智慧校园背景下的地下通信管网设计研究

郑力 罗国富 王露阳

【摘  要】随着智慧校园建设的不断深入，校园内各个业务平台的信息需求量逐渐增大，对于信道资源要求越来越多。但是，许多校区在建设和发展的过程中没有充分考虑未来信息建设的需求，导致在弱电管道建设上没有进行整体规划。论文对智慧校园中的地下通信管网的设计与建设进行讨论，以供参考。

【Abstract】With the continuous deepening of the construction of smart campus， the information demand of each business platform in the campus is increasing gradually， and there are more and more requirements for channel resources. However， in the process of construction and development， many campuses have not fully considered the needs of future information construction， leading to the lack of overall planning for the construction of weak current pipelines. This paper discusses the design and construction of underground communication pipe network in smart campus， for reference.

【关键词】智慧校园;地下通信管网;设计与建设

【Keywords】smart campus; underground communication pipe network; design and construction

【中图分类号】TN915.0                                【文献标志码】A                                   【文章编号】1673-1069（2020）05-0190-02

1设计规划原则

地下通信管网建设，是智慧校园建设的一项重要内容，是承载校园通信的基础。在建设前，一方面应当充分考虑校园内各信息系统的通信需求，另一方面须考虑外部运营商、设备商借用的需求，在此基础上对通信管道的需求量进行整体上的考虑和分析，进行顶层设计和规划。在校园弱电管网设计时，应当遵从以下幾点：结合系统、整体规划、留有余量。

1.1 需求分析

1.1.1 收集业务需求

校园弱电系统众多，尤其在智慧校园概念出现以后，如综合布线系统、广播系统、财务系统、综合安防系统、水电系统、能源监控系统等，因此，在对校园地下通信管网进行设计时，不能仅仅考虑以往的通信需求，应紧密联系相关有智能化需求的业务部门，统一收集业务需求。

1.1.2 综合分析

地下通信管网设计是一个复杂的、需要综合考虑的过程，在设计的过程中，不但需要考虑业务需求，同时需要结合相关建筑、道路、管道综合等专业知识。

进行综合分析时，一是要明确各个建筑物的位置及功能，同时根据业务密度，确定各个建筑物在弱电系统中扮演的角色，形成核心、区域汇聚及楼宇汇聚的结构分布;二是要明确道路的走向及功能，从而确定管道沿道路施工的方式;三是要明确地下管道的分布情况，充分考虑管道空间、避让及施工条件;四是要明确外部接入的情况，确定校外运营商、设备商接入的具体位置。在充分考虑以上条件并结合各业务部门的业务量后，方能进行地下通信管网的有关设计。

1.2 路由设计

在对弱电管道进行路由设计时，应尽量避免在已有规划而尚未形成，或已形成但道路及土壤条件因沉降等因素不利于施工的地段;应尽量远离有害物质和化学腐蚀的地带;应优先选择地下、地上障碍物较少的道路;应避免与燃气管道、热力管道、输油管道、高压电力电缆在道路同侧建设。

在条件允许的情况下，应当将主干管道路由成环，支线管道以树状向下辐射，以此提高通信安全性和管道利用率。

1.2.1 主干管道

主干管道主要连通核心及区域汇聚相关建筑，并满足校园外部业务引入需求。途经的区域应当包含中心机房、教学区、行政区、生活区，保障校园主要业务。主干管道应尽量成环成网，并在校园弱电管网建设初期一次性完成。

校园中心机房作为通信管网核心区域，应当完成校园内部主要光纤及其他通信线缆接入和调度的任务，满足因管网被破坏而临时采取的信道代通需求。在条件允许的情况下，可建立2个或以上的中心机房，对主干管道内的通信线缆资源进行管理。

1.2.2支线管道

支线管道主要连通区域汇聚与楼宇汇聚，呈树状、星型或网状结构。支线管道保障的业务一般为单一类型业务，中断影响较小，对信道的保护要求不高，支线管道在建设的过程中可以分步实施。

1.3 容量设计

在进行过需求分析的基础上，大致计算出现在校园内部各部位使用的光（电）缆需求量。光缆可以大致按2cm直径进行估算，其他专用线缆根据情况决定。地下弱电管道在直线上的使用率一般为40%，即单根管道内布放缆线的截面积总量不能超过管道截面的40%。根据线缆的需求量和选用的管道的横截面，计算出管群需要的最低容量。管群内备用管孔一般为管孔总容量的20%，中心机房节点应在此基础上适量增加备用管孔数量。

