浅析高速公路通信管道工程的设计与应用

洪晋夫

（山西省交通科学研究院，山西 太原 030006）

1 高速公路通信管道材料

20世纪80年代以前，国内外高速公路的通信光电缆都采用直埋方式敷设，由于高速公路施工界面交织复杂，施工工期长，通信路由复杂等固有特点，经常发生线缆被挤压影响通信质量或被夯填施工阻断的现象，重新接续难度大，对通信音频视频信号造成严重且不可恢复的损耗，后采用预埋通信管道再穿缆施工方式有效地解决了这一问题。

1.1 硅芯管

生产硅芯管的主料使用符合国家标准的高密度聚乙烯挤塑树脂。硅芯管采用带有条纹的彩色管，外观颜色均匀一致且多孔敷设时方便辨认孔号；内外壁实体平整、均匀、光滑，无塌陷、坑凹、孔洞、撕裂痕迹及杂质麻点等缺陷，方便吹缆施工；截面无气泡、裂痕；硅芯管内壁紧密熔结、无脱开现象，吹缆时不易出现吹爆管壁的现象；拉伸强度大于21 MPa；断裂伸长率大于350%；最大牵引负荷大于8 000 N；冷弯曲半径大于400 mm；脆化温度低；耐冲击性好；外壁上产品标识完整。硅芯管顺序缠绕在盘架上，每盘硅芯管出厂标称长度为2 000 m，敷设距离长，运输及施工方便。基于以上优点经过多年的筛选淘汰，现在我国高速公路通信管道基本采用多孔数的φ40/33HDPE硅芯管敷设。

1.2 多通道波纹管（COD）

COD的英文全称为Corrugated Optic Duct，结构上采用了由波纹管包裹多个相邻紧密结合的通信子管形式，中文名称为多通道波纹管。

多通道波纹管施工迅速、造价低廉、安全可靠。2000年初开发于韩国，现已应用于我国多个省以及美国、日本和新加坡等国家的通信线路和高速公路施工领域。

1.3 钢网玻璃钢管箱

玻璃钢制品在20世纪80年代中期从铁路上最先应用，主要应用于沿线光电缆过桥梁构造物时的保护，90年代中期开始在高速公路上应用。目前玻璃钢管箱在高速公路上用量十分庞大，有桥梁的地方，都需要安装玻璃钢管箱来对通信光缆进行承载和保护。由于早期普通玻璃钢管箱的材料为树脂+玻璃纤维布，一般都是手糊成型质量难以控制，老化严重，且出现箱体破损后更换箱体困难，故现高速公路建设中使用钢网玻璃钢管箱。钢网玻璃钢管箱主要材料为树脂+复合玻璃纤维毡+钢丝网，使管箱的强度大大增加，其比重只有1.8～2.0[3]，只有普通钢材的1/4～1/6，而且还具有机械强度高，耐化学腐蚀、寿命长、绝缘、施工简单、配线灵活、安装标准和外形统一美观的优点。

1.4 镀锌钢管和聚乙烯实壁管

这两种管材具有强度高、密封性好以及适用范围广等特点，但由于其价格较高所以我们不选择这两种管材作为通信管道的主要管材，而只作为通信管道光电缆在路基中横穿过路的保护材料。

2 高速公路通信管道工程的设计和施工

2.1 通信管道设计原则

2.1.1 干线通信管道

高速公路整体式路基段干线通信管道一般采用12、18孔数的φ40/33硅芯管，或者使用相同孔数的COD管；分离式路基段干线通信管道采用每侧各敷设8孔φ40/33硅芯管，或者使用相同孔数COD管。

2.1.2 支线通信管道

支线管道包括从干线管道至互通区匝道的通信管道，从干线管道至监控外场设备、通信站分歧管道、预留分歧管道等。设计时注意分歧管线的管孔数、埋深、人（手）孔的变化。

a）从干线中央分歧人孔至路侧监控外场设备或远期预留手孔，采用2孔φ114×4镀锌钢管。

富察氏扫了殿中一眼，叹了口气：“是青福晋安排的吧？果然事事妥帖。”她见素心有些不服，看向青樱道，“你做得甚好，月福晋说我累了……唉，我当为后宫命妇表率，怎可在众人面前累晕了？只怕那些爱兴风作浪的小人，要在后头嚼舌根说我托懒不敬先帝呢。来日太后和皇上面前，我怎么担待得起？”

b）从干线中央分歧人孔至互通区（服务区）横穿过路管道，采用4孔φ114×4镀锌钢管。

c）从互通区路肩转角人孔沿匝道采用6孔40/33硅芯管铺设至收费广场路肩人孔（或其他高速路肩人孔）。

2.1.3 管道过构造物

a）管道过大、中、小桥和桥式通道时，采用管箱保护用托架支撑通过，硅芯管或COD管铺设于管箱内。

b）管道过分离式立交中墩基础时，硅芯管或COD管自基础立柱两侧绕过。

c）管道过箱形通道或拱涵时，硅芯管或COD管直接从通道、涵洞顶部通过。

2.2 通信管道路由和铺设方法

在整体式路基段，干线管道铺设于中央分隔带内，管道中心线位置与中央分隔带中心线重合，由于硅芯管或COD管的柔软度较高，铺设管道后受温度气候光照等影响容易变形扭曲缠绕在一起，故铺设管道时应开挖相应宽度的坑槽，管道铺设下去后要用打包带或铁丝进行每隔4 m的捆扎来防止管道由于变形偏离中心线，而后用素土或者细砂进行回填夯实。

