способ прокладки подводного кабеля

Формула изобретения

1. Способ прокладки подводного кабеля, включающий укладку кабеля и пластикового трубопровода, отличающийся тем, что вначале на суше производят сварку пластиковых труб с постепенным протягиванием внутри них кабеля и троса, затем полученную конструкцию трубы с проложенными в них кабелем и тросом герметично закрывают с обоих торцов, сталкивают в воду и транспортируют к береговой точке места перехода, где трубу крепят на берегу с возможностью перемещения и по предварительно расставленным буям транспортируют к противоположной точке места прокладки, распределяя по трассе подводной прокладки, после чего закрепляют другой конец трубы с возможностью перемещения ее вдоль линии трассы, производят разгерметизацию трубы и постепенную укладку на дно при наполнении трубы водой с фиксацией укладываемой трубы на дне.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что с кабелем протягивают два троса и более, при этом один из них соединяют с кабелем.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что укладку кабеля в пластиковой трубе проводят, постепенно наполняя водой пластиковую трубу с одного конца, а фиксацию трубы на две осуществляют точечно, через определенные промежутки.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что фиксацию трубы на дне осуществляют при помощи мешков с цементом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к прокладке электрического кабеля через водные препятствия.

Известен способ прокладки кабелей и полиэтиленовых трубопроводов через береговую линию, при котором кабель и полиэтиленовый трубопровод пропускают через обсадную поливинилхлоридную трубу, протягиваемую через предварительно пробуренную с суши сетевую коммуникационную скважину [Патент 2164050, Российская Федерация, МПК⁷ Н 02 G 1/10, Н 02 G 1/08, F 16 L 1/00. Способ прокладки кабелей и полиэтиленовых трубопроводов под землей через береговую линию / Филимонов С.И., Шахов А.В. - Опубл. 2001.03.10].

Известен способ прокладки кабелей и полиэтиленовых трубопроводов под водой, включающий одновременную разработку траншеи, укладку кабеля и полиэтиленовых трубопроводов, а также замыв траншей [Патент 2165121, Российская Федерация, МПК⁷ Н 02 G 1/10, Н 02 G 1/06, Н 02 G 9/02, Е 02 F 5/00. Способ прокладки кабелей и полиэтиленовых трубопроводов под водой ниже отметки дна водоема и устройство для его осуществления / Филимонов С.И. - Опубл. 2001.04.10].

Известные способы прокладки кабелей через водные преграды требуют привлечения большого количества технических средств и механизмов, работ с устройствами, губительными для ихтиофауны, разрушения сложившихся экологических сообществ в придонных участках на протяжении всей трассы.

Подводная прокладка кабельных линий связана со специфическими видами воздействия на подводную среду. Воздействие имеет две составляющие: временные, связанные с прокладкой кабеля, и постоянные, обусловленные отчуждением территории и воздействием электрокабеля на гидробионты. Основным потенциально опасным видом антропогенного воздействия на ихтиофауну водоема является электромагнитное воздействие, возникающее в процессе эксплуатации кабельной линии.

Несмотря на то, что история прокладки подводных кабелей насчитывает почти двести лет, проблема прокладки электрокабеля через водные преграды не имеет однозначного решения. Необходимость прокладки кабельной линии для электроснабжения острова Ольхон на Байкале обсуждалась в течение десятилетий.

Прокладка подводных кабелей в водоемах любого типа всегда связана с негативным воздействием на подводные биоценозы, размеры ущерба которым часто несопоставимы с экономическими выгодами от эксплуатации кабельных линий.

Задачей изобретения является прокладка кабельной линии для электроснабжения острова с минимальными экологическими угрозами для экосистемы озера Байкал, уникального Участка мирового природного наследия, изобилующего эндемичными видами подводной флоры и фауны.

В настоящее время нарушение подводных биоценозов в районах материковой и островной пристаней пролива Малые Ольхонские Ворота, через который прокладывают кабель, достигло значительных величин. Отмечается загрязнение нефтепродуктами водной поверхности, в результате якорных стоянок нарушены донные сообщества. В зоне прокладки кабеля находятся места скоплений промышленно ценных рыб. Территория для прокладки кабеля расположена в зоне нагула рыб и нерестилищ эндемиков. Прибрежные мелководные зоны отличаются большим биоразнообразием. Исследования пятна мутности воды в месте прокладки подводного кабеля показали, что взмученным со дна и достигшим поверхности воды пылеватым частицам диаметром 0,01 мм требуется 8 часов, чтобы снова осесть на дно. Для пылеватых частиц среднего размера потребуется 3,5 часа. Мелким пелитовым и глинистым частицам (0,001 мм) потребуется 362 дня.

Пятно мутности приводит к значительному снижению продуктивности фитопланктона и зоопланктона, являющихся начальным звеном трофической цепи. Понижение прозрачности воды в связи с мутностью ведет к угнетению фототрофных бентосных гидробионтов. Длительное поддержание мутности в значительной степени ухудшает условия для функционирования планктонных и бентосных организмов и снижает возможности кормовой базы для ихтиофауны.

Техническим результатом заявляемого изобретения является снижение экологического ущерба экосистеме озера Байкал, сокращение сроков прокладки кабеля, снижение пятна мутности при его прокладке, повышение безопасности воздействия электромагнитных полей на ихтиофауну озера при эксплуатации кабеля, снижение стоимости работ.

