Інститут "Гіпротранссігналсвязь" освоїв проектування лінійних споруд волоконно-оптичних ліній зв'язку (ВОЛЗ) з простяганням волоконно-оптичних кабелів (ВОК) у попередньо прокладається в грунті поліетиленових трубках. Інтерес до цієї технології у фахівців інституту виник після опублікування в журналі "Атіс", 1991, № 3 статті "Будівництво та монтаж лінійних споруд ВОЛЗ на залізничному транспорті". На нашу думку, в той час застосування пластмасових трубопроводів для спорудження ВОЛЗ при всій привабливості не можна було рекомендувати через відсутність спеціальних трубок і відпрацьованої технології протягування ВОК великої довжини. Це робило такий спосіб прокладки ВОК не конкурентним в порівнянні з традиційними способами прокладки кабелів зв'язку насамперед з економічної точки зору.
Хоча необхідність освоєння нових технологій не викликала сумнівів, малі обсяги будівництва ВОЛЗ, відсутність оперативної інформації з передовим зарубіжним технологіям і властивий нашим фахівцям консерватизм, вихований роками жорсткої регламентації, не сприяли цьому. В рівній мірі сказане відноситься до всіх вітчизняних відомствам і організаціям, які будують і експлуатують лінії зв'язку.
В даний час з урахуванням світових досягнень в області технологічних розробок, промислових можливостей з виготовлення пластмасових трубок і спеціальних машин для задування кабелів, зарубіжного досвіду з масового будівництва та експлуатації ВОЛЗ можна сміливо впроваджувати прокладку ВОК в поліетиленових трубопроводах, як відповідає сучасним вимогам до лінійних споруд ВОЛЗ .
Відразу ж після появи волоконно-оптичних систем зв'язку в різних країнах почали розроблятися конструкції і способи прокладки волоконно-оптичних кабелів, що враховують особливості монтажу та експлуатації оптичних волокон. До цих особливостей відносяться, перш за все, трудомісткість їх з'єднання і втрати корисного сигналу, що виникають при цьому. Отже, з'явилася необхідність прокладки максимально можливих довжин волокон без з'єднань і забезпечення надійної експлуатації кабелів, що попереджає обриви волокон і дозволяє відновлення їх при пошкодженнях з мінімальною кількістю з'єднань.
Спочатку цим вимогам стали задовольняти підвісні кабелі і, перш за все, волоконно-оптичні кабелі, що підвішуються на високовольтні ЛЕП. Для підземної прокладки, альтернативи якої в багатьох випадках не існує, традиційні конструкції броньованих кабелів не задовольняють специфічним вимогам ВОК. Адже використання надійних захисних покривів збільшує діаметр кабелів і відповідно зменшує їх будівельну довжину, а жорстке положення в грунті при пошкодженнях призводить до необхідності пристрою вставок з двома сполуками в порушених волокнах. Відповідно треба було забезпечення рухливості волокон щодо захисних елементів підземного кабелю. Так з'явилася ідея створення як би розбірного кабелю, коли захисні елементи прокладаються і монтуються окремо, а потім в них вводяться і вільно розташовуються оптичні волокна. Таким чином, в захисну трубку затягується найпростіший за конструкцією ВОК.
Цю ідею почали здійснювати, застосовуючи різні за конструкцією і матеріалами трубки. В одному способі використовували жорсткі полівінілхлоридні труби, що раніше застосовувалися для будівництва складових трубопроводів традиційної телефонної каналізації. Цей спосіб трудомісткий, так як труби можуть укладатися тільки у відкриту траншею. До того ж складовою трубопровід не забезпечує герметизацію на стиках, яка необхідна при використанні пневматики для прокладки ВОК.
Інший спосіб будівництва захисних трубопроводів для підземної прокладки ВОК заснований на застосуванні поліетиленових шлангів. Такі шланги широко застосовуються за кордоном для прокладки напірних водопроводів безтраншейним способом.
В обох варіантах при затягуванні кабелю для зменшення тертя застосовуються рідкі мастила. З часом вони висихають, набуваючи "клейовий" ефект. Кабель, прісихая до оболонки, перекреслює позитивну властивість трубопроводу - можливість оперативної заміни кабелів при ремонті і реконструкції ліній зв'язку.
