Монтаж кабелей в траншее

Подготовительные работы, устройство траншей
Траншеи, если позволяет рельеф местности, роют многоковшовыми экскаваторами, а на участках трассы с подземными коммуникациями, инженерными сооружениями, иногда на переходах - вручную. землю отбрасывают на одну сторону с тем, чтобы она не мешала прокладке кабеля и было удобно использовать машины (бульдозеры) для засыпки траншеи вынутым грунтом.
На криволинейных участках трассы траншею роют таким образом, чтобы кабель в ней можно было изгибать без повреждения его изоляции. Радиус внутренней кривой изгиба указывается в стандартах или технических условиях в соответствии с конструкцией кабеля. Так, кратность внутренней кривой изгиба по отношению к наружному диаметру бронированных и небронированных силовых кабелей напряжением 6-10 кВ с пластмассовой изоляцией и оболочкой, а также бронированных с резиновой изоляцией в свинцовой оболочке равна 15, небронированных с резиновой изоляцией в свинцовой, резиновой или поливинилхлоридной оболочке – 10 и т.д.
Непосредственно для прокладки кабелей в земле применяют бронированные кабели, защищенные от коррозии джутово-битумным покрытием или поливинилхлоридной оболочкой.
Кабели на напряжение до 10 кВ прокладывают на глубине 0,7 м от планировочной отметки при глубине траншеи 0,8 м, а при пересечении улиц, площадей — 1,1 м. На дно траншеи насыпают слой песка или чистой земли, не содержащей камней, толщиной не менее 0,1 м.
Все кабели номинальным напряжением свыше 1 кВ, проложенные в траншеях, должны иметь защитные покрытия из красного кирпича (силикатный в земле разрушается) или бетонных плит, положенных на слой земли или песка толщиной 0,1 м. При глубине траншеи 1—1,2 м и напряжении до 10 кВ защита кабелей кирпичом необязательна.
СНиП установлено предельное количество кабелей в одной траншее — не более шести, устройство траншей с большим числом кабелей является не экономичным.

Рисунок 2 – Размеры траншеи для прокладки кабеля 1—10 кВ:
В1 — на дне траншеи; В2 — у поверхности земли; В3 —зона отвода

Ширина траншеи (рисунок 2) определяется количеством, сечением и марками кабелей. Между силовыми кабелями расстояние в свету должно быть не менее 100 мм. Между контрольными кабелями, не нуждающимися в охлаждении, расстояние не нормируется. Допускается совместная прокладка силовых и контрольных кабелей в одной траншее. При этом расстояние между крайними контрольным и силовым кабелем должно быть не менее 100 мм.

