李 平,郭媛媛

(中國石化管道儲運分公司管道處,徐州221008)

0 引言

隨著油氣長輸管道的迅速發(fā)展,與之相配套的通信光纜工程建設(shè)也快速發(fā)展起來。作為國家“十一五”重點工程的川氣東送管道通信光纜工程西起川東北普光首站,東至上海末站,包括1條主干線和5條支線。主干線途經(jīng)四川、重慶、湖北、安徽、江蘇、浙江、上海六省一市,全長1 635 km;達化支線、川維支線、南京支線、江西支線和金陵支線合計約535 km,總計2 170余km。

通信系統(tǒng)是為實現(xiàn)數(shù)字化管道提供必要的傳輸手段和平臺,工程采用以光纜通信為主,以備用公網(wǎng)通信為輔的通信方案。川氣東送天然氣管道通信光纜工程主干線采用24芯光纜,支線采用16芯光纜,光纜的光纖選用的是IT U-T G.652型標準單模光纖。全線采用與管道同溝敷設(shè)硅管、氣吹光纜為主的施工工藝,部分特殊地段輔以定向鉆穿越,全線通信光纜連接34座工藝站場、19個遠控RT U閥室以及1個調(diào)度控制中心[1]。

1 存在的問題

通信光纜線路工程西起四川普光,東至上海末站,全線橫貫8省市,全長近2 200 km,穿越長江7次,穿越山體隧道72條(總長92.7 km),穿越大中型河流142次,50次穿越高速公路,32次穿越鐵路,1 206次穿越公路。工程地理地質(zhì)條件復(fù)雜,它集西氣東輸線路之長、忠武線施工難度之大,光纜線路主要以山地為主,地勢高低相差懸殊,山地內(nèi)有斷裂河谷,線路進入江浙地帶所在地區(qū)多處在山水網(wǎng)密集地區(qū),多處受洪澇災(zāi)害影響。

川氣東送管道通信光纜工程線路1/3通過山區(qū),其余大部分地區(qū)是水網(wǎng)地帶,路由非常復(fù)雜,存在著線路轉(zhuǎn)彎多、穿跨越多、落差大、坡度陡的情況,因而導(dǎo)致管道通信光纜工程建設(shè)存在諸多問題,分析如下:

(1)存在施工斷續(xù)、施工跳躍式和硅芯管敷設(shè)及氣吹光纜困難的問題。

(2)建設(shè)中諸多交叉工序,如防腐層漏點修補、水保、陰保、試壓等極易造成光纜損壞。

(3)管道工程站場距離大,通信中繼段長,對光纜的衰減等指標要求嚴格,因而嚴格控制多增加光纜接頭以降低光纜的衰減。

(4)管道施工多采用大機械施工,光纜質(zhì)地脆弱,極易損壞,因此對施工管理的要求很高。

2 解決的方法措施

2.1 用環(huán)保理念優(yōu)化路由設(shè)計方案

項目管理部門組織設(shè)計單位多次進行實地勘察,邊勘察、邊研究、邊修改、邊優(yōu)化,對難點工程和穿跨越工程進行點對點的設(shè)計,先后召開了多次設(shè)計協(xié)調(diào)會,按照能在山下過不在山上走,能打隧道不爬山,能利用荒地不占耕地的原則,規(guī)避工程建設(shè)與環(huán)境的矛盾,用環(huán)保的理念優(yōu)化路由設(shè)計方案,千方百計地提高設(shè)計質(zhì)量和技術(shù)含量,千方百計地優(yōu)化線路,確保設(shè)計出優(yōu)秀的優(yōu)化后的設(shè)計方案[2]。

2.2 合理選擇工程材料

川氣東送管道通信光纜工程通信中繼段長,線路路由情況復(fù)雜,要保證建設(shè)成為一條高質(zhì)量、高可靠性、低成本的通信光纜,工程材料的性能及質(zhì)量尤為重要。而能否選擇到既適合山區(qū)通信光纜施工又適合平原水網(wǎng)地帶通信光纜施工的硅芯管和光纜,是關(guān)系到川氣東送管道工程光纜工程能否達到優(yōu)質(zhì)工程的一項重要因素。

在通信光纜材料的選擇上,光纜的硬度(特別是光纜內(nèi)加強芯的硬度)要適度。光纜過硬,在硅芯管里不容易被吹進,特別是在彎多曲率半徑小、又不適合采用大功率空氣壓縮機的山區(qū)更難施工。如果光纜過軟,在氣吹光纜進程中,光纜頭將會產(chǎn)生搖擺、顫動,從而影響光纜在硅芯管的進程。

