Глава вторая.
СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ ПО КАБЕЛЬНЫМ ТРАССАМ
1. ТИПЫ КАБЕЛЕЙ.
Силовые и контрольные кабели выпускаются кабельными заводами для подземной и подводной прокладок, для прокладки на открытом воздухе (в туннелях, каналах, по стенам и потолкам и т. п.), а также специального исполнения.
В зависимости от назначения, кабели защищаются свинцовой, алюминиевой или полихлорвиниловой оболочкой. Поверх защитной оболочки кабели для предохранения от механических повреждений могут быть покрыты стальной броней. Стальная броня в свою очередь у кабелей, укладываемых в грунте, предохраняется от коррозии джутовой оплеткой.
На высокие напряжения применяют масло- и газонаполненные кабели.
Кабели выпускаются с запаянной на концах оболочкой, намотанными на барабаны, которые подлежат возврату на кабельные заводы. Если строительная длина кабельной трассы превышает длину кабелей, полученных с заводов на отдельных барабанах, кабели сращивают соединительными муфтами. На концах кабелей выполняют разделки различных типов.
Кабели прокладываются в траншеях, трубах, блоках, каналах и туннелях.
2. ПРОКЛАДКА КАБЕЛЕЙ В ТРАНШЕЯХ.
При наружной прокладке кабелей на территории электростанции и подстанций кабель в большинстве случаев укладывается в траншеях.
Строительным организациям часто поручаются работы по отрытию траншей и другие работы по подготовке
кабельных трасс. В основании траншей не должно быть камней и мусора. В местах, где возможны раскопки в районе кабельных трасс, кабели сверху закрывают кирпичом плашмя, бетонными плитами и т. п.
При прокладке кабелей в земле разница уровнен между отдельными участками трассы не должна превышать величин, приведенных в табл. 2-1.
Таблица 2-1
Максимальная разность уровней прокладки кабелей
Трасса кабелей обозначается знаками для нахождения ее расположения. Радиус изгиба кабелей при их прокладке определяется ПУЭ и должен быть не менее 10—25-кратного диаметра кабеля (независимо от типа кабеля).
Кабели укладывают в грунт так, чтобы расстояние от поверхности земли до верха оболочки кабеля было не менее 0,7 м для кабелей напряжением до 35 кВ и не менее 1,0 м при пересечении улиц и площадей. При пересечении проездов, улиц и площадей кабели обычно прокладывают в стальных трубах. Кладут кабели на подсыпку из просеянной земли либо песка толщиной 100 мм и прикрывают такой же засыпкой.
В случаях укладки в одной траншее нескольких кабелей между ними принимают расстояние не менее 100 мм (желательно 200—300 мм) при напряжениях до 10 кВ и
не менее 250 мм при напряжениях 20—35 кВ. Если в одной траншее укладываются кабели, эксплуатируемые разными организациями, то между ними принимают расстояние не менее 0,5 мм. Между корпусом соединительной муфты и ближайшим кабелем расстояние должно быть не менее 250 мм.
Силовые и контрольные кабели располагают в траншеях так, чтобы в случае повреждения силовых кабелей не произошло повреждений контрольных кабелей.
На пересечениях с дорогами кабели прокладывают в трубах на глубинах не менее 1 м от подошвы рельса или от поверхности полотна автодороги и не менее чем на 0,5 м от дна водоотводных канав.
При этом трубы выводят за пределы полосы отчуждения железной дороги в обе стороны, а также в обе стороны от автогужевой дороги за пределы водоотводных канав не менее чем на 1 мм. У мест пересечения трассы кабеля с железной дорогой ставят специальные знаки, Эти знаки наносят на исполнительный чертеж трассы.
В местах пересечений кабелей должны быть обеспечены расстояния между ними не менее: для кабелей на напряжение до 10 кВ — 0,35 м, для кабелей на напряжение до 20—35 кВ — 0,5 м.
Между силовыми кабелями и кабелями связи обеспечивается расстояние не менее 0,5 м.
Если кабели пересекаются с теплопроводами, то расстояния в свету между кабелем и перекрытием теплопровода должно быть не меньше 0,5 м. На теплопроводы по обе стороны от кабелей на длине 2 м накладывают изоляцию, которая должна предохранять грунт от повышения температуры в месте прокладки кабеля в течение круглого года не выше чем на 5° С по отношению к температуре почвы в данной местности на данной глубине.
Отклонения от вышеприведенного расстояния допускаются лишь с разрешения главного инженера энергосистемы, причем не могут быть превышены указанные выше температуры почвы.
Укладка теплопровода над кабелем и под кабелем не допускается. В случаях прокладки кабельной линии параллельно с теплопроводом расстояние в свету между кабелем и теплопроводом должно быть принято не менее 2 м или теплопровод должен быть выполнен с такой теплоизоляцией, чтобы дополнительный нагрев земли теплопроводом в месте прохождения кабелей в любое время года не превышал 10°С.
