СПОСОБ УСТАНОВКИ ПОДЗЕМНОЙ КАМЕРЫ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ МУФТ И ЗАПАСОВ КАБЕЛЯ Российский патент 2009 года по МПК G02B6/50 

Изобретение относится к оптоволоконной технике и может быть использовано при строительстве и эксплуатации волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) с использованием оптических кабелей, проложенных в кабельной канализации из защитных пластмассовых труб, и подземных камер для хранения муфт и запасов кабеля.

При эксплуатации ВОЛС возникает необходимость периодического раскапывания и вскрытия подземных камер для осмотра, ремонта оптических муфт, дополнительного ввода оптических кабелей в муфты или замены поврежденных длин оптического кабеля. В условиях Российской Федерации, в зимний период, а также при отрицательных температурах окружающей среды почти повсеместно наблюдается промерзание грунта, поэтому доступ к подземным камерам существенно затруднен. Промерзание грунта, происходящее при понижении температуры окружающей среды непосредственно после осадков в виде дождя, или после паводков, или после оттепелей, еще более затрудняет последующую раскопку подземных камер из-за увеличения прочности замерзших увлажненных слоев грунта.

Известен способ установки подземных камер, смотровых устройств, необслуживаемых усилительных пунктов (НУП) при строительстве, эксплуатации и проведении аварийно-восстановительных работ (АВР) ВОЛС в тяжелых условиях мерзлых грунтов, включающий предварительное рыхление грунта механическими рыхлителями (экскаваторами), а при разработке котлованов вручную в городских районах с большим количеством подземных коммуникаций - отогрев грунта, например, за счет сжигания твердого или жидкого топлива под металлическими коробами [Руководство по строительству линейных сооружений местных сетей связи. Ч.1. Минсвязи России - АООТ «ССКТБ ТОМАСС», М. 1995, стр.37-38]. Для механического рыхления мерзлых грунтов используют также стальные молоты [Руководство по эксплуатации линейно-кабельных сооружений местных сетей связи. УЭС Госкомсвязи России, 1998, стр.97].

Однако известный способ имеет следующие недостатки. Практика эксплуатации ВОЛС показывает, что аварии, возникающие на линейных сооружениях связи, а также плановые работы требуют немедленной раскопки и вскрытия подземных камер. Время устранения неисправности на ВОЛС, регламентированное инструкциями операторов связи, составляет несколько часов и существенно меньше времени, необходимого для доступа к камере (разогревания мерзлого грунта, раскопки подземной камеры, ее вскрытия) и немедленного выполнения АВР при любых неблагоприятных внешних условиях [Руководящий документ отрасли Минсвязи России РД 45.211-2001. «Инструкция по проведению аварийно-восстановительных работ на кабелях междугородных линий передачи», п.4.1.1, стр.4]. Анализ АВР на междугородных линиях связи показывает, что чистое время прокладки и монтажа кабелей связи при достаточно высоком уровне механизации составляет 6%-15%, остальное время уходит на подготовительные и технологические работы (разработка котлованов, подготовка концов кабеля для монтажа и др.). На практике, в случае невозможности доставки техники на место проведения работ, для рыхления мерзлого грунта часто используют малопроизводительный шанцевый инструмент (киркомотыга, лом, лопата), которым можно повредить камеру. Применение предварительного оттаивания грунта путем сжигания топлива под металлическими коробами имеет существенный недостаток - продолжительность оттаивания мерзлого грунта на глубину 1 м достигает 24 ч. [Руководство по строительству линейных сооружений местных сетей связи. Ч.1. Минсвязи России - АООТ «ССКТБ ТОМАСС», М.1995. стр.37-38].

Кроме того, процесс отогревания грунта может привести к повреждениям большинства современных подземных камер, изготовленных из пластмассы (например, Uponor, КОТ-2, Подземная камера для хранения муфт и запасов оптического кабеля, - патент на полезную модель RU №52202, авт. Сабинин Н.К., Киушов А.В., Гусев А.А.).

