光缆线路设计与施工 - 通信人家园

光缆通信线路设计必须遵循一定的方法，并符合相关标准。根据用户对传输距离和传输容量及其分布的要求，按照国家相关技术标准和当前设备技术水平，经过考虑选择最佳路由和局站设置、传输体制和传输速率以及光纤、光缆和光端机的基本参数和性能指标，以使系统的实施达到最佳性能价格比。具体设计原则如下：

1) 工程设计必须贯彻执行国家基本建设方针和通信技术经济政策，合理利用资源，重视环境保护。

2) 工程设计必须保证通信质量，做到经济合理、安全适用、能够满足施工、生产和使用的要求。

（1）光缆线路的路由选择应以工程设计任务书和通信网络规划为依据进行方案比较，必须满足通信需要，保证通信质量，使线路安全、可靠、经济、合理，便于维护和施工。

（2）选择光缆线路路由时，应以现有的地形、地物、建筑设施和既定建设规划书为主要依据，并应考虑有关部门发展规划对光缆线路的影响。

（4）光缆线路中由应该选择在地质稳固、地势平坦的地段，不宜强求长距离的大直线，需考虑当地的水利和平整土地规划的影响。

（5）光缆线路应尽量少翻越山岭，宜选择在地势变化不剧烈、土石方工作较少的地方，避开陡峭、沟壑、滑坡、泥石流以及多发洪水危害、水土流失的地方。

（7）如果经过技术经济比较选用管道式敷设光缆，在原有的路由上有计划增设光缆时，为了避免重复挖沟覆土，则采用备用管孔的形式，在市区，应结合城市和电信管线规划来确定采用直埋或是管理敷设，采用直埋敷设时应加强光缆防机械损伤的保护措施。

（8）光缆在市话管道中敷设时，应满足光缆的曲率半径和接头位置的要求，并应在管孔中加设子管，以便容纳更多的光缆。

（1）市区内中继光缆线路一般不宜采用架空方式。远郊的光缆线路宜采用直埋式，但如果有备用管孔可采用管道式。

（3）引入有人中继站、转接站和终端局站的进局光缆线路，宜通过局前人孔进入进线室。进局光缆根据具体情况可采用隧道、地沟、水泥管道、钢管、硬塑料管等敷设方式。

长途光缆干线的敷设方式以直埋和简易塑料管道敷设为主。通常光缆线路在农村野外地区敷设采用直埋方式。在环境条件不适合采用直埋方式和施工费用过大等情况下，可以采用其他的敷设方式。

★但要注意在最低气温低于-30℃的地区，经常遭受强风暴或沙暴袭击的地段不宜架空敷设。

光缆接头盒应选用密封防水性能好的结构，并具有防腐蚀和一定的抗压力、张力和冲击力的能力。长途光缆的接续一般应采用可开启式密封型光缆接头盒。

光缆加强件在光缆接头处应固定可靠，以确保光缆接头不致因外力而损坏。光缆金属加强芯可不进行电气连通。光纤一般应采用熔接法接续。光纤接续平均损耗每处不大于0.05dB，最大损耗每处一般不大于0.08dB。

直埋光缆接头盒应安排在地形平坦和地质稳固的地方，尽量避开水塘、河渠、沟坎、道路等施工和维护不便的地方。光线接头盒可采用水泥盖板保护，以防止机械损伤。

（2）光缆的所有金属构件在接头处不进行电气连通，局、站内光缆金属构件全部连接到保护地。

（3）架空光缆还可选用光缆吊线每隔一定距离如10—15根杆距应装避雷针或进行接地处理，或是雷击地段可装架空地线。

（1）光缆线路应尽量与高压输电线或电气化铁路馈电线保持足够的距离，如需要穿越时应尽量与它们保持垂直。

（2）光缆线路及其设备距发电厂或变电站的接地装置应大于200m，距高压电杆的接地装置应大于50m。

（3）在接近交流电气化铁路的地段，当进行光缆线路施工或检修时，应将光缆的所有金属构件临时接地，以保证参加施工或检修人员的人身安全。

（1）线路过铁路时应垂直顶钢管穿越，钢管应伸出路基两侧的排水沟外1m，距排水沟底不应小于0.8m。

（2）光缆线路过公路时宜垂直穿越，光缆穿越车流量大、路面开挖受限制的公路时，应采用钢管等保护，钢管应伸出路基两侧的排水沟外1.0m，距排水沟底应不小于0.8m。道路两侧有较宽的深沟或水渠时，保护管可不伸出沟渠。

