路面微槽敷設(shè)微管微纜技術(shù)的研究與應(yīng)用

劉暢

（長(zhǎng)飛光纖光纜有限公司，武漢 430073）

路面微槽敷設(shè)微管微纜技術(shù)的研究與應(yīng)用

劉暢

（長(zhǎng)飛光纖光纜有限公司，武漢 430073）

本文報(bào)告了通信業(yè)務(wù)發(fā)展導(dǎo)致管道資源逐步不足的現(xiàn)狀，對(duì)路面微槽敷設(shè)微管微纜技術(shù)進(jìn)行了介紹和分析。該技術(shù)由路面切槽工藝和微纜氣吹工藝組成，使用材料包括排式集束管或單根厚壁直埋微管以及氣吹微型光纜。較傳統(tǒng)通信管道光纜技術(shù)，具有路由建設(shè)及光纜敷設(shè)效率高、施工成本低、管孔利用率高、對(duì)道路交通阻礙和環(huán)境污染少、對(duì)現(xiàn)有管線或路面設(shè)施破壞小的特點(diǎn)。歐美和東南亞等地區(qū)的通信運(yùn)營(yíng)商已在城域網(wǎng)和FTTH建設(shè)中應(yīng)用了該項(xiàng)技術(shù)，并快速、高效實(shí)現(xiàn)了其通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的開展。

路面微槽；微型開槽機(jī)；氣吹；排式集束管；微纜；FTTH

隨著2013年4月1日住建部和工信部聯(lián)合下發(fā)貫徹落實(shí)國家標(biāo)準(zhǔn)《住宅區(qū)和住宅建筑內(nèi)光纖到戶通信設(shè)施工程設(shè)計(jì)規(guī)范》及《住宅區(qū)和住宅建筑內(nèi)光纖到戶通信設(shè)施工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》的要求，新建住宅將全面實(shí)施光纖到戶（FTTH），同時(shí)各大運(yùn)營(yíng)商的4G網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)也將迎來大規(guī)模建設(shè)，城域網(wǎng)與接入網(wǎng)的光纜需求量勢(shì)必大幅增長(zhǎng)。而在通信管網(wǎng)資源日益減少并緊缺的當(dāng)下，須增大現(xiàn)有管道利用率或通過其它技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)新建管道路由，以完成未來通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的發(fā)展并保證國家《寬帶網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施“十二五”規(guī)劃》的正常實(shí)現(xiàn)。受限于國內(nèi)多數(shù)大型城市市政規(guī)劃中對(duì)新建管道路由的限制，道路大面積開挖敷設(shè)傳統(tǒng)通信管道方式機(jī)會(huì)沒可能，而通過采用開微槽并結(jié)合氣吹敷設(shè)微纜技術(shù)，可以在完全無管道資源情況下完成通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，為管道資源緊張的通信企業(yè)解決燃眉之急。

1 通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)現(xiàn)狀

通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方式主要有管道、架空和直埋等方式，其中核心層光纜主要以管道方式敷設(shè)，配線及中繼聯(lián)接多以管道及架空方式敷設(shè)，業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)入戶的接入光纜大多數(shù)采用架空方式敷設(shè)。而目前大量地方政府因市容市貌等原因禁止市區(qū)內(nèi)光纜凌亂架空現(xiàn)象，并將現(xiàn)有架空光纜整改至地下通信管道，管道資源緊缺狀況將更加明顯。20世紀(jì)90年代進(jìn)入光通信時(shí)代后，國內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)在城域通信管道建設(shè)方面仍然采用適合銅纜布放的水泥管道。在2000年前后，各地的城域網(wǎng)建設(shè)逐步開始使用塑料管道，先是大量使用內(nèi)徑100 mm左右的波紋塑料管（穿放光纜前，在大管孔內(nèi)一次性穿放幾根32/28 mm或30/25 mm的塑料子管以提高管孔使用率），后又衍生出了塑料柵格管道、5孔/7孔梅花型塑料管道以及適應(yīng)氣吹法施工的硅芯管等。2010年后國內(nèi)多個(gè)城市出現(xiàn)了在40/33 mm硅芯管中氣吹或牽引多根小直徑微管，然后在微管中氣吹微纜的管道高利用率建設(shè)方式。但新建通信管道依然存在建造周期長(zhǎng)、成本高、市政審批難等問題，利用技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)在完全無管道資源的條件下建設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)線路將是極具現(xiàn)實(shí)意義的創(chuàng)新之法。

