6.3. Выбор типов кабелей и технологии их прокладки

6.3.1. Способ прокладки кабеля, мероприятия по его защите от воздействия мерзлотных явлений определяются механическими параметрами кабеля: допустимым статическим усилием растяжения и допустимым усилием сжатия и конкретными мерзлотно-грунтовыми условиями .

6.3.2. Для прокладки в непучинистых грунтах рекомендутется кабель с допустимым статическим растягивающим усилием не менее 30 кН; для прокладки в слабопучинистых грунтах - кабель с усилием не менее 50 кН, а для прокладки в среднепучинистых грунтах - кабель с усилием не менее 80 кН. Участки с сильнопучинистыми явлениями следует обходить кабелем, характеризующимся усилием растяжения не менее 80 кН. При этом допустимое усилие сжатия этих кабелей для всех условий прокладки должно быть не менее 1 кН/см.

6.3.3. Главными рекомендациями по технологии прокладки оптических кабелей в вечномерзлых грунтах являются следующие рекомендации:

• оптический кабель должен укладываться в траншее глубиной не менее 1,2 м, зигзагообразно, причем, амплитуда зигзагов должна быть тем больше, чем сильнее факторы пучинистых явлений;

• следует избегать резких изменений диметров при монтаже соединительных муфт: все переходы должны быть плавными, а разница в наружном диаметре кабеля и муфты не должна быть большей, чем в 2 раза.

13

6.3.4. Для оптических кабелей с худшими, чем указаны в п. 6.3.2, параметрами можно использовать рекомендации и технические указания, разработанные для кабелей с медными жилами. Смысл этих рекомендаций и указаний заключается в принятии специальных мер для снижения механических нагрузок на кабель от факторов вечномерзлых грунтов.

6.3.5. На участках с неопасными мерзлотно-грунтовыми условиями прокладка оптического кабеля, осуществляется согласно рекомендаций ВНТП 116.

6.3.6. На участках со слабопучинистыми грунтами при глубине сезонного промерзания грунта до 1,8 метра кабели прокладываются без принятия специальных мер защиты на глубине 2/3 глубины оттаивания, но не менее 0,6 м. При наличии морозобойных трещин глубина прокладки должна быть не менее глубины распространения трещин.

6.3.7. На участках с опасными мерзлотно-грунтовыми условиями кабели могут прокладываться только со следующими специальными мерами защиты:

- в качестве соединительной муфты следует использовать муфту по типу муфт для водных преград и речных муфт. При этом корпус защитной муфты и прилегающие к ней участки кабеля (в пределах их выкладки в котловане) обматывают полиэтиленовой пленкой с заходом на 30 – 50 % , закрепляют пленку вокруг кабеля бандажами из медной проволоки диаметром 0,9 – 1,2 мм, наносят поверх пленки слой пластичной смазки, не затвердевающей при отрицательных температурах (например, ЦИАТИМ-201) и снова обматывают защитную муфту и прилегающие кабели полиэтиленовой пленкой . Полиэтиленовую пленку закрепляют на кабелях бандажами из медной проволоки. Заключенная между двумя слоями полиэтиленовой пленки пластичная смазка предотвращает смерзание муфты и прилегающих к ней участков кабеля с грунтом.

- при использовании муфт тупикового типа кроме указанных выше рекомендаций следует выполнять и следующие указания: размещать муфту и кабели в котловане необходимо на одном уровне, муфта должна быть в комплектации с прочным кожухом для защиты от механических воздействий

• перед засыпкой муфт в котловане часть грунта, необходимого для засыпки муфты со всех сторон слоем 3 – 5 см, перемешивают с

14

пластичной смазкой (смесь делают из расчета 1 : 1 по объему). Муфту и прилегающие к ней участки кабели выкладывают в котловане строго на одном уровне, не допуская вертикальных изгибов кабеля при их заходе в котлован. Дно котлована перед укладкой должно быть тщательно утрамбовано. Затем покрывают смесью муфту, а котлован засыпают обычным грунтом. Засыпку следует производить с уплотнением грунта, обращая особое внимание на недопустимость образования пустот под кабелем в местах их стыковки с защитной муфтой.