（4）光缆敷设在坡度大于20°、坡长大于30m的斜坡上时，应采用“S”形敷设。光缆敷设在坡度大于30°、波长大于30m的斜坡上时，应选用抗张强度大于20000N 的钢带铠装光缆，且采用“S”形敷设。因条件限制而不能采用“S”形敷设时，可采用埋桩、横木等类同于传统电费锚固定法来加固光缆。若坡上的光缆沟有受水流冲刷的可能，应采取堵截、加固或分流等措施。

（5）光缆穿越山涧、水溪等易受冲刷的地段时，应根据具体情况设置漫水坡、挡土墙或其他保护措施。

（6）梯田、台田的堰坝、陡坎和护坡处的光缆沟，应因地制宜地采取措施，以防止冲坏光缆和造成水土流失。

光缆通信工程的设计，是以通信网发展需要为依据的，并应准确反映综合技术的先进性、可行性以及经济性和社会效益，应满足在5～10年内的先进性和适用性。

光缆线路的施工一般可以分为3个阶段；准备阶段、施工阶段和竣工阶段。其中准备阶段包括路由复测、单盘检测、光缆配盘和路由准备4个环节；施工阶段包括光缆敷设、光缆接续、中继段竣工测试3个环节；竣工阶段包括陷落工程验收、线路初验和竣工验收。

路由复测应以工程施工图为依据。复测的内容有：核对路由的具体走向、敷设方式、环境条件以及接头的具体位置；核对施工图纸；核定光缆穿越障碍物时需采用防护措施地段的具体位置和处理措施；复测路由地面距离，为光缆配盘、分屯（即为施工方便将光缆分开到不同地点屯放）以及敷设提供必要的资料。

光缆配盘应根据复测路由计算出的光缆敷设总长度以及光缆全程传输质量要求，选配单盘光缆，其目的是为了合理使用光缆，尽量减少光缆接头数目并降低接头损耗。

光缆敷设前必须按照施工图的要求完成路由准备工作，为布放光缆提供有利条件。例如：直埋挖沟、越铁道加预示管、标石埋设、排流线等；管道清理、预放子管、架空杆路整理等。

敷设试是光缆线路施工中的关键步骤，必须根据预先确定的敷设方式，严格按有关设计施工的规定进行。

单盘光缆因受制造、运输和施工等条件的限制，长度一般只有2—4km。为了获得足够的长度就必须进行光缆接续。

光缆接续是光缆线路施工中非常重要的一个重要环节，其中光纤的接续尤为重要因此，施工时一定要按规范操作，并用要检测每个光纤接头的损耗是否满足指标要求。

竣工测试又称全程测试或中继段测试。光缆线路敷设施工完成一个中继段后，作为工程质量检验，必须进行中继测试。它主要包括光纤特性测试和光缆电气性能测试。

竣工阶段的主要工作就是竣工验收。此项工作包括检查工程是否完成设计要求的全部工程量，质量是否符合设计要求，竣工资料是否齐全等。实际上，验收工作在施工过程中也是不可缺少的，施工过程中的验收称为随工验收，它与竣工验收一样是保证工程质量的监督手段。

