Глубина прокладки может достигать 20 м, а протяженность до 250 м.

Основные преимущества технологии горизонтально направленного бурения (ГНБ)

Производственно-технический аспект:

Финансово-экономический аспект:

Технология бестраншейной прокладки волоконно-оптических кабельных линий связи: Горизонтально направленное бурение (ГНБ).

Горизонтально направленное бурение (ГНБ) осуществляется в три этапа: бурение пилотной скважины, последовательное расширение скважины и протягивание трубопровода в котором впоследствии и будет проходить оптоволоконный кабель.

Этап 1. Бурение пилотной скважины

Перед началом работ тщательно изучаются свойства и состав грунта, дислокация существующих подземных коммуникаций, оформляются соответствующие разрешения и согласования на производство подземных работ. Результаты этих работ имеют определяющее значение для выбора траектории и тактики строительства скважины. Особое внимание следует уделить оптимальному расположению бурового оборудования на строительной площадке и обеспечению безопасных условий труда буровой бригады и окружающих людей.

Бурение пилотной скважины - особо ответственный этап работ в бестраншейной прокладке коммуникаций, от которого во многом зависит конечный результат. Оно осуществляется при помощи породоразрушающего инструмента - буровой головки со скосом в передней части, в которую встроен излучатель, для определения местоположения буровой головки.

Контроль за местоположением буровой головки осуществляется с помощью приемного устройства - локатора, который принимает и обрабатывает сигналы встроенного в корпус буровой головки передатчика. На мониторе локатора отображается визуальная информация о местоположении, уклоне, азимуте буровой головки. Эти данные позволяют следовать проектной траектории строящегося трубопровода. При отклонении буровой головки от проектной траектории оператор останавливает вращение буровых штанг и устанавливает скос буровой головки в нужном положении. Затем осуществляется продавливание буровых штанг без вращения. Буровая головка соединена, посредством полого корпуса с гибкой приводной штангой, что позволяет управлять процессом строительства пилотной скважины и обходить выявленные на этапе подготовки к бурению подземные препятствия в любом направлении в пределах естественного изгиба протягиваемой рабочей нити.

Буровая головка имеет отверстия для подачи специального бурового раствора, который закачивается в скважину и образует суспензию с размельченной породой. Буровой раствор уменьшает трение на буровой головке и штанге, предохраняет скважину от обвалов, охлаждает породоразрушающий инструмент, разрушает породу и очищает скважину от обломков породы, вынося их на поверхность. Строительство пилотной скважины завершается выходом буровой головки в заданной проектом точке.

Этап 2. Расширение скважины

Расширение скважины осуществляются после завершения пилотного бурения. При этом буровая головка отсоединяется от буровых штанг и вместо нее присоединяется риммер - расширитель обратного действия. Приложением тягового усилия с одновременным вращением риммер протягивается через створ скважины в направлении буровой установки, расширяя пилотную скважину до необходимого для протаскивания трубопровода диаметра. Для обеспечения беспрепятственного протягивания трубопровода через расширенную скважину её диаметр должен на 25-30% превышать диаметр трубопровода.

Этап 3. Протягивание трубопровода

На противоположной от буровой установки стороне скважины располагается готовая плеть трубопровода. К переднему концу петли крепится оголовок с воспринимающим тяговое усилие вертлюгом и риммером. Вертлюг вращается с буровой нитью и риммером, и в тоже время не передает вращательное движение на трубопровод. Таким образом буровая установка затягивает в скважину плеть протягиваемого трубопровода по проектной траектории.

Если используется горизонтально направленное бурение (ГНБ), то важнейшим фактором эффективного применения этой технологии, является использование на всех этапах производства работ высококачественных буровых растворов. Буровой раствор - это смесь воды и специальных добавок, соотношение и концентрация которых определяется в соответствии с типом грунта и условиями бурения. Основными ингредиентами бурового раствора являются специальные глины - бетониты и полимеры. Кроме этого используются добавки для улучшения химического состава воды, предотвращения налипания грунта на буровой инструмент и штанги.