2.2 Раскатка кабеля, укладка его в траншею
Место раскатки кабеля указывается в проекте производства работ, так как его правильный выбор в значительной степени определяет производительность труда электромонтажников. Способ раскатки кабеля с учётом местных условий, наличия механизмов, приспособлений и длины отрезка кабеля на барабане уточняется перед прокладкой. При этом соединительные муфты намечают располагать в местах, удобных для монтажа, избегая круто наклонных участков трасс, пересечений с дорогами.
Механизмы, приспособления, инструмент и материалы, необходимые для производства работ, а также мелкий песок (если вынутый грунт нельзя использовать для подсыпки и засыпки кабеля), кирпич (если требуется защита кабеля от механических повреждений) завозят на трассу в период подготовки к прокладке кабеля.
Перед раскаткой снимают обшивку, осматривают барабан и наружные витки кабеля. Барабан устанавливают на домкраты или специальные кабель-ные транспортёры так, чтобы кабель снимался сверху, а вращение осуществ-лялось противоположно стрелке на его щеке.
Кабель целесообразно раскатывать с барабанов, установленных на движущихся механизмах и укладывать непосредственно в траншею или рядом с ней. Если такой способ неприемлем (затруднён проезд, требуется протяжка кабеля в трубе, прокладка в туннелях и т.п.), то раскатку выполняют по роликам, установленным в траншее, а кабель растягивают лебёдкой, автомашиной или трактором, скорость движения которых рекомендуется 1-1,5 км/ч. Тяговый трос разматывают, протягивают через трубу или туннель и крепят к кабелю с помощью проволочного чулка или брезентового пояса. При большом усилии трос закрепляют за жилы кабеля.
После раскатки трос отсоединяют, а кабель, сняв с роликов, укладывают на дно траншеи.
При ручной прокладке рабочие поднимают кабель на плечо и, раскатывая с барабана, несут его вдоль траншеи (по её дну или по бровке). Расстояние между рабочими зависит от массы кабеля и принимается из расчёта 25-30 кг на каждого из них.
Перед прокладкой кабеля дно траншеи выравнивают, очищают от кам-ней, мусора и делают подсыпку толщиной 100 мм из мелкого песка или вынутого грунта, не содержащего камней, органических веществ, шлака, извести и т.п.
В траншее кабель укладывают с запасом 1-3 % (змейкой), чтобы исключить его повреждение, вызываемые механическими напряжениями вследствие возможных смещений почвы и её температурных деформаций. Концы соединяемых кабелей заводят один за другой на расстояние 1м. Вблизи мест соединения делают запас кабеля в виде полуколец. Этот запас предохраняет соединения жил кабеля от разрыва при возможных смещениях почвы, а в случае повреждения муфты может быть использован для повторной заделки. Такой же запас кабеля оставляют при вводе в здание. Однако укладывать запас кабеля в виде колец (витков) запрещается, так как в этом месте возможны повреждения.
В местах соединения кабелей муфтами траншею на участке 2 м роют шириной 1,5 м. Если в ней располагают рядом более одной муфты, то последние размещают в шахматном порядке не ближе, чем на 2 м одна от другой.
На поворотах трасс кабель не должен изгибаться больше допустимых норм. Кратность радиуса внутренней кривой изгиба кабеля R по отношению к его наружному диаметру d должна быть: для кабелей с бумажной изоляцией напряжением 1—10 кВ в алюминиевой оболочке не менее 25, в свинцовой — не менее 15 диаметров кабеля; для кабелей с пластмассовой изоляцией напряжением до 1 кВ бронированных без оболочки не менее 10, не бронированных в пластмассовой оболочке — не менее 6 диаметров кабеля. Соотношение R и d приведено на рисунке 3.

Рисунок 3 – Радиус изгиба кабеля:
R — радиус внутренней кривой изгиба кабеля; d — наружный диаметр кабеля

Допустимые усилия тяжения кабелей. Допустимые усилия тяжения для кабелей напряжением до 10 кВ нормированы. Усилия тяжения при размотке кабеля контролируют с помощью динамометра или другого контрольного устройства, устанавливаемого на лебедке. Рекомендуется применять контрольное устройство с автоматическим расцеплением лебедки, когда усилие тяжения достигнет установленного значения для прокладываемого кабеля.
При прокладке по вертикальным и наклонным участкам трассы кабелей с бумажной нормально пропитанной изоляцией ограничивают перепад уровня их высшей и низшей точек для того, чтобы предотвратить отекание пропитывающего состава. Кабели в свинцовой оболочке прокладывают максимальным перепадом уровней 25 м при напряжении 1—3 кВ и 15 м при напряжении 6—10 кВ; кабели в алюминиевой оболочке 25 м при напряжении 1—3 кВ, 20 м при напряжении 6 кВ и 15м при напряжении 10 кВ.
Если указанный перепад уровней выдержать нельзя, кабельные линии секционируют, устанавливая стопорные или эпоксидные соединительные муфты, даже если кабель имеет одну строительную длину. Кабель с обедненной бумажной изоляцией прокладывают с перепадом уровней до 100 м (при наличии общей оболочки для всех жил) и 300 м, если каждая жила заключена в отдельную оболочку.
Для кабелей с бумажной нестекающей пропиткой, резиновой или пласт-массовой изоляцией перепад уровней не ограничивают.
Независимо от места и способа прокладки, рода изоляции жил и напря-жения кабелей прокладку их, как правило, следует осуществлять при положительной температуре окружающего воздуха.
В холодное время без предварительного подогрева кабелей всех марок производят в соответствии с данными, приведенными в таблице 2.
При температуре воздуха ниже минимально допустимой прокладка силовых кабелей с нормальной, нестекающей, обедненно пропитанной бумажной, а также пластмассовой изоляцией и оболочкой допускается только после их предварительного подогрева и выполнения прокладки в сжатые сроки: при температуре от 0 до —10 °С в течение не более 60 мин, от -10 до —20 °С в течение не более 40 мин, от —20 °С и ниже в течение не более 30 мин.

