Бестраншейная прокладка силовых кабелей - Технологический процесс прокладки кабеля ножевыми кабелеукладчиками

5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОКЛАДКИ КАБЕЛЯ НОЖЕВЫМИ КАБЕЛЕУКЛАДЧИКАМИ
Кабелеукладочные машины, выпускаемые отечественной промышленностью, позволяют прокладывать бестраншейным способом одиночные бронированные кабели напряжением до 10 кВ со свинцовой или алюминиевой оболочкой на открытой местности по пашням, степи, лесостепи и т.д. Запрещается бестраншейная прокладка в городских электросетях, на территории строящихся промышленных предприятий, на участках, имеющих подземные коммуникации и пересечения с инженерными сооружениями, а также на участках, на которых требуется специальная механическая защита, в местах частых раскопок и в насыпном грунте.
Современная отечественная кабелеукладочная техника обеспечивает прокладку кабелей практически во всех категориях грунтов, позволяет проходить болота, овраги и неширокие водные преграды в виде мелководных речек и ручьев.
Технология бестраншейной прокладки с помощью ножевых кабелеукладчиков с пассивным рабочим органом определяет пооперационную последовательность и основные требования к прокладке силовых кабелей в землю на глубину 1—1,2 м от поверхности.
Кабелеукладчики с пассивным ножом обеспечивают эффективную прокладку в суглинистых, глинистых, песчаных и других грунтах I—III категорий.
До начала работ необходимо выделить отрезки трассы, на которых нельзя производить бестраншейную прокладку. К ним относятся участки:
а)  кабельных трасс, где имеются места пересечений с различными подземными инженерными коммуникациями, заложенными на глубину менее 1,5 м (кабель связи, силовой кабель, трубопроводы и др.), и надземными сооружениями высотой менее 3,5 м;
б)   с лесистой местностью;
в)  с щебеночными и каменистыми грунтами III и V категорий;
г)   требующие специальной защиты кабеля (места частых раскопок, насыпной грунт со шлаком и строительным мусором, зола, известь, органические вещества, солончаки и т. д.
При всех возможных конструкциях кабелеукладчики должны быть оснащены специальной кассетой для прокладки силовых кабелей, у которой направляющий желоб должен обеспечивать радиус внутренней кривой изгиба прокладываемого кабеля, равный не менее 25 диаметров его оболочки.
Важным технологическим требованием к выполнению прокладки является обеспечение свободной размотки кабельного барабана, установленного на кабельном транспортере, например, типа ТКБ-6. Установка кабельного барабана на кабельном транспортере или устройстве для размотки кабеля, размещенном на платформе другого транспортного средства, должна быть такой, чтобы усилие тяжения, прикладываемое к концу кабеля, не превышало 500 Н.
Вместо кабельного транспортера типа ТКБ-6 может быть использован грузовой автомобиль повышенной проходимости типа «Урал-375» или подобный, на платформе которого должны быть установлены инвентарные устройства для транспортировки кабельных барабанов и раскатки с них кабеля.
Технологический процесс должен выполняться в соответствии с основными правилами ведения работ, регламентирующими взаимодействие монтажной организации, проектировщика и заказчика.
Трасса прокладки силовых кабелей должна быть определена рабочим проектом на прокладку кабельных линий напряжением до 10 кВ, в котором должно содержаться разрешение на применение бестраншейного способа прокладки. Конфигурация и длина кабельных трасс должны соответствовать технологическим требованиям способа прокладки, выполняемого с применением существующих средств кабелеукладочной техники, в части рельефа местности, характера и свойств грунта на всей длине трассы, радиусов углов поворота трассы. Местоположение участков кабельной трассы определяет монтажная организация совместно с заказчиком.
Предварительно осматривают местность, где пройдет сооружаемая кабельная линия, совместно с представителем монтажной организации и начальником механизированной колонны для ознакомления в натуре с трассой, указанной в проектной документации, и для выбора мест расположения приобъектных площадок. Геодезическую разбивку участков кабельной трассы выполняют заблаговременно до начала работы мехколонны, при этом выявляются и особо выделяются участки со сложным рельефом местности. Кабельную трассу разбивают инженер-геодезист с начальником мехколонны: участки обозначают отличительными вешками, расстояние между которыми определяется пределами видимости.