Меньшие расстояния при соответствующей тепловой изоляции могут быть допущены также лишь с разрешения главного инженера энергосистемы. При этом температура грунта не должна превышать величин, допускаемых в случаях пересечения кабелей и теплопровода.
На каменных плотинах и дамбах кабели прокладывают в середине балластного слоя толщиной не менее 1.
При прокладке одножильных кабелей принимают меры для предупреждения возникновения вокруг кабелей замкнутых контуров из магнитных материалов.
Металлические оболочки кабелей соединяют с арматурой и с металлическими конструкциями мостов, причалов и пирсов.
Металлическую оболочку кабелей заземляют с двух сторон. Заземление оболочки с одной стороны может быть допущено только с разрешения главного инженера энергосистемы.
При наличии температурных и осадочных швов должны быть приняты меры против возникновения в кабеле механических напряжений. В болотистой почве и грунтах, где возможно смещение, кабели должны иметь проволочную броню. Шлак, известь, гниющие органические вещества могут агрессивно воздействовать на оболочку кабеля, что должно быть учтено при выборе кабельных трасс.
Советская промышленность выпускает ряд механизмов, которые используются для работ по подготовке кабельных трасс и отрывке траншей. Для расчистки трасс используются бульдозеры.
Для рытья кабельных траншей широко применяется кюветокопатель (рис. 2-1), представляющий собой съемное приспособление к бульдозеру Д-157, монтируемое на средней части отвала, которым производится рытье кюветов треугольного профиля глубиной 400 мм и шириной 500 мм.
Рытье траншей для прокладки кабеля может производиться экскаватором с объемом ковша 0,15—0,35 м3, оборудованным обратной лопатой.
Рис. 2-1. Конструктивная схема кюветокопателя.
При выполнении земляных работ для прокладки кабелей в траншеях применяют траншейный экскаватор ЭТ-121, который может быть использован не только для рытья, но и для засыпки траншей. Для этого экскаватор снабжают навесной лопатой, конструкция которой показана на рис. 2-2.
Обычно засыпка траншей производится бульдозерами. Для улучшения использования бульдозеров применяют двухножевой отвал (рис. 2-3), которым засыпка траншей производится за один-два прохода.
При вскрытии дорожных покрытий применяют бетоноломы И-37.
Земляные работы в районе расположения кабелей производят с особой осторожностью. Начиная с глубины 0,4 м, работы ведут лишь с помощью лопат, а в зимних условиях с обязательным отогревом земли. Ломами, кирками и другими ударными инструментами при этом пользоваться воспрещается.
Место вскрытия кабелей для ремонта ограждается сигналами, а в ночное время — фонарями.
Во время раскопок кабельных трасс эксплуатирующая организация должна обеспечивать постоянный надзор за работами.
Монтер по раскопкам в соответствии с «Правилами технической эксплуатации» перед началом работ по раскопкам обязан указать производителю земляных работ точное расположение кабелей, сообщить условия производства работ и отобрать от производителя работ расписку о даче ему таких сведений.
Рис. 2-2. Навесная лопата к экскаватору ЭТ-121.
1 — лопата; 2 — продольный уголок жесткости; 3 — поперечный уголок жесткости; 4 — ребро жесткости; 5 — уголок жесткости; 6 — левое дышло, 7 — правое дышло; 8 —подъемная тяга; 9 — крепежная плита; 10 — серьга дышла; 11 — распорка правая; 12— распорка левая, 13 — щека шарнира; 14 — валик сцепления подъемных тяг, 15 — валик дышлового сцепления,
При выполнении строительных работ вблизи от действующих кабелей кабели часто приходится подвешивать во временных лотках или коробах, укрепляемых на временных опорах. Временные опоры должны устанавливаться не реже чем через 1,5 м.
После окончания работ монтер по раскопкам обязан проверить правильность укладки кабелей, заданные нормами расстояния, которые должны быть соблюдены, а также укладку защиты и качество засыпки траншеи.
При приемке — сдаче в эксплуатацию кабельной трассы должны передаваться исполнительные чертежи трассы в масштабе 1 : 200 или же 1 : 500. Трассу привязывают в натуре и на чертеже к наличным сооружениям или же к геодезическим знакам на местности.
В зимних условиях рыхление грунта может производиться клин-бабами либо пневмоинструментом. Возможно также применение взрывных работ. Иногда применяют дизель-молоты, подвешенные к трактору, на котором укрепляют толкающие рамы, верхнюю раму, механизмы управления отвалом бульдозера, а также лебедку Д-148 (рис. 2-4). Вес ударной части дизель-молота равен 600 кг, вес клина 200 кг. Дизель-молоты монтируют и на экскаваторах.
