ТУННЕЛЬ ДЛЯ ПРОКЛАДКИ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОЙ ЛИНИИ СВЯЗИ

Полезная модель относится к волоконно-оптическим линиям связи ВОЛС и предназначена для укладки ВОЛС.
Известен модуль коммуникационного коллектора по патенту РФ на полезную модель №132461, МПК E03F 3/02, опубл. 20.09.2013 г.
Этот модуль коммуникационного коллектора содержит, по меньшей мере, одну линию магистрального туннеля с консольными полками для прокладки кабеля и/или кабельных линий, при этом он дополнительно содержит, по меньшей мере, одну вводную камеру, соединенную, по меньшей мере, с одной линией магистрального туннеля коллектора, выполненную с обеспечением возможности ввода кабелей и/или кабельных линий в коллектор, и/или поворота, и/или пересечения кабельных линий, а также доступа к технологическому оборудованию, установленному в модуле, и его обслуживания, причем корпус магистрального туннеля коллектора и вводной камеры выполнен из полимерного материала, а корпус туннеля коллектора состоит из герметично соединенных профилированных пустотелых трубных секций, по меньшей мере, одна из которых снабжена огнезащитной перегородкой, а консольные полки закреплены на стойках, смонтированных, по меньшей мере, вдоль одной внутренней боковой стороны корпуса.
Недостаток: сложность конструкции.
Известен туннель для прокладки волоконно-оптической линии связи из А. Св. СССР №592932, МПК E02D 29/10, опубл. 15.02.1978 г., прототип.
Этот туннель содержит размещенные в траншее боковые стенки, днище и верхнюю плиту, выполненные из бетона. При этом днище выполнено влагопроницаемым за счет его перфорирования.
Недостаток: отсутствие дренажа влаги из полости туннеля при прокладке туннеля в черноземной и глинистой почве.
Задачи создания полезной модели: предотвращение ее деградации за счет обжатия при замерзании грунтовых вод, упрощение и ускорение монтажа волоконно-оптической линии связи.
Достигнутый технический результат: улучшение дренажа грунтовых вод.
Решение указанных задач достигнуто в туннеле для прокладки волоконно-оптической линии связи, содержащем размещенные в траншее боковые стенки, днище и верхние плиты, при этом днище выполнено влагопроницаемым, тем, что днище выполнено в виде последовательно уложенных снизу вверх слоя песка и слоя щебня.
Между верхними плитами могут быть выполнены поперечные зазоры.
Это может дополнительно способствовать прохождению и удалению влаги.
В бетон для верхних плит может быть введена добавка, улучшающая морозоустойчивость бетона. В качестве добавки, улучшающей морозоустойчивость бетона может быть применен суперпластификатор С-3. В качестве добавки, улучшающей морозоустойчивость бетона, может быть применен полиэтиленгликоль низкомолекулярный. Полость между боковыми стенками, днищем и верхними плитами может быть заполнена влагопроницаемым наполнителем.
Технический результат достигнут за счет того, что применение перфорированного днища в качестве средства дренажа не достаточно эффективно.
В большинстве случаев на территории РФ почва на глубине 0,5-1,0 м или черноземная или глинистая, т.е она плохо дренирует влагу. Предложено заменить перфорированную бетонную плиту слоем специально засыпанного щебня и слоем песка, имеющими хорошую влагопроницаемость.
Сущность полезной модели поясняется на фиг. 1…8, где:
- на фиг. 1 приведена схема укладки туннеля ВОЛС,
- на фиг. 2 приведен разрез А-А, первый вариант,
- на фиг. 3 приведен разрез А-А, второй вариант,
- на фиг. 4 приведен разрез А-А, третий вариант,
- на фиг. 5 приведен разрез А-А, четвертый вариант,
- на фиг. 6 приведен разрез А-А, пятый вариант,
- на фиг. 7 приведен разрез А-А, шестой вариант,
- на фиг. 8 приведен вид туннеля в плане с верхними плитами, установленными с зазорами между ними.