2 施工建设原则

2.1 土方施工

①开挖时，遇到地下已有其他管线平行或垂直距离小于通信管道设计规范要求或危及其他管线安全时，应向建设学校基建部门反映，在未取得基建部门同意时，不得继续进行施工。②开挖深度一般为50～80cm，具体情况根据包封及使用的管道材料决定。对于管道容量不确定的地点，管道沟深度应尽量保证管顶覆土厚度≥80cm，以便日后可以在原有管道上方对管道进行扩容，保有余量。③通信管道有一定的防水需求，一般来说挖管道沟按0.3%～0.4%设置放坡系数。通常采用人字坡，也可按地面的自然坡度采用一字坡，但其不论采用何种坡，均不得小于2.5‰的坡度，以便管内渗水流入人手孔，全段管道不能有波浪弯曲或蛇形弯曲。④在管道进行施工时，应当根据道路勘探情况和施工时遇到的具体情况综合考虑地基的铺设。土质较好的地区，采用碎石及沙垫地基，厚度为10cm;土质较差的地区，挖好沟槽后应夯实沟底，做混凝土基础。对于易产生地质沉降及对于管道荷重较高的路段，应对管道采取混凝土包封。对于地下水位较高和冻土层的地段，应对管道进行特殊设计保护。⑤校园地下通信管道过路的方式一般为开挖、顶管、拉管三种方式。开挖方式施工费用较低，一般用于可破坏的、道路红线间距较短的道路，开挖施工主要应当注意道路及周边环境的恢复;顶管受成本和施工条件限制，一般不采用;拉管由于作业方便成本较低，常用于现在校园不破路的過路施工。

2.2安装施工

在完成管道土方施工后，可对管道进行安装。同一管群组合，宜选用同一种管型管道。一般而言，主干管道不使用栅格管、蜂窝管或梅花管等多孔管，多选用大孔径的多个单孔管配合管枕进行铺设。

铺管过程中，塑料管组群管间缝隙为1cm，接续管头必须错开，每隔2～3m可设衬垫物支撑，并保证管群的整体形状统一。管道接续密封，保证管道不漏水。

2.3 人手孔设置

手孔井一般适用6孔或以下管道，人孔井适用6孔以上管道。在校园实际设置中，应遵循以下几个原则：在管道过路处，应设置人手孔;在管道直角转弯时，应设置人手孔;管道进入建筑物时，应在建筑物旁设置人手孔;人手孔井应当独立建设，不与其他专业孔井混用;为方便维护，人手孔井在直线上的间距应小于80m。

3 管道材料选用原则

3.1 按类型区分

地下弱电管道的类型按管型区分一般有：实壁管、双壁波纹管、硅芯管、梅花管、栅格管及蜂窝管。梅花管、栅格管及蜂窝管因其内径较小，而校园环境对通信线缆的扩容需求较高，因此，在主干管线上一般不采用多孔管，而选用大孔径的单管，在支线和入户管道上，可以考虑使用多孔管节省成本，提高管道利用率。双壁波纹管及实壁管一般选用？准110/100或？准100/90的规格，双壁波纹管相比于实壁管，可以在保证相同强度的条件下，更轻、成本更低，但是在拉管施工作业时，只能使用实壁管。硅芯管有较好的抗压能力、静摩擦系数，但价格较贵，用于埋深较浅但需要有一定保护能力的管路，过路拉管埋深不足时也可使用。

3.2 按材料区分

地下弱电管道一般选用PVC-U或PE管材，PVC-U管材不含增塑剂，其特性为耐腐蚀、耐磨、硬度大，但是相比PE管而言，质地较脆，不适用于拉管施工。PE管材一般使用半硬质PE管和高密度HDPE管。PE管其材料特性为强度高、耐高低温、抗腐蚀、无毒、耐磨，可用于高寒地区，直埋时有一定承重需求的情况。HDPE管抗压和韧性好于普通PE，一般用于拉管施工。SC镀锌钢管一般作为过路使用，但在土壤酸碱度较高的环境，可用HDPE管替代，且SC镀锌钢管内部静摩擦系数较大，不适合长距离使用，若当地酸雨较多，SC镀锌钢管应做牺牲性保护。

4结语

智慧校园是一项综合的、复杂的系统工程，在其不断的建设和推进的过程中，对于通信基础设施的要求也越来越高。在发展与建设的过程中，校园通信基础设施的建设越来越受到重视。合理建设地下通信管网，能为上层系统建设提供更好的物理支撑。因此，应当重视对地下通信管网的设计和规划，减少未来扩容、变更的情况。