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ установки подземной камеры для хранения муфт и запасов кабеля, включающий разработку котлована, устройство уплотненной песчаной «постели» толщиной 0,2 м - 0,3 м, размещение камеры выше уровня подземных вод и ее соединение с кабельной канализацией, частичную засыпку камеры непучинистым грунтом, окончательную засыпку котлована предварительно вынутым (прогретым в зимний период) грунтом с созданием утепляющего слоя грунта, превышающим на 0,2 м - 0,3 м среднестатистическую глубину промерзания грунта [Инструкция по прокладке и монтажу оптического кабеля в ПВП трубках «Silicore» М., 1998. 125 с. Раздел 9].

Способ-прототип имеет следующие недостатки. Засыпка котлована непучинистым грунтом существенно облегчает его рыхление и последующую выемку только в сухих грунтах, однако влажные замерзшие непучинистые грунты необходимо предварительно рыхлить перед выемкой их из котлована. Таким образом, при отрицательных температурах окружающей среды, рыхление грунта является единственно возможным способом вскрытия котлована, причем рыхлению подвергается монолитная структура замерзшего грунта, что вызывает значительные затраты времени и средств на вскрытие котлована и удаление из него грунта и возможность повреждения камеры.

Целью изобретения является снижение затрат времени и средств на производство работ по безопасному доступу к камере (рыхление грунта, вскрытие котлована, отсутствие повреждений камеры инструментом) при воздействии отрицательных температур окружающей среды.

Сущность изобретения.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе-прототипе установки подземной камеры для хранения муфт и запасов кабеля, включающем разработку котлована, устройство уплотненной песчаной «постели», размещение камеры в котловане и ее соединение с кабельной канализацией, частичную засыпку камеры непучинистым грунтом и окончательную засыпку котлована предварительно вынутым грунтом, до окончательной засыпки котлована предварительно вынутым грунтом устанавливают механическую защиту, засыпку грунта ведут послойно, между слоями грунта, а также сверху и снизу механической защиты прокладывают материал с низкой адгезией к мерзлому грунту, например, полиэтиленовую пленку, края материала с низкой адгезией к мерзлому грунту загибают вниз при его укладывании в котловане, а сама механическая защита выполнена в виде сетки, например металлической, с максимальным размером ячеи не более 190 мм.

Перечисленная совокупность существенных признаков позволяет получить технический результат, заключающийся в снижении затрат времени и средств на производство работ по безопасному доступу к камере за счет снижения затрат времени и средств на рыхление грунта и вскрытие котлована в зимний период при воздействии отрицательных температур окружающей среды.

Задачей настоящего изобретения является облегчение рыхления мерзлого грунта и его выемки при раскопке подземных камер, а также предохранение камеры от ударов инструмента. Данная задача решается за счет нарушения монолитности замерзшего грунта при его разделении на слои, отделенные друг от друга материалом с низкой адгезией к мерзлому грунту, например, полиэтиленовой пленкой, которая прокладывается на этапе засыпки котлована грунтом, а также за счет дополнительной установки механической защиты, выполненной в виде сетки с максимальным размером ячеи не более 190 мм.

При проведении работ по рыхлению мерзлого грунта, разделенного на слои, существенно облегчается процесс раскалывания смерзшегося грунта от ударов инструмента. Как правило, каждый удар инструмента приводит к образованию трещин на всю глубину разрабатываемого слоя грунта и последующему его легкому отделению от пленки и удалению кусков этого слоя грунта из котлована. Пленка, разделяющая слои грунта и отделяющая механическую защиту, также извлекается из котлована. Затем процесс повторяется с каждым следующим слоем грунта. Установка механической защиты в виде сетки с максимальным размером ячеи не более 190 мм позволяет при минимуме затрат использовать во многих случаях для работ по вскрытию котлована стандартные лопаты типа ЛКО, ЛКП [ГОСТ 19596-87* Лопаты. Технические условия], имеющие ширину полотна 210±4 мм и 195±4 мм, соответственно. При этом исключается возможное повреждение камеры при ударе лопаты за счет ее задержания защитой. В то же время, установка механической защиты в виде сплошных железобетонных плит или металлических листов требует дополнительных затрат времени и средств как при ее установке, так и при снятии.