2 路面微槽敷設(shè)微管微纜技術(shù)簡(jiǎn)介

路面微槽氣吹技術(shù)是采用路面開槽機(jī)在道路邊切割一條寬度在15～30 mm、深度在150～350 mm的槽道，在槽道底垂直布放厚壁、排式微管（可布放前即在其中氣吹敷設(shè)微纜），回填水泥或混凝土后再利用氣吹機(jī)和空壓機(jī)將微纜敷設(shè)到微管中。路面微槽技術(shù)包括切槽工藝、氣吹施工、排式集束管、氣吹微纜光纜等技術(shù)要素。

表1 微纜微管匹配表

長(zhǎng)飛光纖光纜有限公司微纜芯數(shù)與適于氣吹微管尺寸數(shù)據(jù)如表1所示，其最大芯數(shù)已達(dá)288芯（可在YD/T 1460.1-2006標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)地中12 mm內(nèi)徑的微管中氣吹1.2 km以上）。全系列微纜可滿足任何城域網(wǎng)和接入網(wǎng)的通信設(shè)計(jì)需要，在路面微槽路由中利用氣吹方式靈活布放。微纜的氣吹布放可在路面微槽回填完畢后進(jìn)行，微纜氣吹機(jī)與小型空壓機(jī)占地面積小，對(duì)道路交通影響有限，施工快捷迅速。

3 路面微槽敷設(shè)微管微纜技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

3.1 路由建設(shè)及光纜敷設(shè)效率高

路面微槽氣吹技術(shù)所采用的開窄、淺槽道方式較傳統(tǒng)開挖路面方式效率更高。由于微管體積較小，故開挖土方較少，挖掘速率也更高。開挖后可立即敷設(shè)排式集束管并進(jìn)行回填，回填量少故道路恢復(fù)時(shí)間也更短。而由于排式集束管可后期分批進(jìn)行氣吹，故光纜敷設(shè)可在路由完全建設(shè)好、道路交通恢復(fù)后進(jìn)行，且微纜的氣吹敷設(shè)速率也比傳統(tǒng)牽引或直埋方式布放更快。采用路面微槽氣吹技術(shù)的通信網(wǎng)絡(luò)工程施工效率和建設(shè)周期較傳統(tǒng)的架空、直埋和牽引方式要優(yōu)化很多。

3.2 施工成本低

傳統(tǒng)通信管道路由建設(shè)須采用大型挖掘機(jī)開挖路面后敷設(shè)大直徑管道并回填，其設(shè)備運(yùn)輸、施工折舊與損耗、人力及材料成本均較高。路面微槽氣吹技術(shù)中核心的微型管道和微型光纜使得開挖、回填、敷設(shè)等工序更加便捷、小型化，因此設(shè)備、人力以及材料等方面均產(chǎn)生一定比例的減少。開挖體積少使得設(shè)備損耗更少，小型化的開槽機(jī)其運(yùn)行成本也較低。高效率的施工模式及機(jī)械化的開槽機(jī)、吹纜機(jī)等可使人工工日減少，人力成本降低。而微槽回填料、排式集束管和微纜等原材料也較傳統(tǒng)通信路由建設(shè)用料更省。

3.3 管孔利用率高

根據(jù)氣吹占空比選擇，在12 mm內(nèi)徑微管中已可氣吹288芯微纜，而8 mm內(nèi)徑的微管中也至少可以氣吹96芯微纜。其單位體積內(nèi)光纖密度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)普通光纜，且集束管本身由于其設(shè)計(jì)特點(diǎn)即是在單位體積內(nèi)形成最多的管孔資源，是一種空間利用最優(yōu)的方式。而目前微纜小體積、高密度的發(fā)展趨勢(shì)也會(huì)使得管孔的資源利用率越來越高。

3.4 對(duì)道路交通阻礙和環(huán)境污染少

市政管理中出于市容和交通方面考慮，現(xiàn)已很少有大型城市允許路面開挖。而路面微槽模式對(duì)交通和環(huán)境幾無影響，開微槽僅須較小工作界面且施工、回填迅速。開挖土方量較傳統(tǒng)開挖減少很多，可人工或機(jī)械方式快速清理。在無法大面積開挖敷設(shè)路由的場(chǎng)景下進(jìn)行小型化的“微槽+微管+微纜”施工方式，可在市政影響程度最低的情況下完成路由建設(shè)。