在硅芯管的選擇上,在統(tǒng)一要求材質(zhì)條件下,硅芯管的厚度也要適當。硅芯管管壁過厚,不僅提高了工程造價,而且在原材料的運輸、現(xiàn)場施工和現(xiàn)場轉(zhuǎn)移方面也增加了難度。硅芯管管壁過薄,在氣吹光纜過程中則容易吹破硅芯管,造成氣吹光纜使施工半途而廢。

考慮到平原線路多水網(wǎng)狀況,為詳細了解水網(wǎng)地區(qū)對氣吹敷設(shè)的影響,項目管理單位組織光纜施工人員、光纜工程監(jiān)理以及各分部光纜施工現(xiàn)場代表參加了通信光纜水敷設(shè)試驗。

通過現(xiàn)場試驗,針對山區(qū)和平原施工特點,慎重選擇確定光纜和硅芯管,同時邀請多個光纜知名廠家和硅芯管廠家,進行氣吹光纜性能測試,詳細對比測試結(jié)果,從而選定了光纜材料和硅芯管材料。

2.3 通信光纜線路工程工序流程

在工程中采用光纜同溝敷設(shè)的方式,優(yōu)點在于敷設(shè)工藝簡單,但是在山區(qū)、河流、水網(wǎng)、石方區(qū)等地段,光纜性能指標得不到保證,斷點增多且不易尋找,給通信線路建設(shè)帶來一定的困難。因此,通信光纜線路采用硅芯管敷設(shè)+氣吹光纜的方式進行。其施工程序如圖1所示。

圖1 氣吹光纜工序流程圖

2.4 優(yōu)化硅芯管安裝敷設(shè)方案

管道同溝敷設(shè)光纜設(shè)計方案要求硅芯管與管道同溝底敷設(shè),而且管道與硅芯管要有一定的距離。通過現(xiàn)場實際操作以及在山區(qū)和平原段光纜同溝敷設(shè)試驗,建設(shè)單位、設(shè)計單位以及施工單位和監(jiān)理單位認為原先的同溝敷設(shè)光纜施工方式存在缺陷,需要修改。建設(shè)單位與設(shè)計單位本著既經(jīng)濟合理、切合實際、安全適用、又有利于施工和維護方便的原則,調(diào)整了通信光纜設(shè)計方案,新的方式為把硅芯管敷設(shè)位置由原管線底端平行敷設(shè)改變?yōu)楣芫€垂直上方與管線頂端平行位置處,安裝時間為管道安裝完畢后,進行管溝第一次細土回填后進行硅芯管的敷設(shè)[3]。

前后2種硅芯管安裝敷設(shè)方案相比較,后者方案較優(yōu),應(yīng)選擇后者方案進行施工。

2.5 優(yōu)化定向鉆穿越方案

通信光纜施工過程中除了正常的硅芯管敷設(shè)和氣吹光纜施工外,就是水網(wǎng)地帶和河流、道路的定向鉆穿越。川氣東送管道工程通信光纜工程線路平原段有近1/2要穿過水網(wǎng)與河流地帶,按照開挖回填的設(shè)計要求,在這些地段光纜施工難以正常進行,需要采用小型定向鉆穿越的方式。原先的工序是采用定向鉆穿越方式,用鍍鋅鋼管作為套管利用小型定向鉆拖拉過要穿越的地帶,套管內(nèi)穿硅芯管,最后再氣吹光纜。經(jīng)過光纜施工實踐比對,建設(shè)單位對光纜定向鉆穿越進行了科學分析和專家論證,發(fā)現(xiàn)可以不用鍍鋅鋼管作為套管,用小型定向鉆直接拖拉硅芯管穿越,經(jīng)過實際驗證,效果要優(yōu)于原施工方案。采用新的施工方案不僅節(jié)約了工程費用,而且工程質(zhì)量和進度都有很大提高。

2.6 統(tǒng)一操作標準及培訓

2.6.1 統(tǒng)一操作標準

管道通信光纜工程采用的是同溝敷設(shè)的施工方式,參建單位眾多,任務(wù)不同,工序之間的銜接、交叉、配合較多,各單位的責、權(quán)、利必須明確。因此,針對管道工程特殊地理環(huán)境以及光纜施工方式,建設(shè)單位編制完成《氣吹敷設(shè)技術(shù)》作業(yè)指導(dǎo)書及相應(yīng)的技術(shù)標準文件,建立全線統(tǒng)一標準的施工技術(shù)規(guī)程,為工程施工提供了依據(jù)。

2.6.2 開展技術(shù)培訓工作

雖然制定了統(tǒng)一的施工標準,為每一個通信光纜施工單位配備了《通信光纜作業(yè)指導(dǎo)書》,但是對許多光纜工程技術(shù)人員來說川氣東送管道通信光纜工程所采用的施工方法屬于創(chuàng)新使用,是新的課題。

