Мир продолжает цифровую трансформацию и потребности в высокой скорости связи растут. Потребление больших объёмов данных, типа видео в высоком разрешении, прямые трансляции в социальных сетях и онлайн-игры, за последнее десятилетие выросли в геометрической прогрессии. Для высокоскоростной передачи данных волоконно-оптические кабели (ВОК) являются лучшим выбором. Интернет-провайдеры всячески пытаются удовлетворить растущий потребительский спрос, прокладывая оптоволоконные кабели наиболее экономичным способом.
Прокладка оптоволоконных кабелей связана с несколькими технологиями, но среди них выделяется способ, при котором можно свести к минимуму рытьё траншей и прочее воздействие на грунт. Методы бестраншейной технологии, такие как горизонтально-направленное бурение, помогают проложить ВОК с большей легкостью и меньшими затратами, чем традиционные методы. Горизонтально-направленное бурение (ГНБ) является одной из самых передовых технологий в области прокладки подземных инженерных коммуникаций.
Даже у представителей такой редкой профессии есть свой праздник. С 2016 года четвёртый четверг сентября отмечается Всемирный день бестраншейных технологий (World Trenchless Day).
Поздравляем всех специалистов данной отрасли!
В зависимости от обстоятельств ВОК прокладывают:
- в грунте;
- в кабельной канализации;
- на телеграфных столбах или опорах ЛЭП;
- в ЗПТ (защитных полиэтиленовых трубах);
- под водой;
- внутри помещений.
Наименее трудоёмкий способ прокладки ВОК — прокладка их в существующих подземных коммуникациях или кабельных канализациях. А прокладка в грунте – это наиболее распространённый способ в местах с отсутствием подземной инфраструктуры. Этот метод обходится дороже воздушного подвеса кабелей и требует больше времени. Но подземная линия связи в разы надёжнее воздушной. Выбор в пользу того или иного метода зависит от рельефа местности, категории грунта и плотности населения.
Траншейные работы
Прокладка ВОК в открытый грунт включает в себя множество процессов, такие как расчистка, выемка грунта, утилизация отходов и обратная засыпка. Все эти процессы могут занимать много времени, увеличивая общую длительность завершения прокладки. Рытьё траншей популярный выбор для большинства муниципалитетов, но это не самый рентабельный вариант. Потому что все вырытые участки должны быть восстановлены до их первоначального состояния, что делает методы открытого грунта потенциально трудоёмкими и дорогостоящими. Траншейный способ прокладки ВОК увеличивает шансы нанести урон по существующей подземной инфраструктуре, так как метод не обладает достаточной точностью для прокладки ВОК в местах со сложной планировкой инженерных сетей. Так зачем платить больше и усложнять работу?!
Траншейный способ больше всего применяется при прокладке группы кабелей, при этом ширину траншеи делают так, чтобы машина (трактор) могла поместиться непосредственно внутри траншеи для удобства прокладки и во избежания перегибов оптики.
Кабели укладываются также в обычных траншеях (ширина 50 см) и мини-траншеях (ширина 10 см). Применяется этот метод на дачных участках и газонах. Глубина укладки кабеля данным методом не велика, но внешний вид секций не портится. В Европе популярна технология прокладки кабеля в асфальтовом покрытии. Асфальт режут специальным ножом в глубину до 30 см, а в полученную мини-траншею укладывается кабель шириной от 19 до 32 мм. Кабель может быть защищён специальной «коробкой» или несколькими слоями защитных материалов, укладываемых поверх «коробки». Гарантированный срок службы защитных «коробок» составляет не менее 50 лет. Узкая и неглубокая траншея позволяет прокладывать волокно в земле по существующим коммуникациям, нанося минимальный вред дорожной инфраструктуре. После укладки кабеля такие траншеи заполняют битумом. Для этого дорожное покрытие должно быть высококачественным. Такие кабельные магистрали проще обслуживать и модернизировать. Этот метод широко используется в Норвегии и Швеции.
Don’t dig up or bury
Самым распространённым способом бестраншейной прокладки ВОК является укладка бронированных кабелей в землю с использованием ножевого кабелеукладчика. Применяется только на магистралях относительно небольшой протяженности (менее 100 км). В большинстве случаев эту технологию применяют при наличии плавно меняющегося рельефа и относительно несложных грунтов, причём на тех направлениях, где в скором времени не ожидается резкого увеличения трафика потребующего прокладки новых оптических линий связи.
Прокладка оптоволокна в земле с использованием ЗТП (защитных пластиковых трубок) является основным методом прокладки ВОК в европейских странах и в РФ. Высокопрочная ЗТП выпускается длиной от 600 до 4000 метров и поставляется на специальных мотках или барабанах. Срок службы в грунте достигает 50 лет. ЗПТ надёжно защищает ВОК от механических повреждений (в частности, от грызунов), благодаря чему можно применять недорогие ВОК без брони. Допускается эксплуатация ЗПТ при температуре от -50° С до 65° С). При прокладке в грунт недопустимы резкие изгибы волокна: минимальный радиус изгиба должен быть 1,5 м и более. Прокладку ВОК в грунт в защитных трубах осуществляют:
- ручной затяжкой с применением ультразвукового контроля;
- механизированной затяжкой тросовыми лебедками;
- пневматическим поршневым/беспоршневым методом.