管道光缆敷设,在市话局间中继光缆工程中所占的比重比较大，长途通信工程中的每一个工程几乎都有一定比列的管道。因此，管道光缆的敷设技术是十分重要的。

由于管道路由复杂，光缆所收张力、侧压力不规则，为了安全敷设、节省光缆消耗和工程费用，本节将对管道光缆敷设的张力计算，布放发放以及敷设机具进行必要的介绍。

（1）按设计规定的管道路由，检查占用管孔是否空闲，以及进、出口的状态。在管孔资源富裕的情况下不要选用最上层管孔，尤其是不要选用最上层边角管孔，因为这些管孔最易受到市政施工的伤害，进而伤及其中的光缆。

（2）按光缆配盘图，核对接头位置所处的地貌和接头安装位置，并观察（检查）是否合理和可能。

（1）穿孔器的准备：目前多采用玻璃刚穿孔器代替原有的采用的竹片。较之竹片穿孔器有携带方便、连接简单、外径细等优点。

另外，管孔也可以用直径合适的圆木试捅，由于目前管孔内绝大多数用塑料子管布放光缆，因此圆木的直径按布放三根塑料子管考虑。

注意在工具制作时，各项关物证应牢固以避免中途脱落或折断给清洗工作带来麻烦。

（1）打开人孔铁盖后，应等待一段时间或用排气扇排出有毒气体，若人孔内有积水时应用抽水机排除。

（2）用穿管器或竹片慢慢穿至下一个孔后，始端与清洗刷等连好，注意清洗工具末端接好牵引铁线。然后从第一人孔抽出穿管器或竹片。

（3）淤泥太多时，可用水灌入管孔内进行冲刷使管孔畅通，有些工程队的经验是用高压水枪反复冲洗直至疏通为止。对于陈旧管道，道路两旁树根长入管孔缝造成故障时，或管道接口错位无法通过时应算准具体位置由建设单位组织修复或更换其他管孔。

国外，对于塑料管道，采用自动减压式洗管技术。由于塑料管道密封性较高，利用气洗方式洗管比较先进。对于水泥管道，由于密封性差和摩擦力不宜采用气压洗管方式，不是与用这种方式。但各施工队在以往的施工过程中，也都积累了不少经验，达到了提高施工质量和速度的目的。

为充分利用管道资源和保护光缆，光缆布放前先在管孔内布放塑料子管。通常采用对管孔分割使用，即在一个管孔内采用不同的分割方式，可布放3－4根光缆。我国目前普遍采用的是在一个管孔中预放3根塑料子管的分割方法。

（1）塑料子管为聚乙烯半软管，其内外径、壁厚及盘长应符合设计要求。一般子管的内径为光缆外径的1.5倍，一个管孔放3根子管时，总直径宜不大于管孔内径的85％。

（2）据经验，对于城市Φ90mm标准管孔，可容纳3/4英寸（1.9cm）塑料子管3根、1英寸（2.5cm）塑料子管1根或1英寸（2.5cm）塑料子管3根。3/4英寸（1.9cm）子管用于布放直径不大于15mm的光缆；1英寸（2.5cm）子管适合于直径小于20mm的光缆。特殊情况下对于直埋光缆铠装光缆进管道时，应选用合适的大直径子管。

一般塑料子管串方长度应为一个人孔段，当人孔段距离较短时，可以连续布放（当子内穿放光缆时，最好保持在人孔内子管不连续，以便能看见那个子管内有光缆，在日后井内作业时不致误伤光缆）。目前市话管道的人孔间距，基本都在200m以下，子管制造长度应与人孔间距相适应以节省材料。

①刚穿管器做穿引针，穿入管孔内，将穿孔器一端固定在塑料子管顶端的钢筋架上，另一端或用人工或用普通电缆车或用绞线盘托拽。

②塑料子管布放过程中若产生扭曲，将给光缆的敷设带来困难，当纽绞节距在10m以内时，光缆与子管内壁的摩差力增大，牵引力将增大好几倍。因此，敷设塑料子管，应避免扭曲，其方法是，在子管前面加上转环，最好在人孔内子管进入管孔处用塑料三孔支架将3根子管隔开。