Окрім рідкої змащення, застосовувалися й інші способи зменшення коефіцієнта тертя. Найефективніший спосіб з'явився в 1986 р. після застосування запатентованого твердого полімерного покриття "Сілікоре". Воно наноситься на внутрішню поверхню трубок і створює надзвичайно низький коефіцієнт тертя. Спочатку трубки, які отримали назву "Сілікоре - тм", застосовувалися в США, а з 1991 р., після будівництва заводу в Англії, широко використовуються європейськими країнами. У 1993 р. трубку "Сілікоре-тм" почав виробляти завод у Чехії. На сьогоднішній день вироблено більше 1 млн. км такої трубки. Її використовують на всіх континентах в системах зв'язку, автоматики, кабельного телебачення, інформатики та електроенергетики для прокладки не тільки волоконно-оптичних, але і металевих кабелів.
Поліетиленові трубки зі спеціальною твердою мастилом. Трубки "Сілікоре-тм" відливаються з поліетилену високої щільності з нанесенням на внутрішню поверхню покриття "Сілікоре". Випускається трубка двох типів: для прокладки в грунт і затягування в телефонну каналізацію. Остання має полегшені стінки.
Трубки можуть бути поставлені з розміщеним всередині під час виготовлення спеціальним тросом. Він забезпечує можливість протягування кабелів при відсутності спеціальних пневматичних машин.
При виробництві кожна партія трубки перевіряється за такими параметрами: міцність при розтягуванні, стійкість проти вм'ятин, пам'ять форми, здатність до усадки в залежності від температури, стійкість при впливі факторів середовища, зовнішній і внутрішній коефіцієнти тертя.
Підприємства можуть виготовляти трубки будь-якого діаметру з заданою товщиною стінок. Найбільш часто використовуються трубки стандартних розмірів:
Слід мати на увазі, що для трубок зі стандартними розмірами є всі монтажні елементи, а при довільно вибраних розмірах виникнуть складності з їх з'єднанням і забезпеченням герметизації.
Спеціальне покриття внутрішньої стінки забезпечує коефіцієнт тертя щодо кабелю менш 0,08. Температура зберігання гарантується в межах від -20 до +65 С, температура маніпуляцій з трубкою від -10 до +50 С. Остеклення трубки відбувається при температурі-69С, плавлення - при +121 С. Радіус вигину становить не менше 10-кратного зовнішнього діаметра. Виробники гарантують мінімальний термін служби - 50 років.
Особливе значення з-за широких можливостей виробництва набуває кольору та маркування трубок. Трубки можуть випускатися чорного, оранжевого, жовтого, червоного, синього, коричневого, білого, зеленого кольорів. Крім цього, на них можуть наноситися поздовжні смуги будь-якого кольору. Таким чином, за рахунок кольору і смуг з'явилася можливість відзначати їх приналежність і призначення при масовій і пакетної прокладці. Є країни, де основний колір трубки законодавчо закріплений за різними відомствами, а призначення при пакетній прокладці відрізняється кількістю завданих смуг різного кольору. Так, за залізницями в цих країнах закріплений синій колір трубки. У наших умовах колір трубки і маркування смугами слід визначати при проектуванні і вказувати при розміщенні замовлення. Крім кольору, маркування можна виробляти довільній підписом будь-якою мовою, включаючи російську. При виробництві трубки у всіх випадках наносяться через 1 м цифри з зазначенням наростаючою її довжини.
Особливості виконання будівельних і монтажних робіт.
Прокладці ВОК передує виконання всіх будівельних робіт із створення трубопроводу. Це ще одна позитивна особливість даної технології - запобігає неминучість пошкодження непрацюючих кабелів при тривалому будівництві ліній зв'язку.
Найпоширенішими трубками для ВОК, враховуючи рекомендований співвідношення за діаметрами 2:1, є трубки з зовнішніми діаметрами 32 і 40 мм.