ВОЛС в ЗТП
Прокладка ВОК в грунт с помощью специальных кабельных укладчиков является самым быстрым способом прокладки оптики из-за его высокой производительности и экономичности. Широко используется на трассах с разным рельефом и разным грунтом. Метод даёт высокий уровень механизации процесса, обеспечивая оптимальную глубину трассы (0,9-1,2 м). Перед укладкой ВОК грунт прорезают кабельным ножом, и в образовавшуюся трещину укладывается кабель. Некоторые кабелеукладчики позволяют прокладывать несколько кабелей одновременно на разной глубине. Для специального обозначения над проложенными кабелями требуется прокладка сигнальной ленты или установка специальных информационных столбов. Технология прокладки ВОК требует обеспечения постоянной скорости, а также недопущения резких изгибов и превышения допустимой натяжки кабеля (даже наклон кабелеукладчика должен быть постоянным).
Ножевой кабелеукладчик
Технология горизонтально-направленного бурения
ГНБ или метод горизонтально-направленного бурения — это технология бестраншейного бурения для прокладки подземных кабелей, труб и кабелепроводов по неглубокой кривой вдоль заданной траектории бурения с использованием буровой установки/машины, запускаемой с поверхности, что, сводит к минимуму разрушение окружающей территории, дороги и проезды.
Рытьё траншей и земляные работы часто гораздо более дорогостоящие и непрактичные, и именно здесь на помощь приходит ГНБ, сокращая затраты на восстановление дорог, обочин и проездов и, следовательно, удовлетворяя требования местных муниципалитетов и управляющих жилой, коммерческой и промышленной недвижимостью.
Этот метод является одним из наиболее распространённых способов прокладки стальных кабельных коробов. Эта технология используется для преодоления препятствий, таких как сельскохозяйственные угодья, железные и автомобильные дороги, трамвайные пути, водные преграды, взлётно-посадочные полосы аэропортов, а также в природоохранных зонах.
Метод в основном используется для прокладки кабелей под дорожным покрытием. По обеим сторонам дороги делаются углубления, затем при помощи обычной дрели с выдвижной штангой сверлится отверстие под дорогу. После этого в отверствии укладывается кабель.
Особенности технологии ГНБ
Изначально осуществляется проектирование коммуникационных линий: определяются точки входа и выхода, длина и глубина магистрали, разрабатывается оптимальная траектория прокладки. При горизонтально-направленном бурении для защиты оптоволокна используется кожух-труба. Именно для размещения такого трубопровода выполняется ГНБ.
Делается пилотное отверстие, пробурённой с поверхности под заданным углом и по заданной траектории с помощью бурового станка. Во время пилотного бурения используются зонд (передатчик) и устройство слежения (приёмник) для точного определения местоположения и направления бурильной колонны под поверхностью. Затем с помощью риммера его расширяют до нужного диаметра. Отверстие должно быть не менее чем на одну треть больше размера защитного кожуха. В готовый колодец протягиваются трубы, в которые будет проложен оптический кабель.
Длина одной магистрали может достигать 1000 м, а глубина доходить до 25 м. На въезде и выезде с магистрали устанавливаются железобетонные колодцы с гидроизоляцией. В одной скважине могут поместиться 24 связки кабелей. После завершения работ по траектории кабеля устанавливаются сигнальные ленты или информационные столбы.
Во время бурения буровой раствор закачивается через бурильную колонну в пилотную скважину через сопла в режущей головке. Буровой раствор смешивается с окружающей почвой, образуя суспензию, которая помогает взвешивать и удалять шлам. Буровой раствор не только удаляет шлам, но и смазывает буровое оборудование и стабилизирует окружающий грунт.
Можно провести сравнение между разветвлённой подземной инженерной системой и внутренней системой человеческого организма. Оба не видны невооруженным глазом, оба обширны, и повреждение любой из систем может быть катастрофическим. Благодаря новейшим технологиям появились инструменты, которые можно использовать для лечения органов в теле или модернизации кабельных линий под землёй.
Хотя для некоторых проектов могут потребоваться традиционные методы прокладки траншей, прокладка нового оптоволоконного кабеля требует более передовых технологий. Бестраншейные методы безопаснее и обеспечивают более быструю установку. Все эти преимущества в конечном итоге означают низкие затраты на установку. Бестраншейная прокладка оптоволоконных линий также сводит к минимуму воздействие на окружающую среду. Меньше земли нарушается, а это означает, что места обитания диких животных и другие охраняемые территории не разрушаются. Кроме того, бестраншейные прокладки оптоволокна производят меньше пыли, чем их открытые аналоги, что приводит к общему снижению загрязнения воздуха.
