水底电缆光缆施工功法

水底电（光）缆敷设施工工法

上海市基础工程公司

为了满足科学技术的发展和国民经济的增长，近年来我国在能源建设、通信信息港建设方面的投资规模不断扩大，水底电缆、光缆（以下简称“电缆”）作为联结城市、大陆、岛屿，乃至国际间的输电、通信干线，是目前最为可靠、安全和有效的手段之一。

我公司从20 世纪50 年代即开始在黄浦江、长江及沿海等水域进行水底电缆的敷埋设施工，初步形成了一套独特的施工方法和工艺。

一、工法特点

本公司开发的水底电缆的敷埋没施工工法的主要特点是：方法简单，便于操作，安全和可靠性高。适用浅水水域施工（敷设施工的水深适用范围在1.5-100m，埋深施工的水深适用范围在1.5-50m）。具体做法是将电缆由人工或机械的方法盘绕在施工船甲板上的储缆舱内，施工船由拖轮拖至施工水域；待施工水域的各项准备工作就绪后，由辅助施工船沿电缆设计路由敷设一根钢缆；敷设、埋设施工时，施工船启动船上的移船绞车绞动已敷设在水底的牵引钢缆，带动施工船向前移动；随着船缓缓向前移动，盘在施工船甲板缆舱内的电缆通过退扭架、布缆机等设施缓缓入水，并通过水力喷射埋设机上的导缆笼、埋没臂等设施被埋深在水底的土壤中，埋设机采用高压水破土和成槽，高压水则由施工船上的高压水泵通过输水胶管供给；施工时，一般采用全球差分定位“DGPs”系统进行定位，井同时采集船位、张力、埋深等施工有关参数；如遇水流等其他影响造成施工船偏移，拖轮可靠泊在施工船背水一舷进行顶推，以保证电缆敷设、埋没施工船沿着设计路由行进。如果只敷不埋，即电缆直接敷设在水底，不埋深，则去除连接在船尾的埋设机，电缆通过人水槽后，呈一定角度入水后直接置于河（海）床上。

二、适用范围

水底电缆敷设、埋设施工方法适用于浅水水域、近海和沿海的水底电力电缆、通信电缆和光缆的敷设与埋深。按施工水域可划分为海底电缆工程、江（湖）底电缆工程。可根据不同的电缆设计特征和要求及施工水域的自然条件制定其相应的施工具体细节。

三、工艺原理

根据水动力学原理，假如采用施工船自航的方法进行敷缆，因敷缆速度较慢，船只只能低速航行，此时螺旋桨产生的缓慢尾流无法使舵获得足够的偏移推力，使船不能沿着预定的航向前进和纠偏，因此其操纵性和航向稳定性很差，敷设施工船往往会偏离设计轴线很远，将造成电缆长度不够等严重质量事故。本方法采用牵引钢缆使施工船前进的方式，船只前进的速度和位置的偏差等都能得到随时调整，从而避免了上述事故的发生。

本方法施工时，电缆敷设和埋深可同时进行，埋深依靠由施工船牵引的水力喷射机进行。水力喷射埋设机用高压水破土成槽，高压水由施工船上的高压水泵通过输水胶管供给。埋设作业时，埋设机在水底的姿态、埋深，牵引力等参数都可通过施工船上的数据采集系统显示出来。该埋设机的最大埋设深度可达3.2m。

四、工艺过程

1.准备工作。熟悉和了解施工水域的水文、地质、气象资料及电缆有关技术参数；掌握设计要点；施工海域设置浮标、导标；测量浅水滩涂电缆登陆点附近

的地形，清除障碍物；抛设和布置系船用的锚和地拢、卷扬机等。

2.过缆作业。过缆作业即电缆由电缆制造厂在码头，或通过运输船过至敷埋设施工船的一种作业。根据电缆的交货长度，可选择整体吊装。散装过缆、“8”字行盘绕等形式。

3.扫海。扫海的目的是为了进一步清理水底残存的渔网等障碍物，一般由拖轮拖带扫海锚具，沿设计路由低速航行，遇有障碍物，则由潜水员下水清理。

4.电缆始端登陆及埋深。在岸滩或退潮后露出水面的部分，用机械或人工方法开挖电缆沟槽；施工船将电缆用布缆机送出，岸上用卷扬机牵引，至设计位置；最后将电缆置于沟槽内，并用水泥盖板或其他材料覆盖保护。

5.电缆在中间水域敷设、埋深。中间水域的电缆敷设和埋深采用施工船绞牵引钢缆前进，“DGPS”导航，拖轮及其他船只辅助的方法施工。采用边敷边埋的方法对电缆进行敷埋施工时，随着敷埋没施工船的前进铺缆，水力喷射埋设机将电缆同时埋深在海底以下一定深度。如需将已敷设的电缆再进行埋深，只需用埋设施工船及水力喷射埋设机沿着电缆敷设路由，把搁置在海床上的电缆埋深至设计深度。