Туннель для прокладки волоконно-оптической линии связи (фиг. 1) содержит, выполненную между дорогой 1 и тротуаром 2 траншею 3 глубиной 30…40 см, в которой уложен туннель, образованный двумя боковыми стенками первой 4 и второй 5, днищем 6 и верхними плитами 7. Верхние плиты 7 могут быть уложены на боковые стенки первую 4 и вторую 5 (фиг. 2 и 3) или между ними (фиг. 4). Боковые стенки первая 4 и вторая 5 могут быть выполнены из бордюрных камней. Наиболее оптимально выполнение первой боковой стенки 4 из тротуарного бордюрного камня, а второй боковой стенки 5 - из дорожного бордюрного камня.
Наиболее предпочтительно выполнение верхних плит 7 из бетона марки М100…М150. В этом случае они будут иметь прочность равную прочности боковых стенок. Применение менее прочных верхних плит 7 может привести к их разрушению от воздействия пешеходов и случайного наезда автомобиля. Применение для верхних плит 7 бетона марки М200 или М 300 необоснованно увеличит их стоимость (табл. 1).
Для обеспечения морозоустойчивости верхних плит 7 в бетон целесообразно ввести добавки для повышения морозостойкости.
Добавки в бетон для морозостойкости делятся по своему химическому составу, а также по влиянию на основные свойства бетона на следующие типы:
- Суперпластификаторы. Это химические вещества, которые усиливают такую характеристику бетонной смеси, как подвижность. Кроме того, они оказывают влияние на такие показатели бетона, как твердость, прочность и водонепроницаемость. Ко всему прочему, их использование существенно экономит общий объем используемого бетона;
- Ускорители. Это вещества значительно сокращают время схватывания, и позволяют бетонной смеси на самом начальном этапе обрести требуемую проектом твердость. Эти присадки несколько ухудшают показатели пластичности, но зато увеличивают прочность бетона, которая увеличивается одновременно с застыванием.
- Регуляторы пластичности значительно продлевают время использования уже готовой бетонной смеси при ее длительной транспортировке.
- Морозоустойчивые добавки. Они используются при работе в условиях отрицательных температур.
- Модификаторы хорошо усиливают прочность бетона, положительно сказываются на его морозоустойчивости и сопротивлении коррозии.
- Комплексные добавки, которые воздействуют одновременно по нескольким направлениям.
В качестве добавки, улучшающей морозоустойчивость бетона может быть применен суперпластификатор С-3 ТУ 5745-001-97474489-2007 или полиэтиленгликоль низкомолекулярный ТУ 2483-71150986-2006.
Внутри туннеля в полости 8 монтируют ВОЛС в виде микротрубки 9, в которой протянут волоконно-оптический микрокабель 10 (фиг. 1).
Возможна прокладка пакета микротрубок 11.
Боковые стенки, первую 4 и вторую 5, укладывают на фундаменты 12 (фиг. 2), выполненные в виде слоя жидкого бетона, который впоследствии затвердевает.
Днище 6 может быть выполнено из бетонных плит 13 (фиг. 2 и 3), имеющих перфорацию 14, предназначенную для дренажа влаги из полости 8. Влага, имеющаяся в полости 8, при отсутствии дренажа замерзает, сдавливает волоконно-оптическую линию связи, а это приводит к ее деградации, т.е. ухудшению оптических свойств микрокабеля 10 (фиг. 1).
Полость 8 может быть полностью или частично заполнена влагопроницаемым материалом 15, например, в виде гравия, щебня, песка или их смеси в любом сочетании.
Возможно выполнение днища 6 в виде слоя щебня 16 (фиг. 4) или слоя песка 17 (фиг. 5), или последовательно снизу вверх уложенных слоев песка 17 и щебня 16 (фиг. 6).
1
2
Между верхними плитами 7 и боковыми стенками, первой 4 и второй 5, может быть выполнен зазор 18 шириной δ (фиг. 7). Между самими верхними плитами 7 могут быть выполнены поперечные зазоры 19 (фиг. 8) шириной δ.
1
2
Величина зазоров δ и δ составляет от 3 до 5 мм. Зазоры 18 и 19 не только улучшают дренаж воды, но и предназначены для крюков, предназначенных для подъема верхних плит 7 при обслуживании ВОЛС.
РАБОТА УСТРОЙСТВА
В траншею 3 укладывают боковые стенки, первую 4 и вторую 5, в виде бордюрных камней. Кладку производят на фундаменты 12 в виде слоев бетона, потом формируют днище 6.