為了解決這個問題,建設(shè)單位對所有通信光纜工程有關(guān)人員進行系統(tǒng)培訓,采用培訓、考核,頒發(fā)合格證書、上崗的方法,使通信光纜工程單位能夠按照《通信光纜作業(yè)指導(dǎo)書》的要求執(zhí)行,更好地完成光纜施工。

3 明確質(zhì)量控制要點及工序協(xié)調(diào)規(guī)則

3.1 明確質(zhì)量控制要點

根據(jù)標準規(guī)范和工程管理的實踐,通信光纜工程必須明確質(zhì)量控制要點。一是材料的質(zhì)量,二是硅芯管的安裝敷設(shè)質(zhì)量,三是吹纜的質(zhì)量,四是接續(xù)封裝的質(zhì)量,五是光纜回填隱蔽工程質(zhì)量。

3.2 明確交叉工序間的協(xié)調(diào)規(guī)則

交叉工序之間的協(xié)調(diào),是通信光纜同溝敷設(shè)的一項關(guān)鍵工作。通信光纜回填以后,管道施工的交叉作業(yè)如陰保、補漏、固定墩和水工保護等工程需要進行二次開挖,由于硅芯管和光纜較細、通信光纜與管道之間的距離有限,使用大型機械開挖很容易造成硅芯管和光纜的損壞,為解決這個問題,施工交叉作業(yè)時規(guī)定管道二次開挖的注意事項:

(1)監(jiān)理必須到現(xiàn)場旁站監(jiān)護;

(2)采用機器開挖到標志帶后必須改為人工開挖;

(3)明確規(guī)定管道交叉施工方和通信施工方在施工過程中都有保護對方已完成的成品或半成品的責任;

(4)制定了違反交叉施工操作規(guī)程給工程造成的損失賠償制度和懲罰辦法。

實踐證明,這些施工管理方法在保證工程進度和質(zhì)量方面起到了重要作用[4]。

4 工程效果

通過優(yōu)化通信光纜硅芯管的敷設(shè)位置為管道工程帶來了較好的工程效果,通過光纜施工得出以下幾點結(jié)論:

(1)節(jié)省了管線施工的土石方開挖量并減少管線安裝難度。

(2)降低了通信光纜施工的難度,在硅管布放、吹纜、光纜接續(xù)等工序方面便于操作。

(3)便于施工期間通信光纜與管道施工之間交叉作業(yè)的協(xié)調(diào),尤其在山區(qū)狹窄的作業(yè)面上,減少了多支施工隊伍在同一地點同時施工的問題。

(4)有利于通信光纜運營維護過程中光纜故障點的查找及修復(fù)。

(5)原設(shè)計方案光纜敷設(shè)在管道下方的位置,超出了探測裝置的有效探測距離,采用新的光纜敷設(shè)方案后,光纜上移到合適位置,有效發(fā)揮了探測電子標識裝置的作用[5]。

(6)加大光纜施工與其他專業(yè)施工隊交叉作業(yè)之間的協(xié)調(diào)力度,減少了管道防腐層漏點修補、水保、陰保、試壓等交叉工程造成的光纜損壞,在不增加硅芯管接頭的情況下,全程光纜平均衰耗小于0.22 db/km,保證了光纜工程的效果。

5 結(jié)語

通過分析大口徑長輸管道通信光纜工程復(fù)雜條件下的建設(shè)難點,采用有效的方法和措施,包括優(yōu)化路由設(shè)計方案、選擇材料、優(yōu)化工序流程及敷設(shè)方案、統(tǒng)一操作標準和協(xié)調(diào)交叉工程等,解決了工程建設(shè)中的難點及問題,取得了較好的效果,對今后國內(nèi)大口徑長輸管道通信光纜工程有一定的指導(dǎo)意義。

[1]王煥光.長輸管道通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)分析[J].石油化工建設(shè),2008(2):71-75.

[2]顧良翠.基于SCADA的熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].長春工程學院學報:自然科學版,2010(1):104-106.

[3]徐勇,雙功新.淺談天然氣長輸管道通信方案的選擇[J].經(jīng)濟師,2010(8):255-256.

[4]肖蘭.儀—長輸油管道通信光纜微纜氣吹技術(shù)與質(zhì)量控制[J].石油工程建設(shè),2008(4):43-46.

[5]田洪波,姜波,武建宏.SCADA系統(tǒng)在長輸管道的應(yīng)用和發(fā)展[J].石油化工自動化,2008(4):13-15.