面向山区场景的通信传输线路防灾减灾研究
薛云山 李伟然 王玮 王璇
中国移动通信集团设计院有限公司河北分公司
1、当前通信传输线路防灾减灾现状分析
通信传输线路面临多种潜在威胁。在自然灾害方面,洪水、台风、地震等自然灾害对通信传输线路的破坏力巨大。例如 2023 年受台风“杜苏芮”影响,全国多地持续极端强降雨,其中某地市总降水时长超过 80 个小时,平均降水达到 350 毫米,使得某运营商的通信网络基础设施损毁严重,山区的通信杆路受到了极大的破坏。灾后重建的重点工作是把被冲毁的通信杆路迁移至附近山腰或山顶等安全的路由上,跨河路由考虑永久性桥梁桥挂光缆或长杆档敷设光缆。从通信传输线路的防灾减灾现状可以看出,当前通信传输系统面临诸多自然灾害的威胁,一旦受损,将对通信服务造成严重影响,给人们的生活带来不便。当前通信传输线路的防灾减灾措施在应对灾害时能在一定程度上保障通信需求,但也存在诸多问题,如通信网络韧性、基层保底通信等方面的不足,需进一步加强技术创新,提升通信传输线路的防灾减灾能力,保障通信网络的稳定畅通。
2、灾后重建原则
2.1 架空路由选择原则
架空路由的灾后重建分为原有杆路重建路由和新建杆路路由两种办法。
(1)原有杆路重建路由。对于洪灾未造成线路中断,但存在线路安全隐患的段落或个别杆位,且处在沟口且易被洪水毁坏处,应结合杆路损坏程度及周边地形地貌统筹考虑采取新建或原线路加固、迁改等整治保护措施;对于其他运营商的架空路由,且杆路稳定、可靠并具备加挂、附挂条件的线路,应优先采用共享建设方案。
(2)新建杆路路由。杆路路由应尽量选择在地势稳固、平缓的区域,兼顾大的路由,能取直的尽量取直,减少路由曲折、迂回、起伏;杆路尽量减少穿越河、沟,不要设置在道路靠近河流的一侧,不要设置在河道边缘或主河道中。严禁在易发生水毁、泥石流、山体滑坡、塌方、高压电力线正下方等地段新建杆路;杆路跨河时光缆路由应垂直跨越,并做加高处理(最低缆线处距离水面高度>历史最高水位 +5m) );立在路边、岩石或其他杆路坑挖深不能满足要求的必须做水泥护墩;针对地质结构不稳定区域时可根据地形情况多做防风拉、防凌拉;对于长距离直路由杆路,必要时可采用角杆加固,防止整体路由冲毁;易发生洪涝灾害的区域,在通信杆路的设计与建设过程中,需同步做好防雷措施;杆路与 35kV 以上电力线应垂直交越,不能垂直交越时其最小交越角度不得小于 45°;山区建设杆路必须对杆根进行加固保护;对经森林或树木较多段落,为防止鸟啄需对吊线及光缆采用塑料管进行保护。
2.2 架空光缆跨越公路、铁路、河流时的建设原则
通信光缆与国道、省道、高速、铁路交越时,首选顶管建设方式,提高网络稳定性,不具备顶管条件时需在公路路权以外立杆,并标示清楚警示牌,最低缆线到已建成或规划公路路面地面净距提高 2 挡。通信路由必须穿越河道时,禁止在河道或者防洪渠、泄洪区内建设通信杆。路由首选永久性坚固桥梁,采用吊挂或敷设钢管方式,路由设置在背水面下游一侧。无桥梁等固定路由时可选河道宽度较窄的区域,跨越杆位置必须选择在地质稳固的位置上采用角杆加固,原则上需建设在离河道 50m 以外无水患、塌方等地质灾害隐患的地方。对于不满足要求的地方,必须采取高标准根基加固。
2.3“两山一沟”路由选择
对于“两山一沟”(两座山中间有一条河沟,河沟边上靠山一侧有一条公路)易发生水毁、泥石流、山体滑坡、塌方的场景,杆路路由优先选择在山腰或山顶建设,路由优选沿道路侧建设,避免多次跨河、跨路;汇聚层及以上杆路路由优选在较高位置或山顶建设,业务末端路由按需建设;应避开洪水、滑坡区域,多采用大跨档飞线或者借用其他安全性高的社会资源,当采用长杆档和飞线方式架设,所有的跨越杆吊线必须终结,跨沟通信杆需做三方拉线稳固;杆位必须在地质稳固地带,无泥石流、山体滑坡、塌方的位置建设,并对杆根进行加固保护。
3、灾后重建工艺提升办法
泄洪区及易受灾区的建设应与普通场景的建设标准区分,主要体现在几个场景
3.1 杆路埋深
普通场景一般采用 8 米杆建设,过路等情况除外。泄洪区应采用 9 米/10 米杆、易受灾区域采用 9 米杆建设。另外电杆规范要求提高 2 个等级标准。
3.2 杆路加固
在普通场景中,基本不采用电杆根部加固。普通场景中,轻、中负荷区按每 8 档设置双方拉线,每 16 档设置四方拉线。而在泄洪区及易受灾区域,需在电杆根部装设固定装置(木杆采用固杆横木、水泥杆采用卡盘、底盘,及石笼、石护墩等),并且建设标准调整为重、超重负荷区设计,即每 4 档及 8 档间隔设置双方拉线及四方拉线。
3.3 跨越河道
架设跨河吊线应根据杆距,选取相应杆路及吊线形式进行跨河光缆敷设。木电杆梢径应比普通场景提高 2 个等级,跨河杆路进行石(笼)护墩加固。飞线跨越杆杆上光缆最终容量达到 4 条或 4 条以上时,宜采用 H 杆结构,跨河吊线结构示意如图 1 所示。
图 1 跨河吊线结构示意图

3.4 山区新建杆路
