纺织子管应用模式的应用研究
2012-07-31中国联通江苏分公司江苏南京004中讯邮电咨询设计院有限公司河南郑州450007
周 斌,王 鹏,杨 韬(.中国联通江苏分公司,江苏 南京004;.中讯邮电咨询设计院有限公司,河南 郑州450007)
0 前言
随着通信运营商网络规模的不断拓展及业务多元化的不断提升,传输资源需求也随之迅猛增长,并逐步出现了局部网络资源紧缺问题。对于不易获得的管道战略资源来说,这种紧缺现象尤为明显。如不尽快解决,将势必影响业务的持续发展。
随着城市管理的日益严格和规范,新建管道道路开挖问题越来越多地受到社会关注和政策限制。加之管道造价的不断攀升,现有管道管孔资源日趋紧张。如何进一步提升现有管道资源利用率,已成为目前急需解决的问题。
在大规模建设FTTx的背景下,作为一种新型材质的纺织子管,因其具有诸多优势,目前已在通信运营商中逐步得到了推广应用。
1 纺织子管技术的特点
纺织子管原是美利肯公司的一个专利产品。这种新型管材,是专门为通信线缆敷设设计的,属传统PE子管的同类产品。其区别在于,纺织子管是柔软性的带状子管,由纺织布料纺织而成,而PE子管则是有固有形状的管材。相对PE子管而言,由于纺织子管占用地下管道空间小,所以在同一管道中可布放更多的缆线,从而节省了管道资源。纺织子管的诸多优越性在市区及一些困难路段显得尤为突出,其主要缺点是怕紫外线辐射。由于纺织子管是由高分子聚脂面料织成的,所以适合于地下管道、桥梁及室内应用场景,适用于空管道、已有电缆或PE子管的现管道,甚至适合于小孔径的梅花管或PE子管,但不适用于室外引上。由于纺织子管可提高管道利用率、降低管道建设成本,加之具有柔韧性好、敷设快捷、施工方便、防盗窃(不可回收)等优势,因此目前已在国内通信运营商中得到了逐步推广应用。
纺织子管是一种由高分子材料编织成网状的柔性管子,属通信类纺织制品,主材料为聚酯和尼龙,因外观和手感像纺织品一样而得名。聚酯和尼龙2种聚合物相结合,除具有高强度、高韧性、耐磨蚀和耐温度变化等特性外,还具备机械性能优越、不受土壤中的生化侵袭降低其性能等特性。
纺织子管内置1根牵引绳(拉带)(见图1),用于牵引布放光缆。由于纺织子管没有弯曲记忆,且表面涂有润滑剂,所以牵引阻力小、施工简单快捷。
与PE子管相比,由于纺织子管占用物理空间小、柔韧性好、可折叠放置,所以运储占用空间小、成本大为降低。采用纺织子管可避免布放缆线时出现扭结、打小圈及浪涌等现象。
纺织子管材质有以下主要特性。
a)施工方便。纺织子管无弯曲记忆,敷设时可任意弯曲而不会出现扭结等现象;孔内预置有高强度牵引绳,敷设缆线时无需再行通孔,十分方便快捷;施工时只需很小(约1 m2)的场地,特别适合于在交通繁忙的困难路段施工。
b)保护线缆和外管。纺织子管的拉断强度大于1 000 kg、熔点达215℃、热胀冷缩率甚小,能有效地防止磨损线缆和外管。
c)寿命长。纺织子管有很高的化学惰性,设计寿命大于30年,可长期布放在环境恶劣的地下管道中。
2 纺织子管的应用模式
根据目前城市通信管道现状及纺织子管特性,提出了以下3种应用模式。
2.1 空管模式
