波纹集束管与硅芯管在高速公路光缆管道应用中的分析比较

王运虔 代晨光

（中交机电工程局有限公司北方分公司，北京100085）

0 引言

近年来，波纹集束管（简称COD管）作为一种新型的通信管材，逐渐在高速公路市场上得到应用。新疆G3012阿克苏—喀什高速公路全长428.567 km，干线约380 km采用新建9～10孔波纹集束管，其余部分利用原有硅芯管。

本文通过波纹集束管和硅芯管的比较分析，得出结论，波纹集束管能够作为光缆管道代用材料；并从管道使用的角度出发，阐述了波纹集束管施工中的一些注意事项。

1 波纹集束管

1.1 波纹集束管的性能特点

波纹集束管外形及剖面结构如图1所示。波纹集束管采用高密度聚乙烯树脂为原材料，管道结构形式上为波纹外管包裹若干个紧密结合的内管。外管采用螺旋环形增强刚度，该结构可比直壁管的抗压强度提高8～l0倍，波纹集束管经过混凝土包封后可直接用于横穿过路，有效提高了光缆保护性能，适用于需承受一定压力、埋设环境比较恶劣的地段，特别是改造道路。布管施工方便、效率高，一次敷设多管，大大缩短了施工周期。相对硅芯管减少了定距捆绑整理工序，过桥过路无需使用镀锌钢管保护，施工成本远低于同孔数的其他管材。

图1 波纹集束管外形及剖面结构

1.2 波纹集束管的技术指标

目前对波纹集束管尚无国家标准规范。本文对只对其管道规格和技术指标做一些简单介绍。

在新疆阿克苏—喀什高速公路使用的波纹集束管有φ89（5×φ25/21）、φ76（4×φ25/21）和φ70（3×φ25/21）三种规格。干线采用5+4孔管道，进出收费站采用3孔管道。

波纹集束管技术指标如表1所示。

2 硅芯管

2.1 硅芯管的性能特点

HDPE硅芯管是一种内壁带有硅胶质固体润滑剂的新型复合管道，简称硅管，广泛运用于高速公路、铁路等的光电缆通信工程。关于此类管道阐述的文章较多，在此不多赘述。

2.2 硅芯管的技术指标

硅芯管主要技术指标如表2所示。

表1 波纹集束管技术指标

表2 硅芯管主要技术指标

3 波纹集束管与硅芯管的比较及吹缆施工重要参数分析

3.1 波纹集束管与硅芯管的比较

目前，硅芯管是高速公路光缆管道常用传统管材，波纹集束管是新型替代管材，两者在结构、施工、使用，综合投资等方面比较，各有利弊，具体如表3所示。

3.2 吹缆施工中的重要参数分析

3.2.1 摩擦系数与温度影响

高分子材料表面的摩擦系数取决于材料表面的粘着性（表面张力、结晶度）、添加剂（爽滑剂、颜料等）以及表面抛光、环境因素（如温度、静电积累、湿度）等。

一般来讲，随着环境温度的升高，材料表面的摩擦系数会有一定的变化，变化的大小因材料而异。根据高分子聚乙烯材料相关实验，在室温～90.0℃时，静摩擦系数随温度升高的增长趋势稳定，动摩擦系数的变化趋势波动大，但动摩擦系数整体呈增长态势。从表4可看出，当环境温度达到50℃区间时，动摩擦系数明显增大。摩擦系数对光缆吹缆施工会产生较大影响。

表3 波纹集束管与硅芯管的比较

表4 环境温度与摩擦系数对照表

3.2.2 管道温度对吹缆施工影响的表现

空压机排气温度的高低主要取决于空压机的后冷却器。后冷却器主要分为水冷和风冷方式。水冷式后冷却器的空压机排气温度约为20℃，风冷式后冷却器的空压机排气温度约为30℃，传统活塞式空压机排气温度约为50℃。在吹缆作业前选择不同工作方式的空压机和吹缆机进行施工测试比较：（1）在波纹集束管吹缆测试过程中，当空压机排气温度达到50℃时，光缆在管道中的行进速度会明显变慢，管道中的光缆达到一定重量时，光缆常常无法继续推进。（2）在硅芯管吹缆测试过程中，当空压机排气温度达到50℃时，由于硅芯管内壁硅胶层的表面光滑作用，光缆在管道中的行进速度无明显差异。

3.2.3 吹缆机工作模式对吹缆施工的影响

（1）采用纯气动模式：适用于硅芯管和波纹集束管工况较好的吹缆模式。当波纹集束管内部温度较高且管道工况差时，光缆行进中常出现停滞。

（2）采用气动模式+液压推送光缆模式：能适应硅芯管和波纹集束管内部温度较高的吹缆作业，灵活性较强。

3.2.4 空压机对吹缆施工的影响

（1）空压机排气压力：在硅芯管和波纹集束管作业时，压力无差别，只要求压力稳定可调。

（2）空压机排气温度：硅芯管作业时，排气温度对施工中光缆推送无明显影响。波纹集束管作业时，如空压机排气温度升至50℃以上，当光缆推送入管道达到一定重量后，吹缆进度明显变慢。如润滑不到位，光缆会停止行进。

4 波纹集束管敷设施工的注意事项

（1）波纹集束管内壁摩擦系数应不大于0.3，外观不允许有裂口、凹陷、缺口、弯折。（2）在中央分隔带敷设时管道应在隔离带中心线上，原则上管沟宽度不超过分隔带间宽的1/4，防止护栏立柱打桩损坏管道。（3）敷设前根据设计文件和复测数据配盘，原则上将接头设置于人孔中。如人孔间无法避免接头，应增设通信专用标石。（4）管道端头处应用密封塞子封堵，以防止水、砂石及其他杂物进入管内，增大摩擦系数，影响吹缆。（5）穿越水沟等障碍物时，应采用整段管，中间不得有接头。（6）环境温度低于-15℃时，不宜进行敷设施工。

5 结语

波纹集束管作为高速公路光缆管道，适用于高速公路PPP、EPC、土建机电一体化项目，埋设无需垫层，在恶劣土质环境下使用有着较大优势。作为上述建设项目管道使用方（机电吹缆施工承包方），应从建设项目大局出发，考虑项目整体投资及社会效益。机电施工方应充分了解波纹集束管的特点，通过充分的准备，科学的方案选择，合理选择吹缆工机具、吹缆工艺、吹缆辅助材料，精心组织施工。对于局部管道问题，要及时与管道施工单位紧密配合，各方协调解决吹缆施工遇到的问题。通过以上工作，完全能够保质保量完成吹缆任务。

目前波纹集束管已在国内多个高速公路项目中使用，从应用情况来看，有优势，有弊端。总的来说，通过综合比较，波纹集束管是较好的光缆管道代用材料。