3.5 對(duì)現(xiàn)有管線或路面設(shè)施破壞小

路面大面積開挖難以避免會(huì)造成已有公共建筑或設(shè)施的損壞，開挖也存在破壞其他電力、輸氣等管道的風(fēng)險(xiǎn)，而路面微槽氣吹方式的安全保障性要高很多。由于其開挖深度、寬度都很小，對(duì)現(xiàn)有設(shè)施的破壞將至最低程度，同時(shí)普通電力和輸氣管線埋深都在600 mm以上，路面微槽的開挖深度不至影響到其他管線。

4 路面微槽敷設(shè)微管微纜技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

2013年初美國電信運(yùn)營(yíng)商Verizon出于無管道資源和急于開展其FTTH業(yè)務(wù)等原因，在美國東海岸最大城市紐約曼哈頓街區(qū)，采用路面微槽氣吹技術(shù)，在路面切割出尺寸寬度20 mm、深度300 mm的微槽，隨后布放豎排微管并在其中氣吹微纜。實(shí)現(xiàn)了管道資源的快速增加且并未對(duì)紐約繁華城區(qū)的交通和環(huán)境產(chǎn)生較大影響，線路開通后成功開展通信業(yè)務(wù)，使得全美第二大運(yùn)營(yíng)商能夠提供更快的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)以及受眾更廣的用戶。

2013年馬來西亞某電信運(yùn)營(yíng)商采用路面微槽氣吹技術(shù)進(jìn)行城市FTTH建設(shè)，施工采用大功率切槽機(jī)，施工效率高，開挖廢料少，采用人工方式清理。該項(xiàng)目埋入的是厚壁微管，由于微槽寬度較小，多根微管垂直布放進(jìn)入后還是處于豎排狀態(tài)。布放微管后即回填水泥，對(duì)道路交通影響降至最低。

5 小結(jié)

隨著光纖到戶的大力發(fā)展和管道資源的逐漸減少，采用路面開微槽加氣吹微纜的施工模式將更具經(jīng)濟(jì)效益和現(xiàn)實(shí)意義。特別是在城域環(huán)網(wǎng)到住宅用戶之間存在大量且無法規(guī)劃的網(wǎng)絡(luò)連接需求，而大面積開挖或者架空模式已難以通過市政審批的情況下，施工單位采用路面微槽敷設(shè)微管和氣吹微纜技術(shù)即可完成小型化的管道和線路建設(shè)，從而實(shí)現(xiàn)高速、便捷、經(jīng)濟(jì)的光網(wǎng)絡(luò)組建模式。同時(shí)集束管可為今后的管道擴(kuò)容提供空間，而氣吹微纜也可為更為便利的進(jìn)行線路升級(jí)、改造。路面微槽敷設(shè)微管微纜將是一項(xiàng)改善傳統(tǒng)施工技藝、推進(jìn)通信建設(shè)發(fā)展的革命性技術(shù)。

Research and application of micro-trenching technology with microduct and microcable

LIU Chang
(Yangtze Optical Fiber and Cable Company Ltd. Marketing center, Wuhan 430073, China)

In this paper, the shortage of pipeline resource caused by the development of communications business has been reported. The micro-trenching technology with microduct and microcable consisted of pavement grooving process and air-blowing process has been introduced and analyzed. This technology will use thick walled fl atduct or direct buried microducts and microcable. Compared with the traditional communications cable laying technology, the micro-trenching technology could provide a high eff i ciency construction speed with low cost and high pipeline utilization. Meantime, the traffic obstruction, environmental pollution and destruction of the existing pipelines or road facilities is much less with micro-trenching mode. Communications operators in Europe, America, Southeast Asia and other regions have applied this technology in the metro and FTTH construction and achieved the launching of their network services quickly and eff i ciently.

micro-trenching; trenching machine; air-blowing; thick walled fl atduct; microcable; FTTH

TN915

A

1008-5599（2013）12-0048-03

2013-10-26

國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（2010CB735904）和國家自然科學(xué)基金（61007054）資助。