高速公路路側電纜氣吹敷設法與直埋敷設法的比較分析

曾會翔，蘇文琦，潘 揚

(1.廣西交科集團有限公司，廣西 南寧 530007；2.廣西交通投資集團南寧高速公路運營有限公司，廣西 南寧 530022)

0 引言

隨著智慧高速公路建設的推進，高速公路路側設備密度大幅增加，路側電纜越敷越長。以柳南高速公路改擴建項目為例，其路側電纜敷設長度與道路長度之比為95∶100，而在桂柳高速公路改擴建項目施工圖設計中這一比例為110∶100(不計隧道)，在天峨(黔桂界)至北海高速公路(巴馬至平果段)項目施工圖設計中這一比例達到了179∶100(不計隧道)。

高速公路路側電纜敷設的傳統工法為直埋敷設，其通病有埋設深度不足、未填埋細沙、電纜混亂交叉、擾動路基、破壞綠化等。近期出現的電纜氣吹敷設法能有效地規避上述問題。

1 電纜氣吹敷設法概述

電纜氣吹敷設是依靠吹纜機、空壓機等設備將電纜吹放到預埋管道中[1]。其原理是通過壓縮空氣形成一個可控的均勻推力推動氣封活塞拉動電纜，與此同時由吹纜機液壓履帶給電纜提供一個向前的推力，通過拉力與推力的組合使電纜在管道中隨高速氣流一同以懸浮狀態快速穿行[2]。在實際應用中，考慮到預埋管道的承壓能力、內壁摩擦系數等情況，氣吹法預埋管道一般選用φ40/33 mm或φ50/41 mm硅芯管與通信硅芯管一同預埋，如圖1所示。氣吹電纜一般選用≤YJLV-2×16 mm2電纜。

圖1 通信、電力預埋縱向管道敷設斷面圖

2 技術合理性分析

2.1 敷設質量比較分析

《公路工程質量檢驗評定標準-第二冊-機電工程》(JTG 2182-2020)對電纜埋設質量的要求可概括為：(1)直埋電纜兩端鎧裝層接地處理措施應得當；(2)應避免電纜遭受機械性外力、過熱、腐蝕等危害；(3)電纜排列整齊、綁扎牢固，標識清晰，電源線、信號線分開布設、做好保護處理[3]。

直埋法電纜一般選用鋼帶式鎧裝電纜，鎧裝層應進行有效接地；氣吹法電纜一般選用無鎧裝電纜，規避了驗收評定中關于鎧裝層接地處理的問題。

直埋法通過細沙層和電纜鎧裝層保護電纜不受機械外力、過熱、腐蝕等危害，如圖2所示。其質量通病有埋設深度不足、未按要求填埋細沙等；而氣吹法通過硅芯管保護電纜不受機械外力、過熱、腐蝕等危害，通過規避挖填工藝規避了埋設深度不足、未按要求填埋細沙等絕大部分質量通病。

直埋敷設時電纜需要保持一定距離，如圖2所示，放線后為確保電纜做到排列整齊、間距達標而需要進行電纜整理；氣吹敷設時每根硅芯管中僅吹放一根電纜，直接規避了電纜混亂交叉排列不整這一通病出現的可能。

圖2 電纜直埋設計圖

因此，從敷設質量進行比較，氣吹法較直埋法有優勢。

2.2 敷設進度比較分析

本文以計算人工工日的方法來比較直埋法與氣吹法的進度。以桂柳高速公路改擴建項目為例，其路側電纜若采用直埋法則選用YJLV22-2×25 mm2電纜(埋地額定載流95 A)，若采用氣吹法則選用2根YJLV-2×16 mm2電纜(空氣額定載流60 A)并聯敷設。計算時將除載貨汽車外的設備臺班均折算為人工工日，計算氣吹法時忽略因硅芯管預埋而增加的挖、填方人工工日。直埋敷設YJLV22-2×25 mm2電纜，每公里需要180人工工日，其構成如表1所示，氣吹敷設YJLV-2×16 mm2電纜，每公里需要55人工工日，其構成如表2所示。

表1 YJLV22-2×25 mm2電纜直埋法敷設人工工日計算表

表2 YJLV-2×16 mm2電纜氣吹法敷設人工工日計算表

因此，從敷設進度來比較，氣吹敷設較直埋敷設有壓倒性優勢。

2.3 敷設安全性比較分析

直埋法工序復雜、施工人員眾多、施工設備多而雜、工期長、施工環境復雜危險。以敷設過橋電纜為例：過橋電纜一般敷設在橋梁混凝土護欄外側專用托架上，施工人員需要使用安全繩在橋梁外側進行電纜敷設、整理、綁扎固定等作業；而氣吹法工序簡單、施工人員較少、施工設備少而簡、工期短、施工環境簡單安全。氣吹法人員、設備一般集中在人手井旁，施工區域在道路、橋梁內側，施工環境風險要大大減少。

表3 直埋法與氣吹法安全性對比分析表

依據引發事故的四個基本要素進行比較，在“人的不安全行為”和“物的不安全狀態”兩個要素的比較上，氣吹法因人員、設備顯著少于直埋法，故安全性更高；在“環境的不安全條件”這一要素的比較上，氣吹法較直埋法安全性更高；在“管理缺陷”這一要素的比較上，氣吹法因工序工藝較直埋法少而簡單，故安全性更高。

因此，從敷設安全性進行比較，氣吹法較直埋法有壓倒性優勢。

2.4 其他方面比較分析

2.4.1 工程成品保護

直埋法需要進行路肩開挖，該過程會擾動路基，破壞路側綠化；而氣吹法無須開挖，避免了對路基的擾動和對綠化的破壞。

2.4.2 交叉施工協調管理

直埋法需要進行路肩開挖與回填，與路基工程、綠化工程、交安工程均會產生交互影響，需要開展大量的協調管理工作；而氣吹法利用預埋的硅芯管敷設電纜，交叉作業情況極少發生，協調管理工作極少。

2.4.3 文明施工管理

直埋法在路肩開挖、混凝土包封、回填時，泥土、混凝土灑落污染道路的情況極難避免，且過多的工序容易造成施工場面出現混亂的情況，文明施工管理難度大；而氣吹法施工時基本不產生路面污染，工序少而簡單，文明施工管理難度小。

2.4.4 檢修維護

直埋法電纜固定深埋，檢修維護費時費力，困難重重；而氣吹法將電纜放置于硅芯管內，檢修維護相對簡單。

3 經濟合理性分析

以桂柳高速公路改擴建項目為例，其路側電纜敷設若采用直埋法則預算為每公里71 976.16元，其預算構成如表4所示；若采用氣吹法則預算為每公里55 263.80元，其預算構成如表5所示。

表4 YJLV22-2×25 mm2電纜直埋法敷設預算表

表5 YJLV-2×16 mm2電纜氣吹法敷設預算表

因此，從經濟合理性比較，氣吹法較直埋法更具優勢。

4 結語

通過上述比較分析發現，無論是在技術上還是在經濟上，氣吹法較直埋法都是高速公路路側電纜敷設的更優選擇。