Назначение буровой смеси:

Список заказов на работы по строительству подземных коммуникаций методом горизонтально направленного бурения (ГНБ) сегодня все увеличивается. Практически не один из проектов по строительству волоконно-оптических кабельных линий связи, не обходится без мест, где горизонтально направленное бурение (ГНБ) многократно выигрывает перед применением традиционных технологий.

Сегодня уже многие инженеры и проектировщики осознают все выгоды которые дает горизонтально направленное бурение (ГНБ), если необходимо пройти болотистую местность или места, где встречаются специфические грунты, для преодоления водных преград и оврагов, для проведении кабелей и трубопроводов под железнодорожными путями и автодорогами, скверами парками и другими природоохранными территориями.

Можно быть уверенным - за технологией горизонтально направленного бурения (ГНБ) будущее.

Подвеска волоконно-оптических кабелей связи.

Основными преимуществами волоконно-оптических кабелей являются их большая пропускная способность, возможность получения высоких скоростей передачи информации, нечувствительность к электромагнитным помехам, отсутствие электромагнитного излучения.

Два последних свойства идеальны для подвеска волоконно-оптического кабеля на линиях электропередач. В свою очередь, развитая сеть ЛЭП позволяет достаточно быстро и относительно недорого спроектировать и построить волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) даже в труднодоступных, горных, пустынных районах и районах с вечной мерзлотой, где другими методами построить линии связи практически невозможно.

Когда осуществляется подвеска на опорах воздушных линий связи, подвеска на опорах ЛЭП и подвеска на опорах контактной сети и автоблокировки железных дорог, преимущественно используются диэлектрические самонесущие волоконно-оптические кабели. Причина того что выбран волоконно-оптический кабель является их стойкость к электромагнитным воздействиям (гроза, стационарные и аварийные режимы работы ЛЭП и электрифицированных железных дорог и т.д.). Основным конструктивным элементом волоконно-оптического кабеля, обеспечивающим его стойкость к растягивающим нагрузкам при подвеске на опорах, являются кевларовые нити, в связи с чем, для крепления волоконно-оптического кабеля на опорах используется преимущественно спиральная натяжная и поддерживающая арматура, обеспечивающая предотвращение воздействия на волоконно-оптический кабель чрезмерных усилий сдавливания при одновременно высоких значениях обеспечиваемой прочности крепления в части стойкости к растягивающим нагрузкам.

Когда осуществляется подвеска волоконно-оптического кабеля на опорах воздушных линий связи, как вариант подвески может использоваться волоконно-оптический кабель с креплением к внешним несущим элементам (например, отдельному несущему тросу). Альтернативой диэлектрическому волоконно-оптическому кабелю при подвеске на ЛЭП высокого напряжения (110 кВ и выше) является волоконно-оптический кабель, встроенный в грозотрос (ОКГТ), выполняющий одновременно функции и волоконно-оптического кабеля для передачи информации, и грозозащитного троса линии электропередачи. Подвеска волоконно-оптического кабеля осуществляется в соответствии с требованиями действующей нормативно-технической документацией, при этом при применении волоконно-оптического кабеля встроенного в грозотрос ОКГТ осуществляются меры по обеспечению выполнения им функций грозозащиты, стык же его с оборудованием системы передачи, как правило, реализуется путем применения вставки из диэлектрического волоконно-оптического кабеля.

Когда прокладка ВОЛС осуществляется вдоль электрифицированных железных дорог широкое применение получил способ - подвеска волоконно-оптического кабеля на опорах контактной сети. При этом кабель испытывает большие растягивающие усилия, поэтому в его конструкцию входят дополнительные силовые элементы или используется самонесущий волоконно-оптический кабель с кевларовой нитью.

Прокладка в грунт волоконно-оптического и других видов кабеля.