Таблица 2 – Допустимые температуры при прокладке кабелей без предвари-тельного подогрева

При невозможности осуществления работы в указанный срок в процессе прокладки должны предусматриваться постоянный подогрев кабеля или организация перерывов для его дополнительного подогрева.
Рекомендуются следующие методы прогрева кабелей при отрицательной температуре их прокладки: трехфазным током при соответствующей теплоизоляции барабанов (войлочно-брезентовым капотом и др.); обогреваемых помещений с температурой до +40 °С (при условии наличия таких помещений вблизи от места прокладки и температуре наружного воздуха не ниже —20 °С); в «тепляке» или палатке с паровым отоплением, печами, горелками инфракрасного излучения или обогревом тепловоздуходувкой (при температуре до +40 °С).
Кабель укладывают в траншее «змейкой» с небольшим запасом, составляющим 1,5—2 % общей длины траншеи, на случай возможных смещений почвы и температурных деформаций кабеля в разное время года. В месте установки соединительной муфты предусматривают расширение траншеи для устройства петли запаса и возможности вырезки поврежденной муфты и замены.
При параллельной прокладке в траншее концы кабелей, предназначен-ных для последующего монтажа соединительных муфт, располагаются со сдвигом мест соединения не менее чем на 2 м (рисунок 4). При этом преду-сматривается запас кабеля по длине, необходимый для проверки изоляции на влажность, монтажа соединительных муфт и укладки дуг компенсаторов, предохраняющих муфты от повреждения при возможных смещениях почвы и температурных деформациях кабеля, а также на случай переразделки муфты при ее повреждении.

Рисунок 4 – Расположение концов кабеля в месте монтажа двух соединитель-ных муфт

В стесненных условиях при больших потоках кабелей допускается располагать компенсаторы в вертикальной плоскости с двойной минимальной внутренней кривой изгиба, размещая их полого по дуге в земляной щели толщиной не более 0,2 м ниже уровня прокладки кабелей на глубине до 0,5 м. Запас кабеля в компенсаторе должен быть 350 мм. Муфты необходимо, располагать на уровне прокладки кабелей.
Число соединительных муфт на 1 км строящихся кабельных линий для трехжильных кабелей 1 — 10 кВ сечением до 3x70 мм2 должно быть не более 4 шт.; сечением (3x95 — 3x240) мм2 — 5 шт.; для одножильных кабелей — 2 шт.
При прокладке над кабелями сигнально-предупредительной ленты присыпка должна быть не менее 0,3 м, т. е. лента должна находиться на глубине 0,4 м от планировочной отметки. Сигнально-предупредительная лента из поливинилхлоридного пластиката должна быть красного цвета толщиной 0,5 — 1 мм и шириной не менее 150 мм. Одну ленту можно прокладывать над двумя кабелями.

Рисунок 5 – Раскатка кабеля с трубоукладчика:
1 — барабан; 2 — траверса; 3 — зажим; 4 — втулка-удлинитель; 5 — ось траверсы

Рисунок 6 – Линейный (а) и угловой (б) универсальные распорные ролики

В готовой траншее кабель прокладывают, раскатывая его с барабана, установленного на кабельном транспортере, автомобиле или трубоукладчике (рисунок 5), которые перемещаются вдоль траншеи. Если по условиям трассы применение автомеханизмов затруднено, то кабель раскатывают в траншее с помощью лебедки по специальным кабельным роликам, которые устанавливают на прямолинейных участках трассы по дну траншеи через 3—5 м; на всех поворотах трассы устанавливают угловые ролики (рисунок 6).

