浅谈水底光缆线路设计要点

郑伟

摘 要 对水底光缆特设计进行探讨，简要介绍水底光缆设计时需关注的技术要点。

关键词 路由选择;埋设设定;材料选择;施工方案;加固措施

在光缆传输线路中，可能因客观因素的存在，如有人居住的江心州、沿海附近岛屿，光缆需要跨越江河湖海，在附近没有桥梁可供敷设光缆的条件下，光缆传输线路势必须采用敷设水底光缆方式穿过大面积水域地区。

这种光缆敷设方式，存在建设环境较差，后期运营光缆修复故障的技术和措施困难较多的问题，所以在设计中对水底光缆可靠性方面的要求比直埋光缆要更高。

1水底光缆线路路由

水底线路路由以选择河流两岸地形条件好，水流速度不大，河面较窄，土质稳定不易冲刷，能保证水线光缆线路安全的地带。避免在河流分岔或汇合处、河床变动、河床断面变化大、采砂区、码头、渡口、有腐蚀性污水排泄、有疏浚扩宽改造计划等区域。

在深水区域，当光缆直接布放不加掩埋时，应考虑到光缆入水后受到水流冲击作用后，水底光缆的走向可采用两种方式设计，一种是水底光缆采用弧形设计，即水底光缆的走向沿基准线稍偏上游弧形敷设。另一种是水底光缆采用弧形加蛇弯设计，即在第一种弧形设计的基础上增加微小的“S”弯，由于微弯使水底光缆在较短的距离内获得较大的松弛余量，这样可减小水底光缆受水流纵向张力。

2水底光缆埋深

水底光缆的埋设深度应考虑水底光缆的安全、河床土质以及河流水域深度等情况确定。目前，水底光缆的埋设深度一般要求在1-2m之间，这主要根据水底光缆的敷设方式有关，水底光缆主要采用水线布放后用水泵冲槽法敷设，通常河床水域、岸滩部分埋设深度应符合以下规定：

（1）在枯水季节水深在8米以下，河床不稳定或土质松软时，光缆埋设深度不应低于1.5米，当河床稳定或土质坚硬时，埋设深度不应低于1.2米。

（2）水深在8米以上的，光缆可直接布放到河底，不加掩埋。

（3）在有疏浚计划的区域，应将光缆埋设至疏浚计划深度以下1米，或施工时按一般要求敷设，但应适当预留光缆，待疏浚时再将光缆埋设至要求深度。

（4）石质或半石质河床，光缆埋设深度不应小于0.5米，同时要考虑采用水泥砂浆代或水泥盖板保护。

（5）比较稳定的岸滩地带，光缆埋设深度不应小于1.2米。

（6）若岸滩容易受到冲刷、损毁区域，光缆埋设深度应适当加深，光缆上岸的坡度不宜大于30度。

（7）当航道、水利、海事等部门对拟建光缆埋设深度有特殊要求时，应综合论证分析，确定合适的埋设深度。

3水底光缆材料规格

根据规范要求，水底光缆规格选用应符合以下要求：

（1）当河床、岸滩稳定流速不大但河面宽度小于150米一般河流或季节性河流时，采用短期抗张强度不小于20000N的钢丝铠装光缆。

（2）当河床、岸滩不太稳定流速大于3m/s或主要航道等时，采用短期抗张强度不小于40000N的钢丝铠装光缆。

（3）当河床、岸滩极不稳定冲刷严重，以及河面宽度超过500米特大河流应采用特殊设计的加强型钢丝铠装光缆。

（4）当河床稳定、水流速度较小、水域不宽的河流，在保证光缆安全且今后不受其他作业影响的前提下，可不改变光缆型号，直接采用直埋光缆敷设过河。

（5）若跨河宽度及河床土质能满足定向顶管要求，也可通过定向顶管方式过河，光缆采用直埋光缆或管道光缆。

4水底光缆终端加固措施

水底光缆终端的固定方法通常有以下几种，实际工程中可结合具体情况选择一种或几种组合固定。

4.1 延伸固埋

水底光缆在岸滩部分直接埋入土中，由于光缆外护层与泥土直接接触，接触地带的摩擦抵抗力因埋设段落的长度、摩擦系数的大小、回填土的密实程度不同而不同，通常岸滩松软土质较黏土的摩擦系数小很多，密实夯填土较松填土摩擦系数大，因此，在可能的情况下，岸滩部分的水底光缆应尽可能延伸长一些，最短不要低于50米，水陆光缆的接头应设置在地势较高土质稳定的地方，另外，水底光缆延伸段的回土要紧密，尽可能夯实。

4.2“S”形弯曲

当岸滩地带不长，为增加水底光缆在岸滩的埋设长度，提高岸滩段落光缆的摩擦力，宜采用1-2个“S”形弯曲敷设，作为锚固和预留的措施，见图4-1，由于“S”形敷设，使得光缆纵向分解力减少，降低水底光缆张力的传递作用。另外，“S”型敷设在今后维护使用中也比较方便，当河道疏浚清淤时，即可利用“S”弯水线余长满足缆线下沉。

为使水线不产生扭力，“S”弯缆沟应弯曲圆滑，最小曲率半径应符合水底光缆的技术要求。“S”弯加固水线见图4-1。

4.3 梅花桩加固

梅花桩加固适用于岸滩稳固的地带，当岸滩容易受到冲刷则不宜采用此种加固方法，主要考虑的是常年易冲刷的岸滩，土壤容易流失，加固木桩易裸露，起不到加固作用。相对于“S”形弯曲加固方式，梅花桩可承受更大的拉力，其曲率半径宜大不宜小，曲率半径增大时可减小水线受到的侧压力。梅花桩加固方式见图4-2。

4.4 地锚式加固

地锚式加固是水线在岸滩加固的一种常用方法，适用于岸滩土质松软，岸滩稳定地带，一般情况下，使用一根横木就可以起到加固作用。当岸滩斜坡较大，土质过于松软，则需要采用增设垂直木桩，起到加强加固作用。通常，横木埋入缆沟与水线埋深一致，对于加强型的垂直木桩则应夯如缆沟以下1.4米，木桩与横木绑扎一起组成地锚，水线与地锚牢牢捆扎在一起，通过地锚与土壤的作用力来抵消水线产生的张力。

4.5 终端加固

终端加固法通常设置在水陆缆线接头处附近，其利用水底光缆的外层铠装钢丝直接固定在铸铁管上，并将铸铁管固定在混凝土地锚或木制綁桩上，这样水线受到的张力直接作用在加固装置上，以免张力传递到水陆缆线接头处。

5结束语

水底光缆现场踏勘时需收集相应河道的水文、气象、测绘、规划等资料，确保收集资料准确性，以便水底光缆的顺利实施。同时向水利、航运等相关部门取证，征询相关部门的意见及要求，特别是光缆通过河堤时应严格按照河堤管理部门的相关要求，确保光缆与河堤的安全性。

参考文献

[1] 邮电部北京设计院编.电信工程设计手册[M].北京：人民邮电出版社，1995：31.

[2] 通信线路工程设计规范：YD 5102-2010. [S].北京：中国标准出版社，2010.