过去的长途电缆以及目前所用的市话电缆的牵引，其张力加在电缆外护层和缆内芯线上，铜导线在敷设过程中起到加强件的作用。因此，在敷设时，将铜线与外护层一起制作成拉环端头，其主要方法是用电缆网套来实现。而光缆，要求在牵引过程中，要求光缆中的光纤芯线不应受力，其张力的75％一般由中心加强芯承担，外护层受力不足25％（钢丝铠装层除外）。

对于光缆敷设，尤其是管道布放，光缆牵引端头制作是十分重要的工序。光缆牵引端头制作方法是否得当，直接影响光纤的传输特性。在有些地方，由于未掌握光缆牵引的特点和制作合格的牵引端头的方法，而发生外护套被拉长或脱落以及光纤断裂的严重后果。因此，牵引端头的要求和制作工艺，对于光缆施工人员来讲是一项基本功。目前，少数工厂在光缆出厂时，已制作好牵引端头，故在单盘检验时应尽量保留一端。

①牵引张力应主要加在光缆的加强芯上（约75％－80％），其余加到外护层上（约20％－25％）；

在塑料子管内预穿引线通过光缆牵引头与光缆相连，这种利用牵引线可把光缆敷设在塑料子管内。

管道光缆敷设，长采用机械牵引。机械牵引需要有性能较好的终端牵引机、中间辅助牵引机以及转弯、高低差导轮等主要机具。

终端牵引机又称端头牵引机。终端牵引机安装在允许牵引长度的路由终点，通过牵引钢绳把终端的光缆按规定的速度牵引至预定位置。

这种光缆牵引设备，不论是在光缆的管道敷设、直埋敷设或架空敷设中，一般都置于中间位置，起辅助牵引作用。

管道光缆敷设，通过人孔的入口、出口时，或者在路由上由于其他原因可能出现的拐弯、曲线以及管道人孔的高差等情况，按不同用途，光缆导引装置可设计成不同结构的导引器和导引滑轮。

根据牵引的方式，管道光缆的敷设方法主要有机械牵引法、人工牵引法和机械与人工相结合的敷设方法。

在敷设时，牵引钢丝通过牵引端头与光缆端头联好，用终端牵引机按设计张力将整条光缆牵引至预定敷设地点。

不用终端牵引机，而是用2－3部辅助牵引机完成光缆敷设。这种方法主要是由光缆外护套承受牵引力，在光缆侧压力允许的条件下施加牵引力，因此用多台辅助牵引机时分散的牵引力协同完成。

这种牵引是一种比较好的敷设方法，它即采用终端牵引机又使用辅助牵引机。以终端牵引机通过光缆牵引端头牵引光缆，辅助牵引机在中间给予辅助使一次牵引的长度得以增长。

由于光缆具有轻、细、软等特点。在没有牵引机的情况下，可采用人工牵引方法来完成光缆的敷设。

人工牵引方法的要点是在良好的指挥下尽量同步牵引，牵引时一般为同步牵引与分散牵引相结合，既有一部分人在前边拉牵引索（尼龙绳或铁丝）、每个人孔处有1－2人帮助拉。

人工牵引布放的长度不宜过长，常用的办法是采用到“∞”法，即牵引出几个人孔后，将光缆引出盘∞”，然后再向前敷设，如距离长还可以继续将光缆引出盘“∞”，直至整盘光缆布放完毕。由于我国的人工费很低，故在施工中经常运用。

终端用终端牵引机作主牵引，中间在适当的位置的人孔内由人工帮助牵引。若再用一部辅助牵引机，更可延长一次牵引的长度，比如牵引1km的光缆，可以在前400m由人工牵引，与此同时终端牵引机可向中间放置牵引钢丝，两边结合，可快速敷设。

