淺析鐵路通信光纜的施工

李體健

[摘要]鐵路通信網(wǎng)作為保證行車安全，提高運輸效率的重要工具，隨著鐵路現(xiàn)代化技術(shù)的飛速發(fā)展也得到不斷更新。其主干網(wǎng)大多由光纜組成，因此，通信光纜的施工維護(hù)就變得尤為重要。結(jié)合多年工作經(jīng)驗對鐵路通信光纜施工進(jìn)行探討，希望能為以后的鐵路通信光纜施工提供一些參考。

[關(guān)鍵詞]鐵路通信網(wǎng)光纜施工

中圖分類號：TN91文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1671—7597(2009)0210087—01

一、引言

隨著鐵路現(xiàn)代化技術(shù)的不斷發(fā)展，鐵路通信作為保障鐵路運輸安全的一個重要環(huán)節(jié)，其現(xiàn)代化程度也得到飛速發(fā)展，先后經(jīng)歷了架空明線、同軸電纜、對稱電纜、光電綜合纜、光纜的不同時期。通信光纜以其傳輸容量大、中繼段距離長、體積小重量輕、抗電磁干擾等顯著特點，廣泛應(yīng)用于干線傳輸通道建設(shè)。但也正是由于其材質(zhì)的特殊性，導(dǎo)致它機械強度低、抗拉強度較小等不利因素，因此光纜工程施工質(zhì)量的優(yōu)劣對今后光纜的應(yīng)用、維護(hù)起著重要作用。筆者結(jié)合施工實踐，把施工中應(yīng)該注意的問題加以分析和總結(jié)，供大家探討。

二、光纜敷設(shè)中的問題分析

(一)光纜的選擇

為了保證鐵路系統(tǒng)的安全運行，需要光纜具有高可靠性和長壽命的特點，因此必須選擇結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)成熟的光纜，不能使用質(zhì)量不合格的產(chǎn)品。目前的光纜種類有層絞式、骨架式、束管式等，其中層絞式以其光纖密度大、性能穩(wěn)定且價格便宜的優(yōu)點廣泛被人采用。選擇光纜的指標(biāo)主要有抗拉力和抗側(cè)壓力。光纜盤通常都比較長，長度可達(dá)6千米，一般靠人力進(jìn)行敷設(shè)，如其抗拉強度不夠，就容易使光纜在施工過程中被拉長，造成光纖長期處于受力狀態(tài)，縮短了使用壽命。除了抗拉力和抗側(cè)壓力指標(biāo)外，絕緣指標(biāo)也很重要，尤其是在潮濕的地區(qū)，絕緣性能保證光纜的安全使用。

(二)路徑的選擇

鐵路光纜線路的選擇必須首先保證光纜線路的安全可靠，其次是經(jīng)濟合理、施工維護(hù)方便等。合理地選擇光纜路徑不僅能節(jié)約資源和時間，更重要的是能保證鐵路通訊網(wǎng)絡(luò)的安全暢通，對于山區(qū)、湖泊、沼澤等地理條件復(fù)雜的地區(qū)尤為重要。鐵路的光纜線路一般沿鐵路線敷設(shè)，在保證安全的情況下，應(yīng)盡量選擇直線路徑，少選彎曲路徑，并且還應(yīng)選擇地質(zhì)穩(wěn)定的地段。平原地區(qū)要避開湖泊、沼澤和排澇蓄洪地帶，并盡量少穿越水塘、溝渠。山區(qū)的路徑選擇相比平原地區(qū)要復(fù)雜得多，山區(qū)的路徑選擇要盡量避開陡峭、溝壑、滑坡、泥石流，以及洪水危害、水土流失的地區(qū)。山區(qū)的光纜多敷設(shè)在路基的水溝邊、擋渣墻的內(nèi)外側(cè)，對于石質(zhì)地段還需打眼放炮，可能對路基造成不良影響。鐵路的隧道橋梁建設(shè)都應(yīng)考慮到電纜和光纜的施工，并且預(yù)留電纜槽道，以方便以后的電、光纜施工。在地質(zhì)條件復(fù)雜的山區(qū)，應(yīng)考慮在路肩或坡腳修建電、光纜槽道，并與土建工程同時施工?？偠灾?，合理的路徑選擇是光纜施工質(zhì)量的首要保證，必須慎重對待。

