气吹法光缆敷设

气吹法光缆敷设
摘要：本文介绍了一种管道敷设光缆的新方式——气吹敷缆施工法。

主要介绍了光缆吹敷的工作原理、系统组成，及气吹光缆常用的4种方法：一端气吹法、接力气吹法、
从中间向两端气吹法、蛙跳气吹法；气吹光缆方法的一般施工工序、气吹施工过程
中的技术控制要素，气吹光缆技术在现实中的应用及应用中的创新点。

此工艺在同
类工程施工中具有一定的参考价值。

关键词：光缆敷设气吹法硅芯管
1 引言
随着通信技术的飞速发展，长输管道工程中通信光缆的敷设越来越普遍。

在长输管道工程中，通信光缆一般与管道同步施工，同沟敷设。

气吹敷设的方法，有效地利用了成熟管道的资源，节省了大量工程施工费用，并且可以为长输管道的生产调度、行政管理、巡线抢修、生活后勤等提供多种通信业务，开通远程监控及会议电视等视频业务，同时为管道SCADA系统的数据传输提供可靠信道，为数字化管道提供通信支撑。

本文结合沙特SWCC长途输水管线的通信光缆工程，介绍长输管道工程中通信光缆敷设的一项新技术——气吹敷设。

其作为一种新型的光缆敷设方式，也凸显出独特的优势在众多领域得到越来越广泛的应用。

2 气吹敷设技术介绍
2.1 工作原理和系统组成
2.1.1 气吹敷设原理
气吹设备种类较多，工作原理大同小异，主要由空气压缩机提供高气压大气流，使光缆在管道中产生漂浮力，由气吹机的液压驱动推进（或气流驱动推进）装置对光缆产生向前的推进力，从而完成敷设光缆全过程。

2.1.2 系统组成
气吹法敷设技术需要的成套设备主要包括吹缆机、液压泵站及空气压缩机三部分。

吹缆成套设备连接示意图如图2所示:
图2
2.2 气吹光缆的施工步骤
光缆气吹的施工步骤：路由定位——人孔（光缆井）安装——HDPE（高密度聚氯乙烯管或硅芯管）管布管配盘——硅芯管敷设——清洁硅芯管道——管道气密性检查——光缆敷设
前测试——吹扫管道——预润滑——吹缆——光缆的盘留和固定。

其中，在管道贯通检查、管道气密性检查、吹扫3个工序中，如果发现管道变形、堵塞、破损、漏气、接头密封不良等问题，还必须及时排除故障后再进行下道工序。

2.3 气吹光缆的方法
2.3.1 一端气吹法
一端气吹法是
优点：避免中间开口，一次性完成预期气吹敷设的最大长度。

缺点：如果气吹过程中遇到了障碍无法达到预期的最大长度，需要在障碍点重新开口作业，就要切开障碍处硅芯管检查、作业、作业完修补，这样就会浪费人、机、材、工。

2.3.2 接力气吹法
接力气吹法是采用多台气吹机联合工作，当第1台气吹机将光缆送至下一个气吹点时，第2台气吹机开始工作，新的高压气流通过第2台机器的进气室进入到下一个管道并且从排气口释放出上游管道内的高压气流。

优点：通过这样的接力气吹，光缆可以气吹很长的距离。

缺点：此方法需要的设备较多，一次性投资较大，同时由于地形的变化会造成气吹点的位置不容易准确地确定。

2.3.3 从中间向两端气吹
当敷设长度超过1台气吹机的一次气吹长度时，可以选择从线路中间开口向两端吹，一次性的气吹长度约为总长度的一半，该方法中间需要用到倒盘器，首先将倒盘器安装在缆盘附近，当一端微缆敷设完毕后，用气吹机将缆盘上的剩余微缆倒入倒盘器，取出内圈的微缆端头，然后气吹机转换方向，将倒盘器中的微缆吹入管道。

如果管道敷设没有问题，一次气吹的成功的把握性较大。

2.3.4 蛙跳气吹法
蛙跳气吹类似于接力气吹法，但是安装在下一个吹点的不是气吹机而是倒盘器，利用管道内的高速气流将上游气吹点的光缆全部收集到下一个气吹点，然后将气吹机转移到下一个气吹点。

优点：利用一台气吹机同样可以完成长距离光缆的敷设。

缺点：倒盘的工作量较大，效率较低，一台气吹机的实际气吹长度将远远大于实际线路长度。

2.4 气吹光缆的技术控制要素
2.4.1 第一要素——管道
在气吹敷设中，一般采用高密度聚乙烯（HDPE）硅芯管。

HDPE硅芯管是一种内壁带有固体硅胶润滑剂的新型复合管道，主要原材料为高密度聚乙烯。

由于这种管道内壁不带硅芯层，所以内壁极为光滑，适于通信光缆的气吹敷设，这是HDPE硅芯管的最主要优点。

其他优点还包括：管道可防潮，防虫鼠，耐腐蚀；管道电绝缘性能好，使用寿命长，线路运行安全可靠；管材可采用盘管形式，管段可长达3000m，接头少，安装简便；管道抗压性能强，系统扩容和维护方便，维护成本低。