在整体式桥梁路段，干线管道用钢网玻璃钢管箱承载并铺设于桥梁中央预埋的托架上，为防止管道受温度气候光照等影响变形扭曲缠绕在一起也应在铺设管道后对管道进行每4 m一处的捆扎。

在分离式路基段，干线管道铺设于路侧土路肩边坡处。

在分离式桥梁路段，通信管道由钢网玻璃钢管箱承载铺设于桥梁内侧预埋的通信管道托架上。

分歧管道为横向分歧预埋管道及各种机电监控通信设备用管道，全线通信管道应每隔1 km左右做横向分歧人孔为后期全程监控和机电系统升级改造预留，路侧有通信或监控外场基础时，在指定桩号设置分歧人（手）孔。

管箱过桥时，支撑管箱的托架按2 m间距均匀设置。托架预埋在桥梁护栏基础下，管箱安放于托架上后通过螺钉将管箱与托架固定。

在跨线桥中墩处，利用管道的柔性从中墩两侧绕行，并用混凝土进行包封。

管道过中央分隔带活动开口时，应先预埋4孔φ114镀锌钢管，管道通过钢管保护穿过活动开口。

在互通收费站或服务区铺设进站通信管道时，应先设置分歧人孔并预埋镀锌钢管，将通信管道引入路侧分歧人孔后再沿路肩边坡埋设一定孔数的通信管道至站房边局前人孔。

3 高速公路通信管道工程在设计与施工中应注意的问题

高速公路通信管道在设计上应与收费、通信、监控和供配电系统共同考虑，施工中与路面、路基、房建等工程同步进行。虽然高速公路发展迅速，但其总量是有限的，而且高速公路一旦建成，通信管道的整改非常困难。总的来说，我国高速公路通信管道工程的建设中还应注意如下问题。

3.1 因地制宜 灵活设计

由于我国特殊的地理环境，东西南北各省份地区气候地形差异较大，在设计高速公路通信管道工程时，应充分考虑当地的气温、地质、降雨、降雪、霜冻等具体因素来确定管道的材质、埋深、人手孔的深度、大小尺寸、混凝土标号、管道的防水防冻、人手孔的排水等问题，不可死搬硬套沿用一套方案。

在高寒地带，应着重考虑管道的防冻问题，管道的埋深和人手孔深度应相应增大，避开冻土层，防止管道受温度影响变脆变硬扭曲变形或破损并且做好保温层。

在南方多雨地区，应着重考虑通信管道的排水防锈问题，参考当地历年的气象资料，人手孔排水不应使用积水罐，应预留排水管，为避免污水进入管道中妨碍后续吹缆施工，必须确保井中管道的接头密封达到要求，管道底部距离井底不应小于30 cm，且关口要向下弯曲，防止积水网管道内流，还应注意在人手孔四周涂刷沥青，避免地下水通过人手孔壁渗入井内。

遇到石质路基路段，要考虑施工开挖的难度，人手孔的深度和管道的埋深应相应减小，在铺设管道时要用中粗砂或者细土做好垫层，防止回填夯实的过程中管道受挤压而破损。

遇到高路基路段，要充分考虑通信管道及人手孔的排水问题。遇到多桥涵路段，通信管道通过桥涵的方式尽量协调一致。遇到隧道路段，要着重考虑通信管道在隧道洞口的预埋横穿，以及通信管道从洞口人孔穿入洞内线缆槽的方式，避免隧道洞口硬化后的反开挖施工以及对隧道口排水沟的破坏。

3.2 统一规划 协调施工

通信管道工程是高速公路机电系统中与路基路面、房建、绿化以及机电其他各子系统界面交织最多最复杂的分项工程，因此在施工管理中应做到统一规划协调施工。

在实际施工中，管理者应根据各界面进度情况综合考虑安排施工，避免在土建或者绿化工程完成后被反复开挖带来的不必要的麻烦，从而确保高速公路通行使用和各项功能的正常发挥。

4 结束语

高速公路通信管道是高速公路机电系统的基础，是连接机电各系统与主体工程的纽带。通信管道能否良好地构建对于充分发挥高速公路的功能及各项作用有着极其重要的意义。因此它的设计要完善齐全、考虑周到，施工要严谨认真、合理快捷，才能既满足当前需要又适应智能化交通运输系统发展的需求。