(三)接頭位置的安排

光纜接頭位置的選擇很重要，必須嚴(yán)格按照規(guī)范要求來操作。光纜接頭位置要避開交通繁忙的要道口，并且還要避開大橋、涵洞、隧道等，其它容易受環(huán)境和人為影響的地方均應(yīng)避開，以保證光纜接頭的長期和穩(wěn)定工作。在鐵路光纜施工規(guī)范中規(guī)定每個接頭接續(xù)后光纜應(yīng)預(yù)留2－3m，預(yù)留長度不可過多也不可過少，預(yù)留長度的過多或過少均能影響日后的維護(hù)，給應(yīng)急搶修工作帶來不必要的麻煩。

(四)應(yīng)力的控制

光纜敷設(shè)一定要文明施工，防止由于用力過猛對光纜造成的危害。規(guī)范規(guī)定，一般光纜牽引力不超過光纜允許的80％，瞬間最大牽引力不得超過100％，并且不能直接對光纜進(jìn)行牽引，光纜上應(yīng)設(shè)加強件，以避免光纖受損傷而導(dǎo)致接續(xù)損耗增大。如光纜采用吹纜式敷設(shè)，則吹纜設(shè)備必須經(jīng)過鑒定，只有在符合規(guī)范要求后方可使用。如采用人力敷設(shè)，則應(yīng)在各個孔中分散人力牽引，注意協(xié)調(diào)工作，用力要均勻，不能過猛，敷設(shè)后光纜在各個孔中要做彎曲繞行。對于直埋式光纜，光纜溝底應(yīng)盡量避免出現(xiàn)突變，以免在回填時對光纜造成附加應(yīng)力，影響光纜壽命。因此，應(yīng)將溝底修成為緩變坡度，在過道防護(hù)處無法平緩過渡時，要在溝底填土夯實，直至溝底坡度小于45度時，才能減少由于坡度造成的附加應(yīng)力。