Потом, если необходимо, засыпают в полость 8 влагопроницаемый материал 15, например щебень, песок или их смесь.
Укладывают ВОЛС в полость 8 и закрывают ее верхними плитами 7.
При эксплуатации ВОЛС в осеннее или весеннее время осадки в виде влаги проникают в полость 8, дренируются из нее через днище 6 и выходят наружу. Это исключает замерзание влаги в полости 8 и сдавливание ВОЛС. В результате срок службы ВОЛС возрастет в несколько раз.
Для демонтажа верхних плит 7 устанавливают крюки в зазоры 18 или 19 с двух сторон. Небольшой вес верхних плит 7 (от 10 до 20 кг) позволяет двум рабочим относительно легко демонтировать верхние плиты 7 на протяженном участке.
Применение полезной модели позволило:
- значительно уменьшить деградацию волоконно-оптической линии связи за счет предотвращения ее обмерзания, вследствие применения дренажных мероприятий, таких как влагопроницаемое днище и наполнение влагопроницаемым материалом полости туннеля,
- увеличить срок службы ВОЛС,
- облегчить ремонт и обслуживание ВОЛС.
ПРИЛОЖЕНИЕ №1
3. Кабельный туннель - это подземное сооружение (коридор) с расположенными в нем опорными конструкциями для размещения на них кабелей и муфт, позволяющее производить прокладку, ремонты и осмотры со свободным проходом по всей длине (рис. 1.8)
КТ сооружают из сборного ж/б и снаружи покрывают гидроизоляцией. Заглубление - 0,5 м.
Проходы в кабельных туннелях, как правило, должны быть не менее 1 м, однако допускается уменьшение проходов до 800 мм на участках длиной не более 500 мм.
Пол туннеля должен быть выполнен с уклоном не менее 1% в сторону водосборников или ливневой канализации. При отсутствии дренажного устройства через каждые 25 м должны быть устроены водосборные колодцы размером 0,4×0,4×0,3 м, перекрываемые металлическими решетками. При необходимости перехода с одной отметки на другую должны быть устроены пандусы с уклоном не более 15°.
В туннелях должна быть предусмотрена защита от попадания грунтовых и технологических вод и обеспечен отвод почвенных и ливневых вод.
Туннели должны быть обеспечены в первую очередь естественной вентиляцией. Выбор системы вентиляции и расчет вентиляционных устройств производятся на основании тепловыделений, указанных в строительных заданиях. Перепад температуры между поступающим и удаляемым воздухом в туннеле не должен превышать 10°С. Вентиляционные устройства должны автоматически отключаться, а воздуховоды снабжаться заслонками с дистанционным или ручным управлением для прекращения доступа воздуха в туннель в случае возникновения пожара.
В туннеле должны быть предусмотрены стационарные средства для дистанционного и автоматического пожаротушения. Источником возникновения пожара могут быть кабели, соединительные кабельные муфты. К пожару может привести небрежное обращение с огнем и легко воспламеняющимися материалами при монтажных или ремонтных работах. Выбор пожарогасящих средств производится специализированной организацией.
В туннелях должны быть установлены датчики, реагирующие на появление дыма и повышение температуры окружающей среды выше 50°С. Коллекторы и туннели должны быть оборудованы электрическим освещением и сетью питания переносных светильников и инструмента.
Протяженные кабельные туннели разделяют по длине огнестойкими перегородками на отсеки длиной не более 150 м с устройством в них дверей шириной не менее 0,8 м. Двери из крайних отсеков должны открываться в помещение или наружу. Дверь в помещение должна открываться ключом с двух сторон. Наружная дверь должна быть снабжена самозакрывающимся замком, открывающимся ключом снаружи. Двери в средних отсеках должны открываться в сторону лестницы и быть снабжены устройствами, фиксирующими их закрытое положение. Открываются эти двери с обеих сторон без ключа.
Прокладка кабелей в коллекторах и туннелях рассчитывается с учетом возможности дополнительной прокладки кабелей в количестве не менее 15%.