空管模式是指在空管道中只布放纺织子管。空管有3种应用模式:通常是在直径为100 mm的PE子管中穿放5根纺织子管,每管布放1条光缆,共可布放5条光缆,即所谓5×1模式;利用纺织子管代替原PE子管。在原PE子管中穿放5组纺织子管,每组3孔,每孔布放1条光缆,共可布放15条光缆,即所谓5×3模式;在穿完全部光缆后,若还有足够空间时可再穿放1组纺织子管,共可布放18条光缆,即所谓6×3模式。由此可见,采用空管模式时纺织子管的管孔利用率可达300%以上。空管模式见图2。空管模式下各类管孔可布放的光缆数量见表1。
相较PE子管而言,空管模式的最大优势是能大幅提高管孔利用率;相对于不穿子管而直接敷设光缆而言,空管模式可防止裸放光缆相互摩擦而损伤光缆外护层和光缆扭转,从而降低光缆布放维护的难度。
2.2 叠加模式
当通信管道中已布放PE子管或光电缆而仍有物理空间时,可采用叠加模式。叠加模式是指纺织子管与PE子管或光缆按一定比例混合地穿放在管道中。叠加模式可大幅提高管孔利用率、防止管道破裂引起的光缆损坏及部分子管失效而影响光缆敷设。
根据管道中已布放的PE子管数量,叠加可分为3+3、4+2和 5+1模式。
通常多采用3+3叠加模式,即3根Φ28/32的PE子管和3组3孔纺织子管混合穿放,最多可布放12条光缆(见图 3)。
确有需要时也可采用4+2和5+1叠加模式。但由于4/5根PE子管截面积太大、外围还可能有绑扎,纺织子管易产生缠绕及布放有一定困难等原因,因此建议一般不采用这2种模式。
图1 纺织子管与内置牵引绳
图2 空管模式
图3 叠加模式
表1 空管模式下各类管孔布放的光缆数量
由于现有管道内多数已放有电缆,因此还可根据实际需要在已敷设电缆的管道中敷设纺织子管,再在纺织子管中穿放光缆,以达到充分挖掘老管道剩余空间、提高管孔利用率的目的。
2.3 小纺织管模式
小纺织管模式是指在原PE子管中穿放1组2孔小规格纺织子管。小纺织管模式可使原子管容量翻倍。该模式对现有工程模式改变最小,也可将其看作是PE子管内的叠加模式。由于该模式将管孔断面一分为二,因此宜穿放直径小于15 mm、容量小于48芯的光缆或微缆。
另外,根据实际工程的光缆需求,也可采用一大一小的2孔小规格纺织子管(见图4)。该模式对现有工程和维护体系影响较小,可最便捷地提升管道容量,且无需对原有资源做过多的改变。
3 应用纺织子管需注意的问题
3.1 分类
纺织子管类型除按每带所含孔数分为1孔、2孔和3孔外,还可按纺织子管的大小来分(见表2)。
表2 纺织子管产品规格
3.2 布放设计
利用纺织子管敷设光缆时,光缆的等效组合外径不能大于管孔内径的85%。在空管孔内敷设时,光缆的最多布放条数应根据管孔直径的大小来确定。各种规格的通信管道穿放纺织子管的参考数量见表3。
表3 各种规格的通信管道穿放纺织子管的参考数量
在已敷设光缆子管或电缆的管孔内再穿放纺织子管时(叠加方式),应根据原管孔内塑料子管数量或电缆对数、外径大小来确定。叠加穿放纺织子管的参考数量见表4。
3.3 在人/手孔内的处理方式
纺织子管在人/手孔内有以下2种处理方式。
a)固定方式。将纺织子管断开,保留适当长度的牵拉绳,剪断多余子管,将牵拉绳固定在支架上(不得松弛,避免出现扭绞,以待穿放光缆时使用)。鉴于纺织子管的阻燃性能相对较差,因此须将暴露在人/手孔内的纺织子管用阻燃胶带缠绕,以防纺织子管直接接触明火。
图4 小纺织管模式
表4 叠加穿放纺织子管的参考数量