Трассу, проходящую вблизи подземных инженерных сооружений или в местах их пересечений с сооружаемой кабельной линией, разбивают в присутствии владельцев подземных сооружений, обязанных указать координаты их расположения, отметив достаточным количеством реперов с надписями «кабель связи», «ВВ кабель» и т. п. Геодезические и геометрические привязки кабельной трассы необходимы в течение всего срока эксплуатации кабельной линии, и поэтому их оформляют двусторонним актом представители генподрядчика и механизированной колонны.
Началу работы механизированной колонны предшествуют планировочные работы для подготовки рабочей
полосы шириной 5—6 м, необходимой для прохода кабелеукладчика, а также для выравнивания неровностей рельефа, бугристости, устройства объездов через овраги и т. п.
Существуют ограничения к профилям местности, учет которых обеспечит нормальное движение кабелеукладчика в составе мехколонны. Кривизна профиля трассы, проходящей через перевалы возвышений, должна иметь радиус не менее 50 м. Радиус кривизны профиля трассы, проходящей через овраги или водосточные каналы, должен составлять не менее 25 м. Встречающиеся на трассе спуски к рекам, а также выходы из них могут располагаться с уклоном не более 20°.
Планировку трассы, как правило, выполняют бульдозером до начала работы мехколонны.
Транспортировку, хранение, вскрытие кабельных барабанов и определение пригодности кабелей и прокладке выполняют в соответствии с требованиями действующих нормативных документов.
Прокладка кабеля начинается с определения технической готовности кабелеукладчика в соответствии с заводским паспортом и инструкцией по эксплуатации. Кабелеукладочный нож с кассетой заглубляют в предварительно вырытом котловане глубиной 1100 мм, имеющем размеры в плане 2000x800 мм.
Тракторы, число которых определяется категорией грунта на трассе, сцепляют по схеме, приведенной на рис. 2, обеспечивающей наиболее высокую эффективность сложения их тяговых усилий. По данным полевых испытаний сцеп из пяти-шести тракторов имеет коэффициент использования их тяги, равный 0,8 для различных условий прокладываемых трасс.

Рис. 2. Сцеп тракторов и кабелеукладчика с пассивным рабочим органом:
1 — динамометр; 2 — конец кабеля; 3 — зажим; 4— анкер; 5 — контрольная
Тракторы рекомендуется сцеплять следующим образом: фаркоп коренного (первого) от кабелеукладчика трактора и канат от второго по счету сцепить с дышлом кабелеукладчика, затем канат третьего трактора сцепить с передним крюком коренного, канат четвертого трактора сцепить с передним крюком второго и т. д.
Перед началом движения цуга тракторов натягивают канаты, сцепляющие тракторы, в очередности от второго, следующего за коренным, к последнему трактору. Движение тракторов начинается по команде. Для предотвращения возможных повреждений все изменения хода следует выполнять плавно, без резких рывков и торможений.
После сцепки тяговых тракторов с кабелеукладчиком и заглубления ножа необходимо подготовить барабан с кабелем к размотке. Барабан может быть размещен на кабельном транспортере или на платформе грузового автомобиля, двигающегося в составе механизированной колонны.
В качестве кабельного транспортера используют кабельные тележки ТК-5 или КУ-22, на которые в полевых условиях устанавливают кабельные барабаны с помощью самоходного автокрана, обеспечивающего подъем кабельного барабана. Кроме того, применяют кабельные транспортеры ТКБ6 или ТКБ10, оснащенные грузоподъемными механизмами, для погрузки и выгрузки кабельных барабанов. Погрузка и выгрузка кабельных барабанов, выполняемая "на трассе, составляет до 40 % общих трудозатрат на прокладку кабелей с помощью ножевого кабелеукладчика. Снижения трудозатрат достигают использованием в составе механизированной колонны вместо прицепной кабельной тележки грузового автомобиля высокой проходимости. На платформе грузового автомобиля (например, «Урал-375») устанавливают инвентарные приспособления, подобные кабельным домкратам, на которых транспортируют кабельные барабаны, и затем с этого же автомобиля раскатывают кабель. Автомобиль двигается в створе с кабелеукладчиком на жесткой сцепке, обеспечивающей совпадение скоростей перемещения. При этом кабель, сматываемый с вращающегося барабана, поступает в кассету кабелеукладчика.
