集束管的特点更适用于高速公路的主线管道敷设。因此目前高速公路主线管道基本采用硅芯管和微管集束管。

分歧管道,由于需要横向穿过高速公路,对管道的强度要求高,因此分歧管道主要采用镀锌钢管或者钢塑复合压力管等强度高的管道。当采用钢管时,管道埋深不低于0.6 m;采用塑料类管道或者钢塑复合管时候,管道埋深不低于0.8 m。管道四周应采用不低于C15的8 cm以上厚度的混凝土包封保护。

4 管道孔数的设计

高速公路主线通信管道管孔数的选择应根据相关规范,通信、监控、供配电等其他专业光缆、电缆根数,周边路网管道孔数设置情况,业主运营需求,项目特点,远期预留等方面综合确定主线管道孔数和规格,以及下互通管道的孔数。目前国家高速公路一般采用12~18孔φ40/33硅芯管,省级高速公路一般采用6~12孔φ40/33硅芯管。近年来由于高速公路外场设备数量日益增加,所需管孔资源也愈多,但高速公路中分带或边坡空间位置有限;新建、改扩建高速公路以及大部分已建成高速公路也均采用硅芯管作为主干管道。因此结合硅芯管施工要求低、技术成熟、可吹电缆和微管集束管节省空间等的特点,很多新建高速公路尝试采用硅芯管+微管集束管的组合方式,即在管道中加入1~3孔的微管集束管,通常采用的规格是φ41/36 mm的7孔12/9 mm微管集束管。一孔硅芯管只能吹一根光缆,一孔微管集束管可吹7根相同芯数的微缆,这样的组合即增加了管孔数,又节省了空间。例如,安徽省高速公路主线管道内一般敷设2~3根光缆(1根主干通信光缆、一根全程监控设备用光缆、一根ETC门架用光缆)和1~2根供电电缆(一根外场设备供电电缆、一根ETC门架供电电缆),考虑到备用和租用需求,因此已有的安徽省高速公路主线管道主要采用8孔或12孔φ40/33硅芯管;近两年新建的高速公路,普通省级高速公路尝试采用7孔φ40/33硅芯管和1根φ41/36 mm的7孔12/9 mm微管集束管,国家高速公路采用9孔φ40/33硅芯管和1根φ41/36 mm的7孔12/9 mm微管集束管。

分歧管道,主要考虑外场设备、远期预留、收费站和服务区位置等方面来设置。在外场设备处,通常采用2孔横穿管道,主要用作路侧设备光、电缆接入主线光、电缆;服务区、收费站等站点采用6孔横穿管道,主要用作主线光、电缆进场区;枢纽互通采用6孔横穿管道,用作相邻高速公路的线缆的相接。隧道口的横穿管道,应根据光电缆根数、隧道长度等,综合选择管道孔数。该处的1孔横穿管内径不小于90 mm。

5 通信管道过构造物

5.1 通信管道过桥。

主线通信管道过桥梁时,主要采用钢网复合管箱、聚氨酯复合桥架、镀锌线槽以及钢管等保护通过。管箱应结合不同项目的特点进行选择。保护管箱一般放置于固定在桥梁护栏外侧的金属型钢托架上。管箱托架的安装位置和造型设计,主要根据桥梁护栏形式、左右幅间距等确定。管道上下桥时候,有高程的变化,应用一节管箱保护过渡,管箱下部敷设混凝土垫层。在桥梁桥台背墙处,由主体工程预留槽口,方便管箱通过。

如果管箱敷设于中分带内,要核实桥梁护栏左右幅之间的间距是否充足、是否便于施工。由于管道属于附属专业,主体工程在设计时,有时没有考虑到管道位置的预留。可能会存在桥梁中分带左右幅护栏之间间距过小,管道无法通过的情况,最终只能将管道改为在路侧敷设。路侧敷设,需要开挖边坡,工程量大且不利于边坡的稳定,也不利于管道的保护,管道容易暴露在外;后期道路改扩建拼宽时,管道无法继续利用。所以应该在设计初期,加强与主体专业的沟通,尽可能的避免这种情况。

同时应关注一些景观桥、拱桥、缆索桥等一些结构特殊的桥梁,合理规划好管道敷设位置;如果需要主体工程预留管道空间或预埋管道,提前做好沟通。例如特大桥的桥塔可能存在完全侵占中分带间隙,管道无法通过的情况,此时需要与桥梁设计人员沟通,在桥塔内预埋管道,方面管道穿过。

5.2 通信管道过跨越铁路的桥梁

管道过铁路桥时,不能悬挂于护栏外侧,需要跟铁路桥桥梁设计人员沟通,在护栏内预埋套管,管道在此处转入护栏内过桥。或者改变桥梁结构,由桥梁主体设计单位将桥梁护栏之间的中分带设计成封闭式的,管箱直接可以通过。

5.3 通信管道过中分带开口

通信管道过中央分隔带开口时,应预埋套管对管道进行保护。预埋套管的埋设深度与包封保护与横穿管道的预埋一致。预埋套管两侧应超出中央分隔带开口不小于1 m。

5.4 通信管道过中分带内中墩

如果中分带内中墩未完全侵占中分带时,管道可以采用混凝土包封,然后从中墩两侧渐变绕行的方式通过。如果中墩完全侵占中分带时,可以在中墩中预埋套管方便后期管道穿过,或者管道绕行至中墩两侧护栏底部通过。

5.5 通信管道过设备基础

安全设施、监控、收费等专业在中分带或路侧设置有标志排、外场设备基础,需要考虑通信管道与基础的交叉问题,避免管道受基础阻挡无法通过。通常采取的方法有,通信管道先行施工,基础后施工,施工时候将管道直接包裹进基础;基础先施工,施工时在基础中预埋套管,通信管道敷设时候,从预埋的套管中穿过;中央分隔带足够宽、基础未完全占据中分带的情况下,通信管道可以从基础两侧绕行通过,管道渐变绕行时应采用混凝土包封保护;基础下沉,管道从基础上方通过。不管采取何种方式,应各专业间应提前做好沟通。

5.6 通信管道过隧道

隧道口管线较多,容易出现各专业基础、管道“打架”的情况,需要提前协调,合理安排位置。管道与隧道电缆沟的相接,也应隧道专业做好配合。可以将隧道电缆沟延伸出洞外方便管道接进电缆沟;将隧道排水沟延长,避免与人孔“打架”。

6 结束语

综上所述,高速公路通信管道工程的设计用几个词总结,即简单、琐碎、交叉多。简单是难度不深;琐碎是需要考虑的方方面面多,涵洞、桥梁、通道、中分带开口、排水沟、路基断面、桥梁断面等各个方面都要考虑,容易遗漏;交叉多是几乎需要跟各个专业沟通、协同。而通信管道通常与主体工程同步实施,具有隐秘性、后期难以整改、整改代价大等特点,因此在设计初期应重视通信管道的设计,尽可能做到考虑周全、细致合理,以便更好的发挥通信管道的作用。

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