Прокладка кабеля в грунт кабелеукладчиком (бестраншейная прокладка)

Прокладка ВОЛС кабелеукладчиком (бестраншейная прокладка) является наиболее распространенным способом и широко применяется на трассах в различных условиях местности. В этом случае ножом кабелеукладчика в грунте прорезается узкая щель и кабель укладывается на ее дно. При этом механические нагрузки достаточно высоки, так как волоконно-оптический кабель на пути от барабана до выхода из кабеленаправляющей кассеты подвергается воздействиям продольного растяжения, поперечного сжатия и изгиба, а также вибрационному воздействию в случае применения вибрационных кабелеукладчиков. Поэтому когда осуществляется прокладка в грунт волоконно-оптического кабеля необходимо создавать принудительное вращение барабана и не допускать засорения кассеты кабелеукладочного ножа. Прокладка кабеля в грунт имеет два варианта реализации:

Традиционная схема: прокладка кабеля в грунт осуществляется кабелеукладчиком у которого кабельные барабаны располагаются сзади трактора. Кабель подается непосредственно с барабана в кассету без изгибов и не испытывает дополнительных напряжений.

Специализированная схема: прокладка кабеля в грунт осуществляется кабелеукладчиком у которого кабельный барабан монтируется спереди трактора. Волоконно-оптический кабель проходит над кабиной трактора через квадратную конструкцию с роликами или направляющими трубками, а затем через блок с гидроприводом, обеспечивающим размотку волоконно-оптического кабеля с барабана и подачу его в кассету. Кабель совершает один полный виток вокруг блока, скорость вращения которого должна превышать линейную скорость перемещения базового трактора.

Траншейная прокладка ВОЛС

Траншейная прокладка ВОЛС в грунт аналогична прокладке электрических кабелей. Однако когда осуществляется прокладка волоконно-оптических кабелей необходимо соблюдать большие меры предосторожности, обеспечивающие допустимые пределы растяжения, изгибов, закручивания и истирания кабеля. Сравнивая траншейный способ прокладки с прокладкой кабелеукладчиком, следует отдать предпочтение последнему. Прокладка волоконно-оптического кабеля с помощью кабелеукладчика более производительна и сокращает трудоемкость в 10-20 раз. При использовании кабелеукладчика практически одновременно производится образование траншеи, размотка и укладка волоконно-оптического кабеля. Поэтому траншейный способ применяется лишь там, где использование кабелеукладчика невозможно по условиям местности.

Траншея формируется механизмом (экскаватором, фрезой) или вручную, в случае прохода кабеля через природоохранные территории, где запрещено работать с тяжелой техникой.

Размещение оптического кабеля в пластмассовом трубопроводе

Размещение волоконно-оптического кабеля в пластмассовом трубопроводе позволяет повысить механическую прочность и влагостойкость кабеля, не обладающего наружными металлическими покровами, и защитить его от грызунов. А так же важным аспектом выбора метода размещения волоконно-оптического кабеля в пластмассовом трубопроводе, является устойчивость к повреждению кабеля во время землеройных работ с применением тяжелой техники. Когда ковш экскаватора цепляет проложенный под землей волоконно-оптический кабель, трубопровод разрывается, а кабель тянется за ковшом, не повреждаясь, за счет свободного скольжения в трубопроводе, выбирая резерв кабеля оставленный в распределительном шкафе.

Предварительно пластмассовый трубопровод диаметром 40 или 50 мм укладывается в траншею на глубину 1,2 м традиционным способом. Операция по затягиванию волоконно-оптического кабеля в трубопровод проводится сжатым воздухом, либо таким же способом, как в случае прокладки электрических кабелей в кабельную канализацию. Вначале протягивается трос, а затем прикрепленный к нему кабель. При прокладке в трубопровод кабель предварительно смазывается. Затяжка кабеля в трубопровод производится в направлении, противоположном направлению прокладки трубопровода. В точках размещения сростков оставляется достаточный запас волоконно-оптического кабеля для последующего сращивания вне котлована.