Использование в составе механизированной колонны второго грузового автомобиля обеспечивает возможность прокладки в непрерывном режиме. Если второй автомобиль, так же как и первый, имеет на платформе инвентарные приспособления для установки и размотки барабанов с кабелем, то отпадает необходимость перегрузки кабельных барабанов с автомобиля на кабельную тележку, для чего требуется постоянно держать на трассе автомобильный кран. Вполне очевидно, что замена кабельной тележки грузовым автомобилем повышенной проходимости позволяет значительно увеличить производительность прокладки кабелей механизированной колонной и не применять в составе кабелеукладочной техники автомобильного крана.
До начала прокладки конец кабеля, заведенный в кассету кабелеукладчика, должен быть неподвижно закреплен на дне котлована или приямка для заглубления кабелеукладочного ножа, где также размещается динамометр для контроля усилия тяжения кабеля (рис. 2).
Кабель, поступающий в кассету с разматываемого кабельного барабана, должен иметь на входе запас слабины не менее половины длины витка на барабане. В дальнейшем при движении кабелеукладчика эта слабина должна быть несколько меньше, однако поддерживаться она должна постоянно. Скорость размотки кабеля с барабана оператор кабелеукладчика регулирует и поддерживает равной скорости движения механизированной колонны. Прокладываемый кабель входит в кассету свободно, оставаясь ненатянутым. Контроль за глубиной прокладки оператор кабелеукладчика выполняет постоянно при движении механизированной колонны. Оператор следит за заглублением ножа по красной контрольной линии, нанесенной на наружной боковой поверхности ножа.
Все маневры механизированной колонны совершаются по общей команде, плавно, без резких рывков и торможений, что является гарантией высокого качества прокладки кабельной линии. Параллельная прокладка одиночных кабельных линий выполняется на расстоянии не менее 1 м одна от другой.
Переходы через действующие кабельные линии и подземные коммуникации совершают с поднятым кабелеукладочным ножом, без остановки движения механизированной колонны. В местах пересечения с подземными коммуникациями прокладываемый кабель доуглубляют с соблюдением соответствующих мер предосторожности,
Доуглубленный участок проложенного кабеля на участке пересечения защищают металлическим коробом из двух раздельных стальных профилей (швеллеров или уголков).
Конец строительной длины прокладываемого кабеля соединяют с концом кабеля на кабельном барабане, подлежащем размотке, внахлест на длине не менее 3,5 м. При этом конец проложенного кабеля располагается сверху кабелеукладчика и подматывается смоляной лентой на длине не менее 80 см (рис. 3).

Рис. 3. Соединение концов строительных длин прокладываемых кабелей:
1 — подмотка из смоляной ленты
Концы  кабельной смоляной ленты при соединении необходимо изогнуть по радиусу, равному радиусу кривизны кассеты, чем достигается частичное снижение растягивающих усилий сопротивления перемещению кабеля при прохождении кассеты.
Места стыковки строительных длин кабелей (места установки соединительных муфт) обозначают на местности временными реперами (вешками, столбиками и т. п.).
Котлован под монтаж соединительной муфты должен иметь размеры в плане 2,5x1,5 м и располагаться по одну сторону от проложенного кабеля с тем, чтобы обеспечить условия для механизированного рытья котлована с помощью землеройной машины. Кабель отрывают вручную с соблюдением мер предосторожности во избежание возможных повреждений.
Важной задачей является точное фиксирование мест стыковки концов кабеля. Возможно, более точное обозначение мест рытья котлованов для монтажа соедини-
тельных муфт значительно сократит затраты времени на монтаж кабельной линии.
Следует соблюдать особую осторожность при работе на участках пересечений с ранее проложенными кабельными линиями или подземными коммуникациями. Рекомендуется выглублять кабелеукладочный нож на расстоянии не менее 5 м от места пересечения с подземными сооружениями, которые должны быть обойдены. При прокладке кабеля необходимо правильно рассчитывать точки установки муфт, где предстоит рытье котлованов, избегая труднодоступных мест (в болотах, оврагах и т. п.)
Одним из требований, предъявляемых к бестраншейной прокладке, является необходимость выравнивания и уплотнения грунта на всей длине трассы, что обеспечивается приспособлениями, предусмотренными в конструкции кабелеукладчика, или выполняется бульдозером, имеющимся в составе механизированной колонны.
Обслуживание кабелеукладочного ножа при прокладке кабеля сводится к его периодической очистке от засорений.