2.3 Защита кабеля от механических повреждений
В траншее кабель сначала засыпают слоем вынутого грунта, не содержащего камней, шлака м мусора, или мелких привозным песком толщиной 100 мм. По засыпке над кабелем для защиты его от механических повреждений (если такая защита требуется) укладывают один слой кирпича поперёк трассы. Если траншея вырыта землеройным механизмом с шириной фрезы менее 250 мм или в траншее проложен один кабель, то кирпич укладывают вдоль кабельной трассы без просветов. Окончательно траншею засыпают вынутым грунтом и утрамбовывают его.
Силовые кабели напряжением до 20 кВ прокладывают в земле на глубине 0,7 м, а в пахотной почве и под дорогами – на глубине 1 м от планировочной отметки. В посёлках их прокладывают под тротуарами (не под проезжей частью улиц) на расстоянии не ближе 0,6 м от зданий и 1 м от проезжей части улиц, а в зоне зелёных насаждений не ближе 2 м от стволов деревьев и 0,75 м от кустарников. По согласованию с организацией, в ведении которой находятся зелёные насаждения, эти расстояния могут быть уменьшены при условии, что кабель защищается трубой, проложенной подкопом под деревья.
При прокладке силовых кабелей напряжением до 10 кВ в траншеях стремятся, чтобы расстояние между кабелями и от них до контрольных кабелей было не менее 100 мм, а до кабелей связи и силовых кабелей других организаций – не менее 500 мм. Это расстояние может быть уменьшено до 250 мм при условии защиты кабелей от повреждений (прокладкой в трубе или установкой несгораемых перегородок), которые могут возникнуть при коротком замыкании в одном из кабелей. Расстояние в свету между кабельной муфтой и ближайшим кабелем принимается не менее 250 мм.
Кабели вдоль теплопровода прокладывают на расстоянии не менее 2 м от стенки его канала или теплопровод изолируют (шлаковатой, торфокрошкой) так, чтобы дополнительный нагрев земли в зоне прохождения кабеля в любое время года не превышал 283 К (10 оС).
Минимальное расстояние в горизонтальной плоскости от кабелей до трубопроводов, водопровода, канализации, дренажа принято 0,5 м, до газопроводов низкого, среднего и высокого избыточного давления – 1 м. На стеснённых участках трассы эти расстояния могут быть уменьшены до 0,5 м (исключая расстояния до газопроводов с горючими жидкостями и газами) без специальной защиты кабелей и до 0,25 м – при прокладке кабелей в трубах. Параллельная прокладка кабелей над и под трубопроводами запрещается.
Вдоль железных дорог кабели стремятся прокладывать вне зоны отчуждения. В зоне отчуждения дороги их прокладывают только с согласия организации Министерства путей сообщения и не ближе, чем 3,25 м от оси неэлектрифицированной и 10,75 м – от оси электрифицированной дороги. В стеснённых условиях эти расстояния уменьшают, а кабель на участке сближения прокладывают в блоках или трубах. Если дороги электрифицированы на постоянном токе, блоки и трубы изолируют (например, асбоцементные трубы пропитывают битумом).
Параллельно автомобильным дорогам I и II категории кабели прокладывают с внешней стороны кювета или подошвы насыпи на расстоянии не менее 1 м от бровки или не менее 1,5 м от бордюрного камня. По согласованию с управлением дороги эти расстояния могут быть уменьшены.
Вдоль воздушных линий напряжением 110 кВ и выше кабели прокладывают так, чтобы расстояние в горизонтальной плоскости от проекции крайнего провода воздушной линии до кабеля было не менее 10 м.
Расстояние в свету от кабельной линии до заземлителей и заземлённых частей опор ВЛ 35 кВ принимается не менее 5 м, а ВЛ 100 кВ и выше – не менее 10 м. В стеснённых условиях эти расстояния уменьшают до 2 м.
Минимальное расстояние в свету между кабельной линией и опор ВЛ 1 кВ принимают 1 м, а на участке сближения при прокладке кабеля в изоляционной трубе – не менее 0,5 м.
Кабели на участке пересечения с подземными коммуникациями (кабельны-ми линиями, теплопроводами, различными трубопроводами, в том числе нефте- и газопроводами) разделяют слоем земли не менее 0,5 м. В стеснённых условиях эти расстояния уменьшают:
– до 0,15 м, если кабели разделены между собой плитами, выходящими на 1 м в каждую сторону за участок пересечения. При этом кабели связи прокладывают выше силовых кабелей;
– до 0,25 м между перекрытием теплопровода, а также трубопроводами всех видов и кабелем, проложенным в трубе, выходящим на 2 м в каждую сторону за участок пересечения.
На участке пересечения кабельной линии с железными и шоссейными дорогами кабели прокладывают в трубах, блоках или туннелях по всей ширине дороги и зоны отчуждения, на глубине не менее 1 м от полотна дороги и 0,5 от водоотводных каналов. При отсутствии зоны отчуждения трубы или блоки должны выходить на 2 м в каждую сторону от полотна дороги.
Пересечение кабелями электрифицированных и подлежащих электрификации на постоянном токе железных дорог выполняется на расстояние 10 м от стрелок, крестовин и мест присоединения отсасывающих кабелей под углом 75-90о в изолирующих трубах или блоках, концы которых уплотняют джутовыми плетёными шнурами, обмазанными водонепроницаемой мятой глиной на глубину 0,3 м. Для присоединения к воздушным линиям кабели выводят из земли не ближе чем на 3,5 м от подошвы насыпи или полотна дороги.
Кабели, проложенные в местах, где возможны механические поврежде-ния транспортом, механизмами или перемещаемым грузом, защищают от по-вреждений на высоте 2 м от уровня пола или земли и 0,3 м в земле.

