波紋集束管與硅芯管在高速公路光纜管道應用中的分析比較

王運虔 代晨光

（中交機電工程局有限公司北方分公司，北京100085）

0 引言

近年來，波紋集束管（簡稱COD管）作為一種新型的通信管材，逐漸在高速公路市場上得到應用。新疆G3012阿克蘇—喀什高速公路全長428.567 km，干線約380 km采用新建9～10孔波紋集束管，其余部分利用原有硅芯管。

本文通過波紋集束管和硅芯管的比較分析，得出結論，波紋集束管能夠作為光纜管道代用材料；并從管道使用的角度出發，闡述了波紋集束管施工中的一些注意事項。

1 波紋集束管

1.1 波紋集束管的性能特點

波紋集束管外形及剖面結構如圖1所示。波紋集束管采用高密度聚乙烯樹脂為原材料，管道結構形式上為波紋外管包裹若干個緊密結合的內管。外管采用螺旋環形增強剛度，該結構可比直壁管的抗壓強度提高8～l0倍，波紋集束管經過混凝土包封后可直接用于橫穿過路，有效提高了光纜保護性能，適用于需承受一定壓力、埋設環境比較惡劣的地段，特別是改造道路。布管施工方便、效率高，一次敷設多管，大大縮短了施工周期。相對硅芯管減少了定距捆綁整理工序，過橋過路無需使用鍍鋅鋼管保護，施工成本遠低于同孔數的其他管材。

圖1 波紋集束管外形及剖面結構

1.2 波紋集束管的技術指標

目前對波紋集束管尚無國家標準規范。本文對只對其管道規格和技術指標做一些簡單介紹。

在新疆阿克蘇—喀什高速公路使用的波紋集束管有φ89（5×φ25/21）、φ76（4×φ25/21）和φ70（3×φ25/21）三種規格。干線采用5+4孔管道，進出收費站采用3孔管道。

波紋集束管技術指標如表1所示。

2 硅芯管

2.1 硅芯管的性能特點

HDPE硅芯管是一種內壁帶有硅膠質固體潤滑劑的新型復合管道，簡稱硅管，廣泛運用于高速公路、鐵路等的光電纜通信工程。關于此類管道闡述的文章較多，在此不多贅述。

2.2 硅芯管的技術指標

硅芯管主要技術指標如表2所示。

表1 波紋集束管技術指標

表2 硅芯管主要技術指標

3 波紋集束管與硅芯管的比較及吹纜施工重要參數分析

3.1 波紋集束管與硅芯管的比較

目前，硅芯管是高速公路光纜管道常用傳統管材，波紋集束管是新型替代管材，兩者在結構、施工、使用，綜合投資等方面比較，各有利弊，具體如表3所示。

3.2 吹纜施工中的重要參數分析

3.2.1 摩擦系數與溫度影響

高分子材料表面的摩擦系數取決于材料表面的粘著性（表面張力、結晶度）、添加劑（爽滑劑、顏料等）以及表面拋光、環境因素（如溫度、靜電積累、濕度）等。

一般來講，隨著環境溫度的升高，材料表面的摩擦系數會有一定的變化，變化的大小因材料而異。根據高分子聚乙烯材料相關實驗，在室溫～90.0℃時，靜摩擦系數隨溫度升高的增長趨勢穩定，動摩擦系數的變化趨勢波動大，但動摩擦系數整體呈增長態勢。從表4可看出，當環境溫度達到50℃區間時，動摩擦系數明顯增大。摩擦系數對光纜吹纜施工會產生較大影響。

表3 波紋集束管與硅芯管的比較

表4 環境溫度與摩擦系數對照表

3.2.2 管道溫度對吹纜施工影響的表現

空壓機排氣溫度的高低主要取決于空壓機的后冷卻器。后冷卻器主要分為水冷和風冷方式。水冷式后冷卻器的空壓機排氣溫度約為20℃，風冷式后冷卻器的空壓機排氣溫度約為30℃，傳統活塞式空壓機排氣溫度約為50℃。在吹纜作業前選擇不同工作方式的空壓機和吹纜機進行施工測試比較：（1）在波紋集束管吹纜測試過程中，當空壓機排氣溫度達到50℃時，光纜在管道中的行進速度會明顯變慢，管道中的光纜達到一定重量時，光纜常常無法繼續推進。（2）在硅芯管吹纜測試過程中，當空壓機排氣溫度達到50℃時，由于硅芯管內壁硅膠層的表面光滑作用，光纜在管道中的行進速度無明顯差異。

3.2.3 吹纜機工作模式對吹纜施工的影響

（1）采用純氣動模式：適用于硅芯管和波紋集束管工況較好的吹纜模式。當波紋集束管內部溫度較高且管道工況差時，光纜行進中常出現停滯。

（2）采用氣動模式+液壓推送光纜模式：能適應硅芯管和波紋集束管內部溫度較高的吹纜作業，靈活性較強。

3.2.4 空壓機對吹纜施工的影響

（1）空壓機排氣壓力：在硅芯管和波紋集束管作業時，壓力無差別，只要求壓力穩定可調。

（2）空壓機排氣溫度：硅芯管作業時，排氣溫度對施工中光纜推送無明顯影響。波紋集束管作業時，如空壓機排氣溫度升至50℃以上，當光纜推送入管道達到一定重量后，吹纜進度明顯變慢。如潤滑不到位，光纜會停止行進。

4 波紋集束管敷設施工的注意事項

（1）波紋集束管內壁摩擦系數應不大于0.3，外觀不允許有裂口、凹陷、缺口、彎折。（2）在中央分隔帶敷設時管道應在隔離帶中心線上，原則上管溝寬度不超過分隔帶間寬的1/4，防止護欄立柱打樁損壞管道。（3）敷設前根據設計文件和復測數據配盤，原則上將接頭設置于人孔中。如人孔間無法避免接頭，應增設通信專用標石。（4）管道端頭處應用密封塞子封堵，以防止水、砂石及其他雜物進入管內，增大摩擦系數，影響吹纜。（5）穿越水溝等障礙物時，應采用整段管，中間不得有接頭。（6）環境溫度低于-15℃時，不宜進行敷設施工。

5 結語

波紋集束管作為高速公路光纜管道，適用于高速公路PPP、EPC、土建機電一體化項目，埋設無需墊層，在惡劣土質環境下使用有著較大優勢。作為上述建設項目管道使用方（機電吹纜施工承包方），應從建設項目大局出發，考慮項目整體投資及社會效益。機電施工方應充分了解波紋集束管的特點，通過充分的準備，科學的方案選擇，合理選擇吹纜工機具、吹纜工藝、吹纜輔助材料，精心組織施工。對于局部管道問題，要及時與管道施工單位緊密配合，各方協調解決吹纜施工遇到的問題。通過以上工作，完全能夠保質保量完成吹纜任務。

目前波紋集束管已在國內多個高速公路項目中使用，從應用情況來看，有優勢，有弊端。總的來說，通過綜合比較，波紋集束管是較好的光纜管道代用材料。