6.电缆终端登陆，人工埋深。当敷埋设施工船因水深太浅无法继续进行电缆敷埋设作业时，则可进行电缆的终端登陆施工，施工船锚泊定位，电缆由布缆机送出，卷扬机将电缆牵引至设计位置，然后将电缆置干事先开挖好的沟槽内，其方法同始端登陆。

7.余缆处理。一般电缆敷埋设施工结束后，都有一定长度的余量。可根据设计和业主要求切割，余下的电缆卸至指定地点。

五、操作要点

1.过缆作业前必须取得建设单位的“电缆装船通知书”。该书中必须明确电缆的具体规格、型号、长度和厂家，以及运缆船的船名、国籍、主要尺度、停靠港口的具体泊位，允许过缆作业时间，缆盘吊点及底部结构。

2.对施工船装载状态进行验算，诸如排水量、吃水及首尾吃水差、干舷高度和稳定等。

3.根据缆盘底部结构，计算施工船甲板的受力，必要时可在甲板上铺设道木，使其受力均匀。

4.散装过缆要注意退扭架的高度和弯曲半径必须满足和大于电缆技术要求。

5.扫海时，扫海锚具的人水角不得大于30°，航速控制在6 节以内。来回沿路由扫海不少于1 次。

6. 登陆作业前必须仔细测量。复核船位距电缆终端的距离，计算出电缆登陆所需长度，作业时，应按设计要求放出余量。

7.电缆在登陆中如遇到裸露在浅滩上的礁石、基岩、珊瑚，应在电缆下部垫以托轮，以防止表皮破损、产生小圈、打扭等现象发生。

8.中间水域敷设作业必须严格按操作程序进行。各岗位有专人负责，一切听从指挥长指挥，对敷埋时的人水角、张力、埋深、船位等参数必须按“质量计划”严格控制。施工中必须确保各岗位间，船只间的通讯联系畅通。

六、质量标准

1.电缆敷设、埋深时施工船与设计路由偏差标准：电缆敷设施工时偏差应控制在不大于路由水深的2 倍，或按设计要求。电缆埋设施工时偏差应控制在不大于路由水深的1.5 倍，或按设计要求。偏差量80％以上控制在标准内为优良，50％以上为合格。

2.电缆敷埋设长度余量的控制偏差：敷设施工时的长度余量一般为路由直线距离的2％-5％，或按设计要求。埋设施工时的长度余量一般为路由直线距离的l％～2％，或按设计要

求。长度余量控制达到标准的为优良，超过上限，但路由偏差达到要求的为合格。

3.电缆埋设深度和偏差：人工埋深时的偏差控制在小于5％为优良，小于10％为合格。

机械埋深的偏差控制在10％为优良，小于20％为合格。

4.电缆的电气、通信性能验收标准：施工完毕后，电缆的有关电气性能试验指标和通信电缆及光缆的性能试验指标满足设计要求的为优良。

七、船舶及其主要设备

1.施工船舶主要由敷设或埋设施工船、拖轮、锚艇、工作艇等组成。此外施工中尚需配

置用于巡逻、警戒、交通等船只。

2.设备有柴油发电机组、卷扬机、绞车、锚机和水泵、空气压缩机以及用于电缆施工的履带布缆机、计米器、潜水装具、埋设机等。

八、施工安全

遵照国家颁布的《海上安全法》和上海市建设委员会。颁发的有关安全规定执行，搞好现场文明生产施工，建成一个文明、安全生产的舒适环境。

九、劳动力组织

水上施工因受环境等自然因素影响，情况比较复杂，因此要求配置具有丰富经验的船员和水上起重工等专业工种。

除此之外，每个工程均应配置4～8 名潜水员，以检查水下埋设设备等需要。

十、效益分析

1.光纤通信技术的发展带来了信息高速公路的建设，海底光纤电缆的敷设使得国际、城

市、大陆与海岛间的联系和交往变得十分便捷。同时，海底电力电缆的铺设构成了整个大电网系统，使得用电更可靠，是节约能源的最有效途径，社会效益显而易见。

2.海底电缆敷埋设施工，一次投入设备，机具的费用比较庞大，但随着市场日益开拓，投入相对减少，因此利润较高，有一定的经济效益。

十一、工程实例

珠海-深圳海底光缆埋设工程是中国联通公司建设环西太平洋光缆通信系统示范段工程。

该工程由中国联通公司建设，电子部34 所设计，光缆由英国GPT 公司制造，日本NEC 公司总承包，上海基础公司承揽海底埋设施工。工程要求埋设54km 光缆1 根，埋深深度分别为10m、2.5m 和2m，除10m 埋深用挖泥船进

行外，其余均用水力喷射型埋设机施工。

工程自1997 年7 月1 日正式开工，4 月18 日完工，同年9 月验收并开通。通过该工程施工，节约投资100 万元。