У грунт трубку можна укладати будь-якими прийнятими для кабелів способами, включаючи використання кабелеукладачів. При цьому виявляється ще одна позитивна особливість - трубку не потрібно, як кабель, прокладати з "голови". Можна працювати декількома бригадами одночасно в будь-якому місці траси в межах навіть одного регенераційної ділянки. При перетині перешкод немає необхідності змотувати трубку з барабана і далі прокладати вручну за аналогією з кабелями, достатньо її розрізати і після подолання перешкоди з'єднати.
Після прокладки трубки, її сполуки й пристрої вводів у службово-технічні будівлі трубопровід перевіряється на прохідність і герметичність. Будівельні довжини трубки з'єднуються за допомогою різьбових муфт, що поставляються разом з люлькою. Можливе застосування електрозварних муфт інших фірм, які дозволяють прокладати трубку кабелеукладачем без витягування ножа і перезарядки касети на стику будівельних довжин, що також можна віднести до позитивних властивостей даної технології.
Для протягування ВОК великої протяжності спеціально створені технологія та машини для вдування кабелю в трубку. Теоретично за цією технологією можливо вдування ВОК будь-якої довжини при використанні великої кількості машин. Однак на сьогоднішній день економічно виправдано вдування ВОК будівельної довжиною 6000 м з використанням трьох одночасно працюючих спеціальних машин, одна з яких встановлюється на початку трубопроводу, а дві інші - через кожні 2 км. Кращі існуючі машини для вдування кабелів дозволяють протягати будь-які кабелі, включаючи металеві, діаметром від 9 до 32 мм і погони вагою до 1,2 кг / м зі швидкістю до 80 м / хв. При цьому немає особливих вимог до механічної міцності кабелів, так як він рухається за рахунок рівномірного зчеплення стисненого повітря з оболонкою по всій довжині кабелю. У проектах нами застосовувався ВОК з максимальним допустимим зусиллям натягнення під час прокладки 1500 Н.
Особлива роль при вдування кабелів відводиться компресорів, які, крім тиску 10 ... 12 бар і продуктивності 10-12 м3/хв, повинні забезпечувати температуру повітря на виході не більше +50 оС. Останній параметр вітчизняними виробниками компресорів, на жаль, не нормується.
Після протягування ВОК в трубопровід виробляють стиковку волокон кабелю з використанням звичайних волоконно-оптичних муфт, які укладаються в спеціально встановлені при монтажі кабелю герметичні підземні полімерні камери. У ці ж камери укладається резерв кабелю, який при експлуатації ВОЛЗ може бути використаний для відновлення можливих обривів кабелю з витягуванням резерву по трубопроводу до місця аварії.
Місця виходу кабелю з трубки для забезпечення герметизації закладаються спеціальними прохідними заглушками, які передбачаються проектом і поставляються виробниками трубки.
Висновок.
Рамки журнальної статті не дозволяють дати розгорнуту економічний аналіз будівництва ВОЛЗ з трубопровідної прокладкою ВОК. Проте, порівняння різних раніше запроектованих інститутом "Гіпротранссігналсвязь" волоконно-оптичних ліній зв'язку показує домірність капітальних витрат на будівництво трубопровідних ліній і ліній з підвіскою ВОК на опорах контактної мережі.
В умовах залізниць при комплексному їх переоснащення пристроями зв'язку та СЦБ можливе досягнення значного економічного ефекту в разі спільної прокладки трубопроводів ВОЛЗ в одній траншеї з кабелями автоблокування.
Своєчасним було б прийняття рішення на рівні МПС або зацікавлених доріг про обов'язкову прокладці резервної трубки для перспективи спорудження ВОЛЗ у випадках майбутньої прокладки з різних титулів симетричних кабелів зв'язку або кабелів автоблокування на найбільш значущих для побудови мереж магістральної та дорожньої зв'язку напрямках.
І, нарешті, відзначимо Жовтневу залізницю, яка першою в Росії в 1996 р. приступила до будівництва поліетиленових трубопроводів для волоконно-оптичних ліній зв'язку. Примітно, що головний ділянку лінії С.-Петербург - Тосно (50 км) знаходиться на залізничній магістралі С.-Петербург - Москва, яка в черговий раз стала полігоном для впровадження передових технологій.