在山脊敷设光缆的光缆杆路要设置仰角杆和必要的安全措施。当吊线坡度变更大于杆距的 5% 且小于 10% 时,应在电杆上加装仰角辅助装置或俯角辅助装置,辅助吊线规格应与吊线一致,用 3.0mm 镀锌钢线缠扎,缠扎规格应与拉线上把相同。选择立杆的
土质如果是坚石或者无法挖坑,应当用坚石砌筑石围稳固杆根。石围子地面以上高度不小于 1 米,砌筑用砂浆成分配比为水泥 1:3 毛石。如图 2(a)和(b)所示分别为仰角与俯角辅助装置的结构设计,适用于坡度变更大于 5% 的场景。
图 2 吊线辅助装置结构

4、山区场景防灾减灾特色做法
4.1 利用高铁槽道内进行光缆敷设
高铁线路自身就有电力和通信的需求,在铁轨的两侧均设置有强电和弱电槽道,通信光缆可在弱电槽道内敷设。受弱电槽道截面尺寸的限制,光缆在槽道内一般通过 S形敷设进行余留。光缆接头的两侧和每隔 500 米左右余留一处。高铁通常采用高架的方式建设,通信光缆在引出铁路时需要通过桥墩上的桥架敷设。
4.2 新建逃生路由
受灾严重区域,整合资源,直接启用 SPN 建设,通过“跨省”、“跨县”、“县内”建设第三路由实现逃生。逃生路由的部署原则为:逃生路由不与环路光缆同路由;接入环逃生路由从环上中间接入节点新增路由到第三汇聚;逃生路由选择跨接最近环路。
4.3 多个通信公司共建逃生路由
在灾后重建工程中,创造性地联合友商共享彼此路由和纤芯,在市-县层级实现互相逃生。两个运营商县局机房之间共建了一条 48 芯光缆,通过纤芯置换方式(主备各2 芯),打通友商环路结构上相邻区县的连接,防止县局业务出局双路由全阻情况发生。后续根据实际情况,再完善其他区县的逃生路由规划及与其他友商的县域逃生路由规划。
4.4 小型塔+ADSS 光缆支撑长距离跨河放缆场景建设
灾后重建工程中,在某站点首次采用小型单管塔来解决长杆档跨河场景,在河两侧建设小型塔承载跨河光缆敷设,期间充分考虑铁塔承重能力和后期需求,采用两端合并光缆方式过河,统筹两端塔下光交新建,由运营商共享,为后续高标准完成长杆档跨河问题提供了新的解决方案。
4.5 缩短业务接入距离改接挂接关系(家宽主干、OLT 上联)
根据综区覆盖范围,对接入距离过长、跨综区接入的小区主干进行挂接调整。对现网承载用户大于300 户或峰值流量大于600M 单上联的重要OLT 设备进行双上联建设。
5、山区场景防灾减灾发展难点
5.1 山区新建杆路方式
当前山区场景的通信传输工程施工都是采用人工抬的方式从山脚往山顶运木杆,极其费时费力,在救灾时也影响了救灾抢修的效率。无人机运输是替代人工抬杆的有效办法,且在电网建设中已有多个使用无人机运输成功的先例,例如 2024 年 8 月,某通信公司利用 5G 网络操纵搭载着 180 米光缆吊线牵引线的无人机,飞跃近 150 米距离,提前完成通信杆路迁改工程的放线作业。原本预计 15 天的工期仅用 3 天完成,节约施工和补偿费用 2 万余元。某通信公司采用四旋翼系留式无人机作为承载平台开展高空基站试验,通过系留线缆提供光纤传输和电源,有效载荷重量达到 10kg,驻空 24 小时,飞行高度为 100m ,搭载华为 BOOK RRU 4G 无线通信设备,解决应急场景下的 4G 信号覆盖问题。由此可见,无人机运输是优化山区新建杆路方式一个重要发展方向,对于防灾减灾方面具有重要意义。
5.2 山区新建光缆进局方式
根据国家标准《通信局(站)防雷与接地工程设计规范》(GB50689-2011),新建光缆进基站不能采用架空方式直接进局,需要埋地引入进局。在灾后重建场景中,往往存在大量需要进局的光缆,而山区埋式进局开挖难度非常大,施工单位进度缓慢,成为施工难点之一,影响灾后重建的速度,目前还没有合适的方式解决此问题。
5.3 运营商共建共享原则
对于共享其他运营商的架空路由,共享杆路需要稳定、可靠并具备加挂条件。但是如何判断架空杆路是否具备加挂条件还需要进一步探讨,在保证山区通信杆路安全的前提下,使共享政策有效落地。
6、总结
山区通信传输线路经常遭到洪水、台风破坏,影响通信效果,相应的防灾减灾方法亟待研究。本文在对当前通信传输线路防灾减灾现状分析的基础上,介绍了灾后重建原则和灾后重建工艺提升办法,提出了山区场景防灾减灾特色做法,以及当前山区场景防灾减灾发展难点,在以后的防灾减灾工作中,应延续防灾减灾特色做法,攻克难点,提升防灾减灾能力,保障通信稳定。
参考文献:
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.通信局(站)防雷与接地工程设计规范:GB50689-2011[S].北京:中国计划出版社,2012.
[2]中华人民共和国信息产业部.通信杆路工程设计规范:YD5148-2007[S].北京:北京邮电大学出版社,2007.
[3]中国移动通信集团河北有限公司.河北移动灾后重建建设指导意见[R].石家庄:中国移动通信集团河北有限公司,2023.
[4]丁为民.通信光缆主要敷设方式有哪些[R].一丁一卯公众号,2024.