2.4 Засыпка траншей

После засыпки кабеля слоем мягкой земли или песка толщиной. 100 мм производят защиту его от механических повреждений путем покрытия железобетонными плитами или кирпичом в один слой поперек кабеля.
Засыпку траншеи, как правило, производят выкопанной из нее землей при условии, что она не содержит камней, строительного мусора, шлака и т. д. В противном случае засыпку траншеи производят привозной мягкой землей. На благоустроенных улицах и площадях городов, а также в любой местности, где имеется дорожное покрытие, засыпку траншей и котлованов во избежание просадки производят исключительно песчаным грунтом. Следует соблюдать особую осторожность при засыпке траншеи и трамбовке грунта кабелей с защитным шлангом. В грунте должно быть полностью исключено содержание мелкого щебня, шлака, мелкого битого стекла, которые в незначительных количествах допустимы при засыпке бронекабелей, но при засыпке с защитным шлангом могут вызвать его повреждение и создать коррозийные разрушения алюминиевой оболочки.
Траншею засыпают слоями толщиной не более 0,2 м, причем каждый слой тщательно уплотняют, для чего рекомендуется смачивать его водой. Если в траншее были сделаны крепления, то при засыпке следует вынуть все доски и распоры. В местах, где при выемке креплений имеется опасность нарушения целости прилегающих сооружений, вынимать крепления не следует.
Окончательную засыпку верхней части траншеи грунтом и подчистку трассы после засыпки рекомендуется производить бульдозером, либо использовать для этой цели экскаватор с пристраиваемым к нему на период засыпки бульдозерным отвалом. Их применяют в доступных для работы местах при окончательной засыпке траншей грунтом после укладки кабелей и их защитных покрытий, а также для последующей подчистки трассы. В городских условиях для указанных выше работ применяется бульдозер, смонтированный на тракторе «Беларусь» с отвалом, длина которого может изменяться от 1300 до 1780 мм, а установка его возможна под углом от 90 до 60° к направлению движения.
Утрамбовку земли, засыпанной в траншею, следует производить механизированно — с помощью приводных трамбовок, специальных или прицепных дорожных катков.
Уплотнение грунта при засыпке траншеи кабельной линии механиче-ским путем может осуществляться с помощью компрессорных станций; мототрамбовок, имеющих собственный бензиновый двигатель (мототрамбовка С-537), а также электротрамбовок, работающих непосредственно от городской электрической сети (электротрамбовка С-690). Для укатки грунта после засыпки траншей может быть применен малогабаритный каток (Д-455).
По окончании засыпки траншеи должны быть произведены работы по восстановлению дорожных покрытий. При выемке кабеля организация работ остается той же, что и при прокладке, но на трассу вместо барабана с кабелем завозят пустые исправные барабаны.