При прокладке кабеля кабелеукладчиком непрерывно контролируется глубина заложения кабеля по контрольной линии 5 шириной 100 мм, нанесенной на кабелеукладочном ноже на расстоянии 1200 мм от носка ножа (см. рис. 2). При выявлении отклонений от нормальной глубины заложения кабеля колонна должна быть немедленно остановлена. Прокладка может быть продолжена только после устранения причин, вызвавших отклонение от заданной глубины. Место недостаточного заглубления кабеля (менее 0,9 м) отмечают вешкой и укладывают его на проектную глубину вручную.
Для защиты от случайных механических повреждений прокладываемого кабеля существует контроль усилия тяжения, который рекомендуется осуществлять в начале прокладки.
Усилия тяжения контролируют динамометром, один конец которого крепится в грунте металлическим стержнем, другой присоединяется к зажиму или проволочному чулку, надетому поверх наружного покрова конца кабеля (рис. 2). Показание динамометра для силовых кабелей с медными и алюминиевыми жилами в алюминиевой или свинцовой оболочке не должно превышать 1,5 кН. Для установки контрольного динамометра подготовляют котлован в виде приямка размерами 2000Х
Х800Х1100 мм, который располагают симметрично оси прокладки кабеля. Как показывает многолетняя практика, при прокладке ножевыми кабелеукладчиками усилия тяжения кабеля не превышают 0,5—1,5 кН, при этом в момент трогания с места усилия составляли не более 1,5 кН, а при установившемся движении на ходу механизированной колонны эти усилия не превышают 0,5—0,7 кН. Обследования смонтированных кабельных линий, проложенных с помощью кабелеукладчика ножевого типа, позволили установить при осмотре котлованов, вырытых в местах расположения кабельных муфт со средней частотой два — четыре котлована на 1 км длины трассы, что колебания глубины залегания не превышают 5—6 % номинальной. Обследования уложенных в земле соединенных (связанных) концов кабелей, прошедших кассету ножа, что является наиболее сложным элементом прокладки, не выявили ни одного повреждения кабеля, разрыва изоляции, разрушения брони или защитных покровов.
Рассмотрим особенности прокладки в различных грунтовых условиях. При прокладке кабеля ножевыми кабелеукладчиками в грунтах I—III категорий достаточно тягового усилия трех—пяти тракторов (100 кН), например Т-100М, один из которых должен быть гидрофицирован для подачи рабочей жидкости в силовые гидроцилиндры, установленные на кабелеукладчике. При необходимости увеличения тягового усилия тракторов в отдельных местах к ним подключают бульдозер.
Прокладка кабеля через болота допускается при глубине залегания торфяного слоя не более 1 м с укладкой кабеля на твердом грунте. Через нетопкие (проходимые) болота кабель прокладывают так же, как и в грунтах I—III категорий. Через топкие болота шириной до 1000 м кабель прокладывают с помощью длинного каната, перекинутого через болото. В качестве тяги используют сцеп тракторов, один из которых оснащен гидравлической станцией, или специальную тяговую лебедку ЛТ-140, смонтированную на тракторе Т-140 и обладающую тяговым усилием 200—600 кН и канатоемкостью 100 м.
Через водные преграды кабель прокладывают в местах, определенных проектом. На местности трассу перехода обозначают вешками, установленными вне рабочей зоны в 3—4 м от оси трассы с двух сторон. Через небольшие реки, ручьи, оросительные каналы и т. п. при глубине воды 1—1,5 м, ширине зеркала до 25 м кабель прокладывают с ходу обычной механизированной колонной. При глубине воды более 1,5 м и ширине зеркала более 25 м для прокладки кабеля используют длинный канат и сцеп тракторов или тракторную лебедку J1T-140. Перед прокладкой понтонные отсеки кабелеукладчика заполняют водой, а на носу и корме устанавливают две мерные рейки, длину которых выбирают в зависимости от глубины водной преграды.
Через глубоководные преграды кабель прокладывают в следующем порядке: сначала переходят кабелеукладчиком вхолостую (т. е. без кабеля) по створу перехода для выявления препятствий, затем предварительно пропарывают по стволу перехода для устранения препятствий на полную глубину залегания кабеля и после этого производят прокладку кабеля.
Для обеспечения обратного хода (вытаскивания) кабелеукладчика на берегу, где он установлен, оставляют один-два трактора, соединенных канатом достаточной длины с кабелеукладчиком. Тракторная лебедка должна быть надежно заякорена, а тяговые трактора соединены в колонну сцепкой. Тяговый канат перетаскивают через водную преграду трактором или тракторной лебедкой с помощью вспомогательного каната, предварительно перетянутого через преграду.