这种方式是中间采用辅助牵引机，终端用人工将光缆牵引至辅助牵引机，然后又改在辅助机后面帮助牵引。

光缆牵引完毕后，由人工将每个人孔中的余缆沿人孔壁防至规定的托架上，一般应尽量至于上层，并采用蛇皮软管或PE软管进行保护，用扎线帮扎使之固定。

在敷设时，人孔内人孔内供接续用光缆余留一般不少于8m，由于接续工作往往要过几天或更长的时间，因此余留光缆应妥善地盘留于人孔内，为防止光缆端头进水，应采用端头热可缩套管作热缩处理。余留光缆应按弯曲地要求，盘圈后挂在人孔壁或系在人孔盖内，注意端头不要浸泡于水中。

在水泥管道管孔中敷设光缆，均采用牵引发，由于管道内壁摩擦系数很大，牵引发使得敷设光缆的距离短、速度慢，很容易造成缆线的机械损伤。

目前，一种全新的即安全又快捷的敷设方法――“高压气流推进法”（简称气吹法）得到广泛应用，即通过光缆喷射器产生一个轻微得机械推力和流经光缆表面的高速压缩气流，使光缆在塑料管内处于浮动状态并带动光缆前进，从而减少了光缆在管道内的摩擦损伤。该方法操作简便，气吹距离长，而且由于有安全的保护装置，一旦缆线前进中遇到阻力过大时会自动停止，因此不会对缆线构成任何的损伤。

①塑料硅芯管是由高密度聚乙烯HDPE原料加硅料共同挤压复合而成。这种管道强度大，布放在内的光缆不再需要外层保护套管。

②硅管曲率半径小，为其外径的10倍。敷设时遇到弯曲处和上下管落差处可随路而转或随坡而走，无须做任何特别处理，更不必进入人井过渡。

③管内壁的硅芯层是固体的，永久的润滑剂，其内壁硅芯层的摩擦特性保持不变，缆线在管道内可反复抽取。

④其内壁层硅芯层不与水溶，圬物进管后可用水冲洗管道，且可避免啃齿动物破坏。

⑤抗老化，使用寿命长，墁入地下可达50年以上，耐温性能好，使用温度范围为－30――＋80℃，施工便捷，可大大降低人工造价。

⑥规格和盘长：建设光缆管道常用的HDPE硅芯管的规格主要有两种：40/33mm和46/38mm,其原长分别为2000m和1500m（盘长可根据用户需求生产）。40/33mm硅芯管适用于平原、丘陵、公路、路肩和边沟等，46/38mm硅芯管适合于山区、弯度较大的公路路肩和边沟。

硅芯管管道的敷设与直埋光缆的敷设方法类似，再布放前先把硅芯管道两端的管口严密封堵，硅管之间必须用匹配的连接器，硅芯管道在沟内应平整、顺直。在直线段每隔1km设置一个手孔，在拐弯点增设手孔。硅芯管道的埋深应根据铺设地段、土质和环境等条件等因素，符合表3.3－1要求，硅芯管道与其它建筑物的隔踞要求负符合表3.3－2所示。

注：人工开槽的石质沟和石质边沟的埋深可减为0.4m，并采用水泥砂浆封沟。硬路肩可减为0.6m。

气吹法的基本原理是：由气吹机把空压机产生的高速气压流和缆线一同送入管道，由于管壁内层固体硅胶极底的摩擦系数和高压气体的流动性使光缆在管道内呈悬浮状态，从而减小了缆线在管道中的阻力，其形象的比喻就如同湍流的河水中飘浮着一根木头顺流而下。正因为高速流动的气体所产生的是均匀附着在缆线外皮的推力，使缆线不会受到任何机械损伤。

通常情况下一台气吹机一次可吹1－2km 的长度，制约的因素有：地形、管道内径与管道外径之比、光缆的单位长度质量、材料（一般采用外皮为MDPE的光缆气吹效果好、较经济）和施工时的环境温度及湿度等。

若采用多台气吹机接力吹气，光缆的盘长可选择4km或6km.在高速公路上，一般1km设置一个手孔，作为气吹点和应急电话、监控等分支处理点，再有光缆接头处（每2km或4km处）设置一个人井。