2
2
Силовые кабели напряжением до 1 кВ следует прокладывать под кабелями напряжением выше 1 кВ и разделять их горизонтальной перегородкой. Различные группы кабелей, а именно рабочие и резервные напряжением выше 1 кВ, рекомендуется прокладывать на разных полках с разделением их горизонтальными несгораемыми перегородками. В качестве перегородок рекомендуются асбоцементные плиты, прессованные неокрашенные толщиной не менее 8 мм. Прокладку бронированных кабелей всех сечений и небронированных сечением жил 25 мм и выше следует выполнять по конструкциям (полкам), а небронированных кабелей сечением жил 16 мм и менее - на лотках, уложенных на кабельные конструкции.
Кабели, проложенные в туннелях, должны быть жестко закреплены в конечных точках, с обеих сторон изгибов и у соединительных муфт.
Во избежание установки дополнительных соединительных муфт следует выбирать строительную длину кабелей.
Каждую соединительную муфту на силовых кабелях нужно укладывать на отдельной полке опорных конструкций и заключать в защитный противопожарный кожух, который должен быть отделен от верхних и нижних кабелей по всей ширине полок защитными асбоцементными перегородками. В каждом туннеле и канале необходимо предусмотреть свободные ряды полок для укладки соединительных муфт.
Для прохода кабелей через перегородки, стены и перекрытия должны быть установлены патрубки из несгораемых труб.
В местах прохода кабелей в трубах зазоры в них должны быть тщательно уплотнены несгораемым материалом. Материал заполнения должен обеспечивать схватывание и легко поддаваться разрушению в случае прокладки дополнительных кабелей или их частичной замены.
Небронированные кабели с пластмассовой оболочкой допускается крепить скобами (хомутами) без прокладок.
Металлическая броня кабелей, прокладываемых в туннелях, должна иметь антикоррозионное покрытие. Расстояние между полками кабельных конструкций при прокладке силовых кабелей напряжением до 10 кВ должно быть не менее 200 мм. Расстояние между полками при установке огнестойкой перегородки при прокладке кабелей должно быть не менее 200 мм, а при укладке соединительной муфты 250 или 300 мм - в зависимости от типоразмера муфты (рис. 1.8).
4. Кабельный коллектор - это сооружение, предназначенное для общего размещения кабельных линий, теплопроводов и водопроводов.
Коллектор сооружают из железобетонных конструкций круглого и прямоугольного сечений. Коллекторы круглого сечения делают на глубине не более 5 м закрытым способом. Коллектор снабжен вентиляцией, насосами и управляется с диспетчерского пункта. Необходимо предусмотреть телефонную связь. Размеры коллектора: диаметр - 3,6 м; ширина - 2,5 м; высота - 3,0 м (рис. 1.9).
5. Кабельный блок - это сооружение с трубами (каналами) для прокладки кабелей с относящимися к нему колодцами.
Кабельные блоки сооружают из железобетонных панелей длиной 6 м с 2-3 каналами внутри из асбоцементных или керамических труб. Блоки укладывают на подушку из железобетона и защищают гидроизоляцией. Глубина заложения - не менее 0,7 м, а при пересечениях - не менее 1 м. Места стыков панелей заливают раствором, предварительно заложив в зазор жгут из пакли. Через каждые 150 м устанавливают проходные или разветвительные колодцы. Минимальная высота колодцев - 1,8 м. Прокладка в блоках наиболее надежна, но менее экономична.
Прокладка кабелей в блоках рекомендуется: в следующих случаях: в местах пересечений с железными и автомобильными дорогами; при большом числе других подземных коммуникаций и сооружений; вероятности разлива металла или агрессивных жидкостей в местах прохождения кабельных трасс; прокладке кабельных линий в агрессивных по отношению к оболочке кабелей грунтах; необходимости защиты кабелей от блуждающих токов.
Для сооружения блоков применяются двух- и трехканальные железобетонные панели (рис. 1.10), предназначенные для прокладки в сухих, влажных и насыщенных водой грунтах, асбоцементные трубы для защиты кабелей от блуждающих токов, керамические трубы для защиты кабелей в агрессивных и насыщенных водой грунтах (при необходимости - и в сухих грунтах). При выборе материалов кабельных блоков следует учитывать уровень грунтовых вод и их агрессивность, а также наличие блуждающих токов.