- на участках трассы, подверженных морозобойным трещинам, проникающим глубже уровня прокладки кабеля, перед прокладкой кабеля в готовую траншею на всем опасном участке на кабель накладывается дополнительный защитный покров, состоящий из пластичной смазки и полиэтиленовых пленок. Защитный покров накладывается следующим образом: кабель на протяжении не менее 4 метров (по крайней мере по 2 метра в каждую сторону от зафиксированной морозобойной трещины) обертывается пленкой и густо смазывается пластичной смазкой, а затем снова покрывается пленкой. Поверх пленки вновь наносится пластичная смазка Крепление пленки к кабелю осуществляется проволочными бандажами. Расход пластичной смазки составляет 0,3 кг на 1 метр кабеля.

- после завершения работ по прокладке, монтажу и засыпке кабеля на опасном участке производится обсев травами и посадка кустарников на всем протяжении опасного участка.

- для уменьшения интенсивности пучения грунта на трассе, предотвращения образования бугров пучения и наледей на опасных участках сооружаются противофильтрационные мерзлотные пояса. Мерзлотные пояса устанавливаются поперек потока грунтовых надмерзлотных вод, направляющихся в сторону кабельной трассы. Действие мерзлотных поясов заключается в ускорении процесса промерзания грунта и слияния его со слоем вечной мерзлоты. Образовавшаяся перемычка из мерзлого грунта преграждает путь грунтовым водам, благодаря чему наледи, бугры пучения образуются перед мерзлотным поясом, а не на кабельной линии.

• при прокладке кабельной линии вдоль шоссейной или железной дороги при выполнении условий п. 6.3.2 настоящего документа полотно дороги выполняет функции противофильтрационного пояса по отношению к кабельной линии.

15

• при неотвратимой угрозе образования бугров пучения или наледей непосредственно на проектируемой трассе мерзлотные пояса следует устраивать и в тех случаях, когда используются кабели с высокими механическими параметрами (выше, чем 7 кН - для допустимого статического растяжения и 0,6 кН/см - для допустимого раздавливающего усилия).

- мерзлотные пояса по способу их устройства делятся на грунтовые (постоянные и сезонные) и мерзлотные пояса с применением термотруб. Располагать мерзлотные пояса следует на расстоянии 20 – 40 метров от трассы кабеля. По форме мерзлотный пояс устраивается слегка вогнутым в сторону истока надмерзлотных вод грунтового потока (см. рис. 1). Длина мерзлотного пояса зависит от ширины грунтового водотока и должна полностью перекрывать его с каждой стороны на 5 - 10 м. Направление фильтрации потока надмерзлотных грунтовых вод, максимальная ширина потока в период промерзания, а также глубина залегания водоупора (верхней границы вечномерзлых или коренных пород) определяется при необходимости с помощью дополнительной проходки разведочными скважинами в период максимального оттаивания грунта в сентябре-октябре.

- постоянный грунтовой мерзлотный пояс представляет собой траншею (канаву) глубиной не менее 0,6 метра и шириной по дну не менее 0,5 метра (см. рис. 2). Сооружать его следует осенью перед наступлением промерзания грунта с помощью бульдозера. Постоянный мерзлотный пояс нуждается в эксплуатации. В летний период с целью уменьшения глубины протаивания грунта дно канавы необходимо покрывать слоем торфа или другого материала низкой теплопроводимости. С наступлением зимы это укрытие убирают. После каждого снегопада канаву очищают от снега.

- надежных методик расчета параметров грунтовых мерзлотных поясов не разработано. Рекомендуется пользоваться следующей эмпирической зависимостью глубины траншеи мерзлотного пояса от глубины водоупора:

при глубине водоупора: глубина канавы должна быть:

не более: 2,0 метра не менее: 0,6 метра

2,5 метра 1,0 метра

3,0 метра 1,5 метра

• при использовании бульдозеров ширина канавы по дну составляет 3 – 5 метров. Устройство постоянных мерзлотных

16

грунтовых поясов целесообразно при глубине залегания водоупора не менее 1,5 метра и особенно когда водоупором являются коренные породы.