光缆直埋敷设是通过挖沟、开槽，将光缆直接埋入地下的敷设方式。这种方式不需要建筑杆路和地下管道，采用直埋方式可以省去许多不必要的接头，目前长途干线光缆工程大多采用直埋敷设。直埋光缆敷设方法是先开挖光缆沟，然后布放光缆，最后回填土将光缆埋入沟中。下面介绍光缆直埋敷设的方法和主要步骤。

光缆直埋敷设时，可能会受到诸多因素的影响，如耕地、排水沟和其他地面设施、鼠害、冻土层深度等。因此，直埋光缆一般要比管道光缆埋得深。只有达到足够的深度后才能防止各种机械损伤。而且达到一定深度后地温较稳定，减少了温度变化对光纤传输特性的影响，从而提高了光缆的安全性和通信传输质量。

挖沟是按路由复测后的划线进行，不得任意改道和偏离；光缆沟应尽量保持直线路由，沟底要平坦，克服蛇行走向。路由弯曲时，要考虑光缆弯曲半径的允许值，避免拐小弯。

光缆沟的质量，关键在沟深是否达标。不同土质及环境，对光缆埋深有不同的要求。施工中应按设计规定地段达到表3.3—3中的深度标准。对于全石质路由，若环境条件不允许爆破，而打挖又确有困难时，经主管部门同意，埋深可降为50cm，但应采取封沟措施。

光缆沟的深度和宽度，对于一般土质地段是深度为1.2m，上宽为60 cm，底宽为30cm。当同一沟内敷设两条光缆时，应保持5cm的间距，故宽度一般为35cm。对于同沟敷设的光缆沟以及土质松散或水位较低地段，沟宽以80cm为适。

对于特殊地段，如山区石质地带用爆破方法开沟，沟的宽度视情况决定，一般不应小于20cm（沟底垫10cm细土或沙石）。

长途直埋光缆埋在地下，常常会同其他管线等设施平行或交越，为保证光缆及其他设施的安全，相互应保持一定距离。

敷设方式	直埋	管道	架空	山地（埋）
自然弯曲增加长度（m/km）	7	5	5	10
人孔内弯曲增加长度（m/每个人孔）		0．5～1
杆上伸缩弯长度（m）			0．2
接头每侧预留长度（m/侧）	8～10
局内预留长度（m）	15～20

序号	铺设地段及土质	上层管道至路面埋深（ｍ）
1	普通土、硬土	≥1.0
2	半石质（砂砾土、风化石等）	≥0.8
3	全石质、流砂	≥0.6
4	市郊、村镇	≥1.0
5	市区街道	≥0.8
6	穿越铁路(距路基面)、公路(距路面基底)	≥1.0
7	高等级公路中间隔离带及路肩	≥0.8
8	沟、渠、水塘	≥1.0
9	河流	同水底电缆埋深要求

建筑物名称	平行距离（m）	交越距离（m）
市话管道直埋电力管道直埋电力电缆35KV以下直埋电力电缆35KV以上给水管管径≤300mm 给水管管径300mm-500mm 给水管管径>500mm 高压石油、天然气管道热力、下水管煤气管压力≤300kpa 煤气管 300kpa≤压力≤800kpa 排水沟房屋建筑红线或基础市内大树市外大树积肥池、粪坑、水井、沼气池、坟墓等	0.75 0.5 1.0 2.0 0.5 1.0 1．5 10．0 1．0 1．0 2．0 0．8 1．0 0．75 2．0 3．0	0.25 0.5 0.5 0.5 0.15 0.15 0.15 0.5 0.5 0.3 0.3 0.5 －－－－

敷设地段及土质	埋深(米)	备注
普通土、硬土	1.2
半石质(沙砾土、风化石)	1.0
全石质	0.8	从沟底加垫10公分细土或沙土的顶面算起
流沙	0.8
市郊、村镇	1.2
市区人行道	1.0
穿越铁路、公路沟、渠、水塘	1.2	距道渣底或距路面
农田排水沟	0.8