三、光纖接續(xù)中的問題分析

目前鐵路系統(tǒng)所用光纜中的光纖主要是單模光纖，單模光纖是在給定的工作波長中，只傳輸單一基模的光纖。他不存在模式色散，所以單模光纖具有相當(dāng)寬的傳輸頻帶，運用于長距離大容量的傳輸。光纖的接續(xù)方法現(xiàn)階段以電弧熔接法最為優(yōu)越，應(yīng)用最為廣泛。電弧熔接法是利用光纖高溫時的熔融性能和高壓尖端放電產(chǎn)生的高溫電弧原理，使光纖熔接起來的。目前所生產(chǎn)的熔接機都采用圖像處理技術(shù)，做到自動設(shè)定光纖端面位置，單模光纖的自動對心和自動熔接，通過切換顯像管畫面，可以垂直和水平的兩個方面觀察光纖的對心和熔接情況。還可根據(jù)芯軸偏差和傾斜度估算出接續(xù)損耗并顯示出來。在進(jìn)行光纖接續(xù)時一般按以下程序進(jìn)行：(1)在待接光纖上套上對接續(xù)部位補強的熱縮加強芯；(2)除去涂覆層，用被覆鉗垂直鉗住光纖剝除20－30mm長的一次涂覆和二次涂覆層，用浸泡酒精的棉球或鏡頭紙均勻擦拭光纖，將光纖擦拭干凈，同時要注意光纖表面不應(yīng)有裂口劃痕；(3)切割光纖，制作端面，在光纖接續(xù)中，光纖端面的制作是最為關(guān)鍵的工序。光纖端面的完善與否是決定光纖接續(xù)損耗的重要原因之一。他要求制備后的端面平整無毛無缺損，且與軸線垂直，呈現(xiàn)一個平滑平整的鏡面區(qū)，保持清潔無灰塵污染。制備端面有三種方法：①刻痕法，采用機械切割刀，用金剛石刀在表面上向垂直與光纖的方向劃道刻痕，距涂覆層10mm，輕輕彈碰，光纖在此刻痕上自然斷裂；②切割鉗法，他是利用一種自制的手持簡易鉗進(jìn)行切割操作；③超聲波電動切割法。這三個方法只要器具優(yōu)良，操作得當(dāng)，制備端面的效果都不錯；(4)將欲接的兩根光纖放入熔接機中進(jìn)行熔接，放入光纖時應(yīng)注意光纖端面不要碰到熔接機的任何部位，以免端面損壞弄臟。放置好后由熔接機自動完成接續(xù)；(5)熔接好后用OTDR進(jìn)行接續(xù)性能測定，符合接續(xù)指標(biāo)后小心拿出熔好后的光纖，將熱熔加強芯輕輕置于熔接部位，加強芯的中心應(yīng)正對熔接點，然后放入熱熔爐將加強芯熱熔；(6)全部接續(xù)完畢后，收入收容盤內(nèi)，用OTDR進(jìn)行復(fù)測，全部合格后進(jìn)行接頭盒的封閉工作。光纖接續(xù)損耗是由于接續(xù)點不完善而產(chǎn)生的損耗，影響接續(xù)點不完善的因素很多，歸納起來有兩大類即外因和內(nèi)因。內(nèi)因是指光纖本身的不完善，不能通過改善接續(xù)工藝來減少損耗；它包括芯徑失配，折射率分布失配，光纖同心度不良，模場直徑失配，所以在接續(xù)測試中，接續(xù)損耗值會出現(xiàn)大正大負(fù)的現(xiàn)象。通過多次接續(xù)只能使單向值小些，平均值趨于零，但正負(fù)現(xiàn)象不能避免，正負(fù)現(xiàn)象對光纖但輸損耗有一定的影響。在工程中，光纜配盤時應(yīng)盡量選用同一批出廠的光纜，AB端盡量一一對應(yīng)，人為的完善接續(xù)工藝以減少接續(xù)損耗。外因是指非光纖本身不完善，而是接續(xù)工藝不良造成的，包括芯位置橫向縱向光纖軸向角的偏差，光纖端面污染等，這是由于接續(xù)過程中屬于熔接機維護(hù)不及時操作不當(dāng)?shù)热藶橐蛩卦斐山永m(xù)損耗過大。

四、光纜防雷、防蝕及接地注意的問題

光纜線路防雷的主要措施是雷區(qū)埋設(shè)排流線(地下防雷屏蔽線)和消弧線，應(yīng)注意防雷接地要與防電氣化干擾綜合考慮。光纜線路的防蝕在腐蝕地帶宜采用犧牲陽極的陰極保護(hù)法，局部嚴(yán)重地段，要加裝陶瓷管或硬塑料管防護(hù)。光纜的金屬外護(hù)套敷設(shè)后不應(yīng)破損，要采取絕緣保護(hù)，埋設(shè)后的單盤光纜的對地絕緣電阻指標(biāo)不應(yīng)小于10M.km。

光纜接地有懸浮對地和光纜接地兩種方案。(1)懸浮對地方案：單光纜每個接頭處的金屬加強芯和金屬護(hù)套實施電氣阻斷，即每盤光纜間不做電氣連通，光纜不接地，呈懸浮對地狀態(tài)，在雷區(qū)埋設(shè)排流線可以滿足防雷和防電氣化干擾的要求。(2)光纜接地方案：實施電氣阻斷有困難時。金屬加強芯和金屬護(hù)套可做全線電氣連通，加強芯和護(hù)套每隔2或4km接地，一般接地電阻值不大于10。

總之，正確把握施工技術(shù)是確保通信光纜線路安全和優(yōu)質(zhì)傳輸?shù)年P(guān)鍵，其更是理論知識和實踐經(jīng)驗的有機結(jié)合，在實際工程施工中要善于思考和不斷總結(jié)，才能有效提高施工技術(shù)水平、工程質(zhì)量和工作效率，實現(xiàn)質(zhì)量、安全、成本、效益的共贏。