Повторная засыпка котлована производится также послойно, с прокладкой материала (пленки) с низкой адгезией к мерзлому грунту. При этом стоимость укладки пленки существенно ниже затрат на производство работ в зимний период по рыхлению грунта и вскрытию котлована с установленной по способу-прототипу камерой. В качестве материала с низкой адгезией к мерзлому грунту используют, например, полиэтиленовую пленку. Согласно [ГОСТ 10354-82 «Пленка полиэтиленовая. Технические условия»] пленка марок В, В1, толщиной свыше 0,2 мм, прочностью при растяжении не менее 12,7 МПа и относительном удлинении при разрыве не менее 350% используется в качестве противофильтрационных экранов для мелиоративного и водохозяйственного строительства. Морозостойкость пленки составляет до минус 70°С. Высокая прочность, морозостойкость и химическая стойкость полиэтиленовой пленки обеспечивает срок ее службы, соизмеримый со сроком службы полиэтиленовых подземных камер и защитных пластмассовых труб. В качестве механической защиты используют, например, сетку металлическую проволочную оцинкованную [ГОСТ 2715-75. Сетки металлические проволочные. Типы, основные параметры и размеры] с размерами 100×100×6 мм (максимальный размер ячеи по диагонали 141 мм). Тем самым, достигается заявленный технический результат.

Укладывание в котловане материала с низкой адгезией к мерзлому грунту с загибанием его краев вниз решает задачу уменьшения влажности разделенных слоев грунта при выпадении осадков в виде дождя, после паводков или после оттепелей, непосредственно перед установлением отрицательных температур окружающей среды. Влага, поступающая с поверхности земли, стекает с верхней, а при ее возможном повреждении - со следующей (расположенной ниже) пленки в сторону от установленной подземной камеры. При сезонном подъеме и опускании и временном скоплении подземных вод («верховодка») они также не задерживаются в слоях грунта, расположенных между слоями пленки. При этом, кроме указанного технического результата, достигается сопутствующий технический результат, заключающийся в уменьшении пучения грунта с малым содержанием влаги при его естественном замораживании. Уменьшение пучения грунта уменьшает силы выдавливания подземной камеры в зимнее время и просадки грунта при оттепели, поэтому стабилизирует положение подземной камеры в грунте. В некоторых случаях это позволяет исключить засыпку подземной камеры непучинистым грунтом и применить для этой цели грунт, предварительно вынутый из котлована.

Сущность изобретения поясняется чертежом. На чертеже изображен поперечный разрез котлована с установленной камерой для хранения муфт и запасов кабеля, а также слои грунта и проложенный материал с низкой адгезией к мерзлому грунту.

Цифрами на чертеже обозначены: 1 - стенка котлована, 2 - подземная камера для хранения муфт и запасов кабеля, 3 - защитные пластмассовые трубы, 4 - пластмассовые соединительные муфты, 5 - песчаная уплотненная «постель», 6 - слои непучинистого грунта, 7 - пленки материала с низкой адгезией к мерзлому грунту, 8 - слои грунта, предварительно вынутого из котлована при его раскопке, 9 - механическая защита.