Технический результат достигают прокладкой кабеля и пластикового трубопровода, при этом вначале на суше производят сварку пластиковых труб с постепенным протягиванием внутри них кабеля и троса. Полученную конструкцию трубы с проложенными в них кабелем и тросом герметично закрывают с обоих торцов. Подготовленную таким образом трубу сталкивают в воду и транспортируют к береговой точке места перехода. Здесь трубу за трос крепят на берегу с возможностью перемещения и по предварительно расставленным буям транспортируют к противоположной точке места прокладки, распределяя по трассе подводной прокладки, после чего закрепляют другой конец трубы на берегу с возможностью перемещения ее вдоль линии трассы и необходимого в процессе укладки поворота относительно этой линии. Затем производят разгерметизацию трубы и постепенную укладку на дно при заполнении трубы водой с фиксацией укладываемой трубы на дне.

С кабелем могут протягивать два троса и более. Один из тросов соединяют с кабелем.

Укладку кабеля в пластиковой трубе проводят, постепенно наполняя водой пластиковую трубу с одного конца, а фиксацию трубы на дне осуществляют точечно, через определенные промежутки.

Фиксацию трубы на дне осуществляют, например, при помощи мешков с цементом.

Кабель для прокладки используют многожильный с системой защиты от электромагнитного излучения. Пластиковая труба для прокладки в ней кабеля имеет характеристики материала, безвредные для окружающей среды, выполняется черной и непрозрачной. Заключение токопроводящего кабеля в трубу служит дополнительной защитой самого кабеля и защитой окружающих кабель сообществ от электромагнитного поля, возникающего в процессе эксплуатации.

На фиг.1 показан кабель в трубе на поверхности воды и начало укладки трубы с кабелем, на фиг.2 - кабель, уложенный на дно.

Позиция 1 показывает кабель в герметичном пластиковом трубопроводе, наполненном воздухом. 2 - кабель после разгерметизации, при опускании одного конца трубы в воду в процессе укладки его на дно. Позиция 3 - заполненная водой пластиковая труба с кабелем в рабочем положении после укладки.

Пример.

В район причала на ольхонском берегу завозят заготовки полиэтиленовых черных труб диаметром 315 мм общей протяженностью 3,5 км. На этот же участок доставляют кабель и барабаны с тросом.

Кабель для прокладки используют трехжильный, с симметричным расположением токопроводящих жил и многослойной защитой от возникающего электромагнитного поля. Предпочтительнее использование кабеля, аналогичного производимому фирмой «Nexans» (Германия). Возможно использование трехфазного геофизического кабеля отечественного производства при условии соблюдения всех элементов защиты. Систему защиты гидробионтов от электромагнитного поля дополнительно усиливают заключением кабеля в пластиковую трубу.

В технологии прокладки кабеля используют трубы напорные из полиэтилена низкого давления марки ПЭ 80 SDR 26-315·12,1 (5 атм).

Для предотвращения биообрастания трубы должны быть изготовлены черными и непрозрачными. Полиэтилен для трубы используют в соответствии с заключением санитарной эпидемиологической службы, совместимый с пищевыми продуктами и безвредный для окружающей среды. Несущая возможность трубы составляет 67,5 кг/м. При весе кабеля 18 кг/1 м и стальных тросов 10 кг/1 м запас плавучести его составляет не менее 40 кг. Толщина стенок трубы составляет 12,1 мм. Труба выдерживает давление, равное 5 атм и более, и является не только дополнительной защитой от физических воздействий, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации подводного кабеля, но и дает эффект полного экранирования электромагнитного поля. Трубы поставляют к месту сборки отрезками длиной 12 м. Возможно использование труб 355 мм с толщиной стенок до 24 мм, выдерживающих давление до 10 атм.

Трубы на берегу сваривают и в них постепенно протягивают кабель и два троса, один, скрепленный с кабелем, другой свободный. Трубу сваривают специальными сварочными аппаратами.

При работе в две смены сварку проводят за семь дней. Одновременно готовят две трубы с кабелем и тросами, каждая длиной 1,7 км. Длина тросов на 200 м больше длины пластиковой трубы.

Готовые трубы с обоих торцов герметизируют для избежания попадания в них воды. Затем одну трубу сталкивают по всей длине в воду, забирают за трос с одной стороны и судном транспортируют к береговой точке материковой части перехода. Здесь трубу за трос крепят на берегу с возможностью перемещения ее вдоль продольной оси трубы и необходимого поворота в точке крепления при ориентации конструкции в процессе работ. С помощью двух кораблей по расставленным буям конструкцию распределяют по трассе подводной прокладки и другой конец трубы закрепляют на другом (ольхонском) берегу также с возможностью передвижения трубы для необходимой ориентации в процессе укладки трубы с кабелем на дно.

Далее проводят разгерметизацию трубы и постепенное опускание на дно, начиная с одного конца, наполняя трубу водой. Заполненную водой трубу постепенно укладывают на дно и закрепляют на дне грузами, расположенными на расстоянии 30-50 м. В качестве грузов могут быть использованы мешки с цементом. Вторую трубу, подготовленную описанным выше способом, укладывают параллельно первой на расстоянии от нее 20-50 м.

Предлагаемая технология укладки кабеля наносит минимальный ущерб подводным сообществам из-за кратковременного негативного воздействия, производимого лишь в процессе опускания и укладки кабеля на дно. Происходит значительное снижение пятна мутности и благодаря этому сохранение равновесия биологических сообществ.

Применение способа значительно сокращает сроки строительства.

Заявляемый способ прокладки подводного кабеля обеспечивает защиту от слабых электрических полей, ограждает места нерестилищ, снижает влияние пятна мутности при нарушении придонного слоя, сокращает время антропогенного воздействия на экосистему водоема, обеспечивает защиту кабеля от физических, химических и биологических процессов деструкции.