在役输气管道附属光缆路由优化设计及应用研究

摘要：根据工程惯例，通信工程师首先推荐光缆与油气管道同沟敷设的技术方案。然而，研究者突破思维定势，结合某改造项目所在地的地形、地貌和气候条件，综合分析，独创性地将该段光缆由与管道同沟敷设优化整改为架空敷设的技术方案。该方案彻底解决了本段光缆中断的问题，有效保障了输气管道生产数据的安全平稳传输，减轻了通信运维人员的运维压力，同时为今后类似管道光缆改线项目提供了参考。

关键词：输气管道；同沟敷设；架空光缆；管道光缆；油木杆

中图分类号：TE973，TN913.33文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）35-0089-03开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

我国油气管道（包括国内管道和中国投资的国外管道）总里程已达16.5万公里，作为世界上最安全、最经济的运输方式，管道输送在能源储运中发挥着重要作用[1]。与管道同期设计、同期施工的通信光缆，相当于是管道的“神经”，它通过光缆负责将阀室、站场及管道沿线的压力、温度、流程等数据上传至调控中心，使调控中心可以实时获取管道的运行状态和各项指标，并进行分析判断，以便及时采取措施防止潜在的故障，为管道的安全、稳定运行保驾护航。光缆因其强大的可靠性，一般作为油气管道的主用通信方式。若光缆中断，虽然还有备用通信方式如卫星通信或公网，但无法保证极端恶劣情况的发生，即主用通信方式和备用通信方式同时中断，则对管道的安全稳定运行所造成的直接和间接损失是不可估量的。

1项目背景

库米什山涧管段位于新疆托克逊县库米什镇西南部，地处喀拉克孜勒塔格山末端，地表以砂砾石松散堆积为主，植被稀少，小型冲沟发育。管道通信传输光缆与输气管道同沟敷设于河床边缘。

自2011年至2019年，库米什山涧管段多次发生季节性降雨导致的洪水，洪水夹杂着上游冲刷下来的泥沙、碎石，造成山谷内多处管道被洪水冲击，西部某天然气长输A管道管桩号367#+500至管桩号373#段和西部某天然气长输B管道管桩号368#至管桩号372#+500段的管道通信光缆多次被冲断。A管线涉及整改段光缆长度约7.82km，B管道光缆线路约为7.68km，其中两条管道线路有7.33km为共享管道路由。由于维抢修人员进入困难，致使该区域的管道通信专用网络长时间多次中断，影响管道操作和维护的决策，甚至直接影响沿线管道及站场的安全生产[2]。表1为库米什山谷光缆的2019年春季检测数据。

2光缆路由整改的必要性分析

A管道和B管道通信光缆分别承载着A管道和B管道SDH（SynchronousDigitalHierarchy，同步数字体系）光通信网络，主要为沿线管道的SCADA（Supervi⁃soryControlAndDataAcquisition，数据采集与监视控制系统）、办公网络、视频会议、调度语音、工业电视、周界安全防范等业务提供服务，近几年，由于库米什山涧管段管道光缆多次被季节性洪水冲断，且维抢修人员进入困难，影响管道光通信网络的正常运行，导致管道沿线及上下游站场的部分通信业务被迫中断，影响管道的安全平稳运行，并多次被北京油气调控中心通报。因此，有必要对A管道和B管道库米什山涧管段通信光缆进行整改，以保证管道光通信网络的平稳运营。

3光缆敷设方式的选择

目前，光缆的敷设方式主要有埋式敷设和架空敷设两种方式，以下是对两种敷设方式的对比分析。

3.1埋式敷设

埋式敷设包括直埋和管道两种敷设方式，即将光缆线路埋藏于地下一定深度；其中，直埋方式是将光缆直接埋设于地下，管道方式则是先将管道（硅芯管）埋设于地下，再将光缆采用“气吹法”吹入硅芯管中，实现光缆的管道敷设。

管道敷设比直埋敷设的光缆安全性更好，被损害的概率也更低，但在地势起伏较大的区域采用管道敷设不利于后期进行吹缆作业，而且管道敷设需要更高的投资，更长的施工周期。在保证光缆质量的前提下，直埋敷设光缆一次开沟后就可完成光缆的敷设，施工速度要快于管道敷设，建设费用也相对较低。

3.2架空敷设

架空敷设是将架空光缆架挂在电杆上进行敷设，架空杆路可采用自建杆路或租用运营商已有杆路，自建杆路的光缆线路可根据工程实际需求进行建设。租用杆路则取决于运营商现有杆路走向，光缆线路基本是不能改变的。

租用杆路的光缆路由只能根据公网运营商部门现有杆路走向进行敷设，基本没有选择性，在人口稠密地区光缆也容易遭受施工等因素的破坏，安全性没有保障；并且一旦运营商的杆路随着城市规划更改，光缆线路路由也只能随之更改，光缆的路由长度也就没有保障；自建杆路架空敷设则可以避免上述问题，光缆线路走向自主性比较强，杆路可以沿管道线路路由设置，避免光缆路由长度绕道而增加。缺点是初期投资较高，建设周期较长，需要征地和架杆，后期杆路需要自行维护，维护成本也较高。