Способ реализуется следующим образом. В месте установки подземной камеры вырывают котлован нужной глубины и размеров в поперечном сечении. Устраивают песчаную уплотненную «постель» 5, на которой размещают подземную камеру 2. Входные патрубки подземной камеры 2 соединяют при помощи пластмассовых соединительных муфт 4 со строительными длинами защитных пластмассовых труб 3 с оптическими кабелями внутри. Монтируют оптические муфты и вместе с витками технологического запаса оптического кабеля укладывают их в подземную камеру (муфты и витки технологического запаса оптического кабеля на чертеже не показаны). Подземную камеру 2 герметизируют (закрывают крышкой с уплотнением и/или герметиком) и укладывают сверху первый слой (пленку) 7 материала с низкой адгезией к мерзлому грунту, например полиэтиленовую пленку. Для предотвращения скапливания грунтовых вод на поверхностях пленок 7 и в слоях грунта 6 и 8, края пленок, расположенные по периметру котлована 1, загибают вниз таким образом, чтобы участки пленок, расположенные в центре, располагались выше их краев. Производят засыпку камеры 2 одним слоем непучинистого грунта 6 (нижний на фиг.1). Проводят уплотнение грунта. Затем укладывают следующий слой (пленку) материала с низкой адгезией к мерзлому грунту 7 и повторяют процесс до закрытия подземной камеры непучинистым грунтом 6. Укладывают механическую защиту 9, закрытую с верхней и нижней стороны материалом с низкой адгезией к мерзлому грунту. Затем процесс укладывания пленки 7 и слоев грунта продолжают, но уже используют предварительно вынутый из котлована при его раскопке грунт 8. При воздействии отрицательных температур окружающей среды предварительно разогревают грунт, предназначенный для засыпки котлована.

Источники информации:

1. Руководство по строительству линейных сооружений местных сетей связи. Ч.1. Минсвязи России. - АООТ «ССКТБ ТОМАСС», М. 1995. стр.37-38.

2. Руководство по эксплуатации линейно-кабельных сооружений местных сетей связи. УЭС Госкомсвязи России, 1998. стр.97.

3. Руководящий документ отрасли Минсвязи России РД 45.211-2001. «Инструкция по проведению аварийно-восстановительных работ на кабелях междугородных линий передачи», п.4.1.1, стр.4.

4. Патент на полезную модель RU №52202, авт. Сабинин Н.К., Киушов А.В., Гусев А.А.

5. Инструкция по прокладке и монтажу оптического кабеля в ПВП трубках «Silicore» M., 1998. 125 с. Раздел 9.

6. ГОСТ 10354-82. «Пленка полиэтиленовая. Технические условия».

7. ГОСТ 19596-87. «Лопаты. Технические условия»

8. ГОСТ 2715-75. «Сетки металлические проволочные. Типы основные параметры и размеры»

Способ относится к оптоволоконной технике и может быть использован при строительстве и эксплуатации волоконно-оптических линий связи с использованием кабелей, проложенных в кабельной канализации из защитных пластмассовых труб и подземных камер. Техническим результатом изобретения является снижение затрат времени и средств на производство работ по рыхлению грунта, вскрытию котлована и безопасного доступа к камерам при воздействии отрицательных температур окружающей среды. Способ включает разработку котлована, устройство уплотненной песчаной «постели», размещение камеры в котловане и ее соединение с кабельной канализацией, частичную засыпку камеры непучинистым грунтом, установку механической защиты, выполненной в виде сетки, например металлической, с максимальным размером ячеи не более 190 мм, закрытой сверху и снизу материалом с низкой адгезией к мерзлому грунту, окончательную засыпку котлована предварительно вынутым грунтом, причем засыпку грунта ведут послойно, а между слоями грунта прокладывают материал с низкой адгезией к мерзлому грунту, например, полиэтиленовую пленку, а края материала с низкой адгезией к мерзлому грунту загибают вниз при его укладывании в котловане. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ установки подземной камеры для хранения муфт и запасов кабеля, включающий разработку котлована, устройство уплотненной песчаной «постели», размещение камеры в котловане и ее соединение с кабельной канализацией, частичную засыпку камеры непучинистым грунтом, установку механической защиты, окончательную послойную засыпку котлована предварительно вынутым грунтом, отличающийся тем, что частичную засыпку камеры непучинистым грунтом ведут послойно, а между каждыми смежными слоями засыпанного непучинистого грунта и предварительно вынутого грунта прокладывают материал с низкой адгезией к мерзлому грунту, например полиэтиленовую пленку.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что края материала с низкой адгезией к мерзлому грунту загибают вниз при его укладывании в котловане.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что механическую защиту закрывают сверху и снизу материалом с низкой адгезией к мерзлому грунту.