При встрече ножа кабелеукладчика с непреодолимыми препятствиями при предварительной пропорке кабелеукладчик извлекают в исходное положение и проходку переносят параллельно первоначальной на несколько метров.
Технология прокладки кабелей бестраншейным способом с применением вибрационных кабелеукладчиков существенно не отличается от прокладки кабелеукладчиком с пассивным рабочим органом. Вибрационные кабелеукладчики позволяют прокладывать кабели на глубине 0,9—1,2 м в грунтах I—IV категорий, а также на переходах через заболоченные участки и овраги. Отмечая повышенную маневренность кабелеукладчиков, обеспечивающую возможность использования их на территориях современных крупных промышленных объектов и вблизи городов, следует тем не менее указать недостатки, ограничивающие их применение. Вибрационный кабелеукладчик не разрешено применять на кабельных
трассах, где имеются пересечения с различными подземными инженерными коммуникациями, заложенными на глубину не менее 1,5 м (кабели связи, кабель высокого напряжения, трубопроводы и т. п.); на участках с лесистой местностью, со щебеночным и каменистыми грунтами IV и V категорий.
При выборе кабельной трассы необходимо иметь в виду, что спуски к рекам и оврагам, а также выходы из них должны иметь угол уклона не более 20
Прокладку начинают с заглубления кабелеукладочного ножа способом, соответствующим инструкции по эксплуатации кабелеукладчика. Если грунты на трассе увлажнены и условия сцепления гусениц трактора ухудшаются, то в помощь кабелеукладчику дополнительно используют трактор, оборудованный ходоуменьшителем.

Рис. 4. Кабелеукладчик с вибрационным рабочим органом в сцепе с грузовым автомобилем

Глубину укладки кабеля устанавливают, применяя сменный кабелеукладочный нож. Кабельный барабан устанавливают на переднем навесном оборудовании кабелеукладчика или на платформе грузового автомобиля, связанного с кабелеукладчиком жесткой сцепкой. При прокладке кабеля с использованием грузового автомобиля типа «Урал-375» для сокращения времени погрузочно-разгрузочных работ рационально размещать на платформе один (или более) барабан с кабелем (рис. 4). Барабаны устанавливают на инвентарных устройствах, обеспечивающих транспортировку барабанов, раскатку с них кабеля и подачу его по валкам, размещенным на кабине автомобиля, в кассету кабелеукладчика.

Таблица 3

Перед прокладкой конец кабеля, выходящего из канала кассеты на 1,5 м, прикрепляют к стержню, заглубленному в дне котлована на 0,5—0,7 м. Постоянство глубины прокладки обеспечивается касанием колес трамбователя о грунт, достигаемым при заглублении кабелеукладочного ножа. Движение кабелеукладчика начинают со скоростью, обеспечивающей необходимое тяговое усилие. При всех схемах прокладки вращение кабельного барабана осуществляется принудительно при постоянном контроле размотки кабеля и прохождения его по валковым устройствам до входа в кассету. При этом необходимый запас длины кабеля на входе в кассету должен составлять 0,5—1 м. При размещении кабельного барабана на переднем навесном оборудовании кабелеукладчика соответствие скоростей подачи кабеля в кассету и движения трактора обеспечивается ручной регулировкой скорости вращения механизма размотки кабельного барабана. При прокладке кабеля один член экипажа через специальный люк в кабине трактора визуально контролирует целость прокладываемого кабеля. При выявлении случайных отклонений от нормальной глубины заложения кабеля прокладку приостанавливают.
Современные вибрационные кабелеукладчики позволяют успешно прокладывать кабели в мерзлых грунтах и на болотистых трассах.
Вибрационным кабелеукладчиком кабели прокладывает экипаж из двух человек. Механик-водитель управляет трактором и механизмами кабелеукладчика, в том числе механизмом размотки, обеспечивает движение по заданной трассе. Помощник механика — оператор находится в кабине у люка и контролирует размотку кабельного барабана, состояние оболочки кабеля, глубину укладки по отметке на ноже кабелеукладчика, свободный запас кабеля до входа в кассету.
При прокладке кабеля с использованием грузового автомобиля для транспортировки по кабельной трассе барабанов с кабелем в состав бригады входят дополнительно два монтажника, обеспечивающие принудительную размотку барабанов.
Комплектация механизированных колонн для бестраншейной прокладки кабелей на различных трассах с помощью кабелеукладчиков приведена в табл. 3.