- при глубине водоупора менее 1,5 метра создают сезонный грунтовый мерзлотный пояс путем расчистки от снега полосы поверхности грунта шириной 5 м. Очистка от снега производится после каждого снегопада.

- мерзлотный пояс может быть образован путем установки ряда термотруб. Установка термотруб-охладителей для образования мерзлотного пояса наиболее целесообразна на ограниченных небольших участках на пересеченной местности в условиях, когда водоупором являются вечномерзлые грунты. Термотруба-охладитель представляет собой трубу с днищем, заполненную керосином и закрывающуюся крышкой. Нижняя часть этой трубы заглубляется в грунт не менее чем на 0,5 метра в слой вечной мерзлоты, а верхняя ее часть возвышается на 1 – 1,5 м над дневной поверхностью грунта (см. рис. 3). Принцип действия охладителя-термотрубы основан на конвективном переносе тепла керосином в металлической трубе под действием разницы температур наружного воздуха и грунта. Термотрубы устанавливаются осенью перед наступлением холодов в предварительно пробуренные скважины. Для предотвращения выпучивания термотруб их следует покрыть незамерзающей пластичной смазкой от уровня дневной поверхности грунта до глубины не менее 1 метра и обернуть полиэтиленовой пленкой. Расчет термотруб для устройства мерзлотных поясов включает в себя расчет длины трубы, которая должна включать в себя часть, которая заглубляется в вечномерзлый грунт (как правило, 0,5 м), часть, которая заглубляется в грунт до слоя вечной мерзлоты , часть, которая заполнена керосином над поверхностью грунта (эта часть трубы должна возвышаться над слоем снега не менее чем на 0,7 м) и величина просвета над керосином (обычно 0,2 м). Внутренний диаметр трубы принимается равным 100 – 120 мм. Расстояние между трубами в ряду труб выбирается таким, чтобы

цилиндры замерзшего грунта вокруг труб смыкались в первую половину зимы (см. рис.4). На практике это расстояние не должно превышать 1 метр.

• на участках трассы с активным проявлением бугров пучения, термокаста и опозней, а также при ширине морозобойных трещин более 0,2 метра прокладка кабелей не допускается: такие участки надо обходить.

17

• переходы кабеля с одной глубины на другую, например, при пересечении дорог, следует выполнять плавными с уклонами не более 1:10.

• вводы кабелей в здания необходимо производить через фундаменты на глубине прокладки кабеля. При необходимости кабель на дневную поверхность выводится вертикально. Минимальный радиус изгиба кабеля при переходе из горизонтального положения в вертикальное должен быть не менее 10 наружных диаметров кабеля. Изгиб кабеля и вся его вертикальная часть вплоть до дневной поверхности обматываются двумя слоями полиэтиленовой пленки, между которыми наносится пластичная смазка (см. рис.5). Внизу и вверху пленки крепятся бандажами из медной проволоки диаметром 0,9 – 1,2 мм. При морозном пучении выпучиванию подвергается смерзшийся с грунтом внешний слой пленки, которая, растягиваясь, скользит по смазанной внутренней пленке. При этом кабель не подвергается растягивающим усилиям.

6.3.8.Особенности технологии прокладки оптических кабелей в вечномерзлых грунтах заключаются в следующем:

- очистку трассы строительства кабельной линии на вечномерзлых грунтах следует осуществлять в весенний период, когда поверхностный слой грунта еще обладает достаточной несущей способностью.

- при прокладке кабеля с помощью кабелеукладчика предварительная пропорка грунта обязательна.

- для увеличения тягового усилия при работе на мерзлых грунтах на траки трактора следует устанавливать специальные грунтозацепы, позволяющие полностью реализовать номинальную мощность двигателя по сцеплению.

- при большой глубине промерзания разработку грунта следует осуществлять послойно.

- следует избегать неоправданного нарушения растительного покрова вдоль трассы , т.к. эти нарушения могут изменить тепловой режим вечномерзлых грунтов.

- следует обращать внимание на недопустимость динамических нагрузок на оптический кабель, возникающих в момент трогания и остановки колонны, обеспечивая необходимую слабину кабеля.

• прокладка кабеля в сезонномерзлые и вечномерзлые грунты должна осуществляться, как правило, в открытую траншею.

18