b)封堵方式。纺织子管原则上采用现有管道的封堵方式(如发泡剂、油麻丝、盖式及水泥等)。树脂发泡剂封堵:封堵前应将纺织子管反卷塞入管孔中,用塑料薄膜或纸片衬垫 (以防纺织子管与发泡剂直接接触),再用发泡剂封堵管孔。在密封要求较低的人/手孔内,可先将薄膜外敷在纺织子管上,然后再在纺织子管与管孔间发泡。
3.4 穿放光缆
在纺织子管内敷设光缆时宜采用人工牵引方式。敷设第一条光缆时,须保持纺织子管绷直状态(松弛时可能会导致光缆无法顺利穿放)。
占用子管时应先选用3孔纺织子管的中间孔,然后再选用侧孔。在管孔内有多条纺织子管时,应先选用底部的纺织子管。
当需从纺织子管内抽出光缆时,应同时补放1条牵拉绳,以备将来布放光缆用。
4 应用案例
目前,纺织子管已成功地在通信、有线电视、电力、军队、政府、大学、公司和医院等领域得到了应用。
针对上海管孔资源紧缺问题,上海电信此前曾进行了纺织子管应用试验。试验地点选在漕宝路的一个十字路口。由于该路口车流量较大,有关部门要求光缆敷设必须尽快完工。该路口涉及的管道长度为23 m,管孔内已敷设有3根子管,用穿孔器通孔后再拉入小号型纺织子管。由于施工现场当时没有准备光缆,所以就用纺织子管中的牵拉绳拉入Φ20 mm的通棒来替代。整个实施过程不仅非常简便,对交通的影响也降到了最低。在3根内导管上的成功叠加,也证明了在电缆上进行叠加的可行性。这是由于电缆的卷曲盘旋度没有内导管严重,能使其叠加更为容易。上海电信施工现场数据见表5。
上海电信在子管上叠加铺设纺织子管的成功,充分证明了在电/光缆上叠加铺设纺织子管是可行的。叠加铺设纺织子管时,应充分考虑到现场实际因素的影响(如:管道的沉降及破损,管孔内子管的扭结及淤泥堵塞等情况)。
另外,由于纺织子管没有弯曲记忆,因此在一些特殊场合(如:长距离拉线(大桥沿线),弯曲管孔(弧形或出土管道))应用时其优势就更为明显。在长距离拉线(如大桥沿线)时:纺织子管摩擦系数低,拉缆方便,长距离敷设可一次完成;纺织子管没有弯曲记忆,1人1次可拉1 km;纺织子管热胀冷缩率低、质量稳定,能充分地保护线缆。
5 结束语
在高带宽需求驱动下,“光进铜退”已成为目前接入网建设的指导思想,FTTx的大规模建设趋势已势不可挡。大量的光缆敷设需求,对城市通信管道资源的利用提出了更高要求。工程案例表明,纺织子管可大大提高管道利用率、节约管道资源。在具体工程中,核心层、汇聚层管道光缆的扩容,尤其在交通繁忙地段应优先考虑采用纺织子管技术,在市区跨越河流及在桥梁底部或两侧附挂管道光缆时也应考虑采用纺织子管技术。纺织子管作为一项新技术,在国内已逐步开始应用。但因其受产品价格等因素制约,目前尚未得到广泛应用。随着FTTx的大规模建设,提升城区管道利用率等问题将会得到越来越多的关注。相信纺织子管技术及相关产品一定会得到进一步研究,并有一个更加广阔的应用前景。
[1]张引发,王宏科.光缆线路工程设计、施工及维护[M].2版.北京:电子工业出版社.
[2]谢建文.纺织子管在提高管孔利用率中的应用[DB/OL].[2011-10-10].http://wenku.baidu.com/view/c84e64d4195f312b3169a550.html.
[3]纺织子管敷设光(电)缆设计、施工规范[DB/OL].[2011-10-10].http://wenku.baidu.com/view/6cc7d2d9ce2f0066f53322c3.html.