Рыхление мерзлого грунта производят также клин-шар-бабами, подвешенными к экскаваторам-драглайнам. За один удар глубина рыхления при применении клин- баб достигает 80 см. В песчаных грунтах шар-бабы эффективнее клин-баб.
Рис. 2-4. Схема разработки мерзлого грунта при помощи свайного дизель-молота.
Расход троса при применении клин- и шар-баб в соответствии с данными треста «Союз-экскавация» составляет 60 кг на разрыхление 100 м мерзлого грунта.
Для оттаивания грунта при рытье траншей для кабеля применяют электропечи ГЭП-2. При этом участок траншеи длиной 3 м, шириной 0,5 м и глубиной 0,8 м отогревается за 10—12 м.
Применяют также обогреватели с использованием инфракрасных лучей от зеркальных ламп либо от спиралей. Для спиралей применяют сплав безуглеродистой стали с хромом, алюминием и никелем, которые имеют срок службы до 2 лет при температурах нагрева до 1 350° С.
Мощность спиральных обогревателей 9 кВт. Нагреваемые до 700 градусов спирали размещаются на 70 мм от поверхности грунта. За 20 мин отогревается слой грунта толщиной 100 мм.
Рис. 2-5. График проникновения тепла в грунт.
На рис. 2-5 приведен график проникновения тепла в грунт. Таким образом, вскрытие траншеи для кабеля на полную глубину может быть обеспечено за 3 ч.
Расход анергии и мощность для электрооттаивания грунта приведены в табл. 2-2 и 2-3.
При электропрогреве грунта с помощью забиваемых в грунт электродов в качестве электродов применяют стержни из круглой стали диаметром от 12 до 25 мм.
Таблица 2-2
Расход электроэнергии на отогревание грунта различными способами
Таблица 2-3
Потребная мощность и средний расход электроэнергии на отогрев 1 м грунта
Электроды соединяют в ряды перемычками из голого алюминиевого провода и присоединяют через рубильники и предохранители к сети 380/220 в. Отдельные трансформаторы для электропрогрева грунта при этом, как правило, не выделяют. Нагрузка распределяется по возможности равномерно по фазам. При напряжении 380 в расстояние между электродами принимается равным 50—70 см. Сверху над электродами насыпается утепляющий слой древесных опилок толщиной 15 см, который при температурах ниже —5°С перед подачей напряжения поливают 2—3%-ным раствором соли.
Электроды стараются забить по возможности на полную глубину промерзания, а если это не удается, их забивают на 50—70 см и затем добивают при снятом напряжении в один-два приема по мере разогрева грунта. При подаче напряжения величина тока постепенно возрастает в связи с уменьшением сопротивления грунта по мере оттаивания.
Для сокращения расхода электроэнергии через каждые 4 ч напряжение отключают на 2—3 ч, а при температурах воздуха —5°С и выше — и на более продолжительное время. Расход электроэнергии на разогрев 1 м3 грунта при температуре наружного воздуха —5ч-—15° С составляет 30—50 кВт·ч. Потребляемая мощность на 1 разогреваемого грунта при напряжении 380 в колеблется в пределах 2—5 кВт. Время прогрева грунта на глубину 1,2—1,8 м3 составляет 12—20 ч при температуре от —5 до —30° С.
Paйон электронагрева ограждается барьерами или обноском с предупредительными плакатами на расстоянии 4 м от периметра забитых электродов. Кроме того, у места прогрева выставляется дежурный электромонтер.
Для определения величины шаговых напряжений вблизи электродов в процессе прогрева грунта были произведены измерения их в различных условиях. Для суглинков, увлажненных на 15—20%, при температурах от —2 до —10°С измерения шаговых напряжений показали, что на расстоянии свыше 4 м от электродов шаговые напряжения малы и не представляют опасности для людей.
Во избежание выноса опасного потенциала за пределы ограждаемой зоны воспрещается производить электропрогрев грунта с помощью электродов на участках территории, на которых в земле уложены стальные и чугунные трубы, кабели или другие электропроводящие предметы. Не разрешается также производить электропрогрев грунта электродами при наличии на поверхности земли воды. Работа конного транспорта запрещается ближе 20 м от огороженных участков электроотогрева грунта.
При производстве электропрогрева грунта рекомендуется вести журналы контроля за оттаиванием грунта, в которых отмечаются характер грунта, поверхность оттаивания грунта в процентах, консистенция раствора, количество электродов и расстояние между ними, заданная глубина оттаивания грунта, температура слоя опилок и глубина оттаивания грунта через каждые 2 ч (определяется забивкой электродов). В журнале следует фиксировать время включения и отключения напряжения. Анализируя записи журналов, можно на конкретных условиях той или иной строительной площадки определить оптимальные режимы электроотогрева грунта.