Прокладка кабеля в трубопровод потоком сжатого воздуха.

Размещение волоконно-оптического кабеля в пластмассовом трубопроводе позволяет повысить механическую прочность и влагостойкость волоконно-оптического кабеля, не обладающего наружными металлическими покровами, и защитить его от грызунов. А так же важным аспектом выбора метода размещения волоконно-оптического кабеля в пластмассовом трубопроводе, является устойчивость к повреждению кабеля во время землеройных работ с применением тяжелой техники. Когда ковш экскаватора цепляет проложенный под землей кабель, трубопровод разрывается, а кабель тянется за ковшом, не повреждаясь, за счет свободного скольжения в трубопроводе, выбирая резерв кабеля оставленный в распределительном шкафе.

Пластмассовый трубопровод диаметром 40 или 50 мм укладывается в траншею на глубину 1,2 м траншейным способом или с помощью кабелеукладчика. Чтобы трубка и ее концы не повреждались, в месте заглубления и выглубления ножа трубоукладчика откапывается траншея. Чтобы трубка не перемещалась вслед за трубоукладчиком, ее конец прикрепляется к верхнему анкеру - металлическому штырю, забитому в грунт на дне траншеи позади кассеты. Чтобы в трубопровод не проникали грунт и вода, его входные отверстия всех длин герметизируются специальными заглушками.

Последующие строительные длины кабелей и трубопровода соединяются без выглубления ножа трубоукладчика. В местах соединения концы кабелей связи и строительных длин трубопровода соединяются липкой лентой внахлест. Ординаты местонахождения концов кабелей и трубки фиксируются на исполнительных чертежах прокладки. Затем в этих местах разрабатываются котлованы, в которых проложенные длины кабелей и трубопроводов соединяются муфтами.

Работу узлов трубоукладчика и раскаточных платформ, сход с барабанов и проход по навесному оборудованию трубоукладчика трубки и кабелей связи контролирует несколько человек. Трубопровод в местах стыковки их строительных длин и в местах, где он был перерезан в процессе прокладки, соединялся пластмассовыми резьбовыми муфтами "SPUR" и электросварными "Упонор-Алдил".

При прокладке в трубопровод кабель предварительно смазывается. Операция по затягиванию волоконно-оптического кабеля в трубопровод проводится сжатым воздухом. В точках размещения сростков оставляется достаточный запас кабеля для последующего сращивания вне котлована.

Монтаж волоконно-оптических кабелей.

Когда осуществляется строительство ВОЛС, как и при строительстве обычных линий связи, выполняются следующие работы. Разбивка линии; доставка кабеля и материалов на трассу; испытание и прокладка кабеля; монтаж кабеля и устройств ввода.

До начала поступления кабеля на строительство ВОЛС, выполняются работы по обследованию будущих трасс прокладки оптического Кабеля. Руководством по строительству ВОЛС предусмотрен 100%-ный входной контроль кабеля на кабельной площадке. Кроме обычных испытаний по проверке качества изоляции металлических элементов в волоконно-оптических кабелях проводятся измерения затухания оптических волн. Наиболее удобно такие измерения производить с помощью оптического тестера.

После окончания измерений оптические волокна соединяются последовательно методом сварки, для образования шлейфа, по которому при механизированной прокладке будет контролироваться целостность волоконно-оптического кабеля. Затем концы кабеля герметично заделывают и барабан с проверенной строительной длиной отправляется на трассу.

До вывоза барабанов с кабелем на трассу проводят группирование строительных длин. Группирование производится в соответствующих соединительных муфтах регенерационного участка волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) и состоит в поиске такого варианта соединения волокон в этих муфтах на основании данных измерений параметра передачи отрезков ВОЛС, при котором достигается ослабление случайных составляющих заданного параметра передачи волокна, т.е. приближение его значения к среднему во всех оптических регенерационных участках ВОЛС.