2.4.2 第二要素——光缆
光缆质量在气吹法里主要指在气吹法里主要指影响气吹性能的指标——光缆的硬度和记忆，光缆的硬度太高，在管道的转弯点容易引起高摩擦并且容易卡在曲率半径小的转弯点，硬度太软，容易在管道内形成蛇形弯曲，造成拖拽力分散。

如果光缆的记忆力强，当光缆从缆盘上松解开时，就会保持光缆的上盘记忆，在管道内形成螺旋圈，造成拖拽力分散和摩擦阻力增加，当螺旋圈被压缩到一定程度时，光缆就不能前进了。

这时如果盲目地增加光缆的推进力，就容易造成光缆的损坏。

2.4.3 第三要素——温度
当环境温度超过25度，建议采用后冷却装置。

因为直接从空气压缩机出来的温度要比环境温度高30-40度，如果没有后冷却装置，高温气流容易软化光缆外护套和管道的内壁，造成摩擦阻力的增加同时软化的管道也容易的高压的作用下爆裂。

另外高温气流进入低温的管道后，容易形成水滴。

这种不流动的水也容易增加管道的摩擦阻力，如果这种水流集中到低洼处，这容易引起虹吸作用，使气流阻力增加。

3 气吹光缆的应用
3.1 应用实例
2015年，沙特SWCC长途输水管线项目3期YANBU-MADINA段通信光缆施工，由于施工地形复杂，包括沙漠段、山区段和平原段，加之施工距离长，因此应用通信光缆气吹技术进行施工。

气吹敷设技术的光缆总长630km，第一阶段已完成60km敷设，仅10天完成敷设，施工过程中无质量问题，无安全事故发生，极大提高了施工进度。

针对不同地形地貌采用不同的气吹敷缆施工方式，本工程选用光缆中间气吹法和光缆蛙跳气吹法相结合的多种施工方式。

在地形条件较好的平原丘陵地带，采用光缆中间气吹法，选择在线路的中间先向一端气吹光缆，当光缆敷设完毕后，将缆盘上的光缆倒入倒盘器或者在地上倒“8”字，而后再向反方向气吹，这样可以得到较为理想的气吹施工距离；在地形条件复杂的山区，采用光缆中间气吹法与蛙跳气吹法相结合的多种施工方式，在线路平直段可较快的气吹速度，在地形起伏段，则用倒盘器倒出光缆，采用蛙跳式继续气吹。

3.2 应用效果
（1）敷设过程简化，敷缆速度快，可节省大量人力。

在延步至麦地那的通信光缆施工中，采用气吹法敷缆技术，单机一次吹放1200m约为35min；用光缆吹送机敷缆每天约6公里，只需6到8个人操作即可完成，人工牵引光缆每千米需要20人左右。

（2）一次性敷缆距离长，大大降低了工程成本。

气吹单机一次可吹放1到3公里，从而在管道建设中只需每1.2千米设置一个手孔，光缆接头处设置一个人井，大大节省了工程人井、手孔的建设费用。

若采用两台及以上吹缆机进行接力吹放，可以采用盘长较长的光缆，则一次可敷设光缆4km或6km（甚至更长），减少了光缆接头熔接的施工时间及材料费用。

（3）保证了光缆的电气性能指标，大大提高了通信传输质量。

相对于人力牵引敷设光缆的拉力不匀、转弯摩擦、扭曲弯折等不可预见性损伤，气吹法敷缆技术在敷缆过程中张力均匀而且小得多，不会对光缆造成任何机械性拉伤和摩擦性损伤，光缆敷设后性能指标得到可靠保证，极大提高了工程质量。

4 结束语
通过施工现场光缆敷设气吹法的应用，验证了气吹法敷设光缆可以有效解决目前长输管线中光缆敷设施工的一些难题，为通信光缆气吹敷设积累了丰富的经验，国外已经在很多领域都应用了气吹敷设技术，国内的很多大公司也都成功实施了长途通信气吹敷设施工，光缆吹敷工艺值得在同类长途管线光缆敷设施工中推广应用。

[参考文献]：
（1）YDJ44-1989，电信网光纤数字传输系统工程施工及验收暂行技术规定。

（2）YD5043-1997，长途通信光缆塑料管道工程验收暂行规定。

（3）YD5102-2003，长途通信干线光缆传输系统线路工程设计规范
（4）SY/T4108-2005输油（气）管道同沟敷设光缆（硅芯管）设计、施工及验收规范
(5) 采用气吹法敷设光缆工艺优点及关键工序质量控制要点聂宗英著。