光缆敷设方式对比详见表2。

通过上述对比可以发现：架空敷设整体具有低成本、高效率的鲜明特点；埋式敷设的投资要高于架空敷设，且工期也相对比较长。

综上所述，本工程光缆线路敷设方式主要从直埋敷设和自建架空敷设两种方式中进行选择。

方案一：沿管线单独直埋敷设。特点开挖土方工程量比较大，整体投资高，光缆抵抗泥石流、滑坡等自然灾害破坏的能力较差。

方案二：自建杆路架空敷设。特点是光缆线路自主性强，线路可以尽量避开农田、林地、果园等不易施工地段；沿公路、山梁等地段敷设，使光缆线路施工比较快速、简单，整体投资较低，后期光缆增加或更换简单方便；光缆抗风灾、水灾、冰凌等自然灾害破坏的能力较差，架空线路距离适当变长，并且需要自建杆路永久征地，后期杆路需要单独巡线和维护。

本段沿线地带地形起伏稍大，若采用直埋敷设方式，整体投资较高；若采用自建杆路架空敷设方式，施工较直埋敷设简单快速，整体投资较低，另结合项目整改段光缆位于山谷，为山洪暴发时的重灾区，本次推荐整改段光缆由与管道同沟敷设优化整改为架空敷设，以避免光缆被洪水再次冲断的可能性。

4光缆选型

A管道光缆线路采用与管道同沟敷设48芯管道光缆，光缆型号为GYTA36B1+12B4，光纤为36芯G.652型+12芯G.655型。B管道光缆线路采用与管道同沟敷设16芯直埋光缆，光缆型号为GYTA5316B1.3d，光纤为G.652D型。

本工程只是改造A管道和B管道光缆线路的一部分，光纤类型应与现有光缆的纤芯型号一致，以保证传输质量；同时应选用适合架空敷设的光缆型号，因此，A管道光缆型号与现有光缆保持一致，光缆型号为GYTA36B1.3d+12B4；B管道选用适合架空敷设的光缆，型号为GYTA16B1.3d。

5电杆选型及敷设

按照《高耸结构设计规范》（GB50135）4.3.2条覆冰区域划分，库米什地区不属于重覆冰区域和轻覆冰区域，本项目的光缆冰凌厚度可以按照小于5mm计算[3]。

按照《通信线路工程设计规范》（GB51158）7.4架空电缆敷设安装要求，“新设杆路应采用钢筋混凝土电杆，杆路应减少立杆后的变动迁移，设在较为定型的道路一侧”[4]。要求新设置的杆路应采用钢筋混凝土电杆，但经过综合考虑，本工程推荐采用油木杆，原因如下：

1）前期现场地质勘察，架空光缆经过地段场地环境类型对混凝土具有一定腐蚀作用。

2）同时考虑本工程在山区丘陵地带，为便于材料运输和节省工程造价，另经现场调研，钢筋混凝土电杆需要在施工现场浇筑，本项目所在地现场依托条件差。

3）油木杆杆体比钢筋混凝土电杆自重轻，二次搬运成本低。

4）经过防腐处理的杉木等硬质木本植物，具有耐腐蚀、韧性好、便于山区搬运等优点[5]。

6光缆线路割接方案

本工程光缆线路作为A管道和B管道光传输系统的一部分，光缆线路改造将造成光通信系统中断，应尽量缩短光缆中断时间，改线光缆须在两端设置光缆接续手孔，并在接续手孔内进行光缆割接。接续手孔位置应在改线段两端与原有干线光缆交接处，应注意预留出原有光缆割接后的盘留长度（两侧各约12m）。由于光缆割接需要先断开主干光缆，应提前上报业主，申请施工时间段，最好选择在数据量传输较小的时间段进行，并预先制定割接方案和应急预案，做好前期施工准备，割接时，应本着在保证接续质量的前提下，以最短的时间完成割接工作[6-7]。

7实施效果

项目实施完毕后将在山涧洪沟敷设的光缆改为在洪水水平面之上的山涧两侧架空敷设，库米什山涧管段的A管道和B管道通信光缆将不受山洪影响，完全杜绝了通信光缆被山洪冲断的可能，使库米什山涧管段在山洪暴发期间通信通畅。施工完毕一年后，设计团队对建设单位进行设计回访，据建设单位反馈，光缆在山洪多发的6～9月份未曾中断，光缆指标良好，有力地保障了西部某长输油气管道公司的生产经营活动安全平稳进行。

8结论

同一长输油气管道项目中，由于光缆与管道同沟敷设具有很多优点，在实际项目实践中，大多采用较单一的敷设方式，建议在项目实施过程中，通信工程师应结合管道所经过的地形地貌、高程等信息，采用灵活的光缆敷设方式，以达到对管道附属光缆的重点保护作用。本项目将整改段光缆由地埋敷设调整为架空敷设，为将来油气管道光缆整改项目提供了极其重要的参考依据和借鉴意义。

参考文献：

[1]曹强.漏磁内检测技术在管道完整性评价过程中的应用[J].全面腐蚀控制，2022，36（8）：71-73.

[2]蒋鹏，胡国龙.浅谈长输管道附属光缆施工质量的控制[J].中国航班，2023（29）：116-118.

[3]高耸结构设计规范.GB50135-2019[S].

[4]中华人民共和国住房和城乡建设部.通信线路工程设计规范：GB51158—2015[S].北京：中国计划出版社，2016.

[5]欧阳琪.拉线油木杆结构在山区基站中的应用[J].电信技术，2018（8）：30-32，35.

[6]黄董轩，韦美凤，梁俊，等.浅谈广电网络前端机房光缆割接迁改实施[J].有线电视技术，2019，26（10）：89-90，93.

[7]张昊琦.城市通信架空线路入地改造方案的研究[J].数字化用户，2024（46）：279-280.

【通联编辑：梁书】