Hướng dẫn chi tiết quy trình thi công cáp điện ngầm theo TCVN

Chu Văn An

Đối với các khu đô thị đông dân cư không thể đi cáp trên cao do địa hình gồ ghề thì cáp ngầm sẽ được sử dụng thay thế. Trong bài viết này chúng tôi sẽ giới thiệu đến các bạn quy trình thi công cáp ngầm theo tiêu chuẩn quốc gia và một số lỗi thường gặp trong quá trình lắp đặt.

Yêu cầu quy trình thi công cáp ngầm

Công nghệ thi công cáp ngầm phải tuân thủ tiêu chuẩn quốc gia ISO 7997:2009, bao gồm các yêu cầu quan trọng sau:

• Độ sâu đặt cáp: Độ sâu đặt của cáp ngầm và ống bảo vệ phải cách mặt đất ít nhất 0,6m khi không chịu áp lực của xe và ít nhất 1,2m cách mặt đất khi chịu áp lực của đường hoặc vật nặng. Ngoài ra, nên duy trì khoảng cách ít nhất 1-1,5m từ gốc cây lớn.
• Cấu trúc bảo vệ: Cáp ngầm phải có ống bảo vệ hoặc đặt trong ống bê tông cốt thép. Cáp phải được phủ một lớp bảo vệ và không được chênh lệch độ cao có thể làm hỏng cáp.
• Đường kính ống bảo vệ: Trường hợp chỉ có một sợi cáp thì đường kính trong của ống phải bằng 1,5 lần đường kính ngoài của cáp; khi đặt nhiều dây cáp thì đường kính ống phải bằng 1,5 lần đường kính vòng tròn ngoại tiếp của cáp.
• Vị trí hộp cáp ngầm: Nó cần được đặt ở vị trí thuận tiện cho việc kéo, nối hoặc phân nhánh dây. Chiều dài ống thẳng giữa các hộp cáp là ≤150m.
• Vị trí cáp: Không đặt các dây cáp chồng lên nhau hoặc mỗi dây phải có vỏ bảo vệ riêng và khoảng cách giữa hai dây tối thiểu là 15 cm.
• Yêu cầu đối với các mối nối, đầu ống và khe hở giữa các ống: Nó phải được làm bằng vật liệu không thấm nước, chịu nước và chắc chắn để đảm bảo rằng tất cả các đường nối và khe hở đều kín nước. Đặc biệt, các mối nối và đầu ống kim loại phải được phủ băng chống ăn mòn.
• Đất và cát để lấp rãnh: Yêu cầu là không có sỏi, đá nhọn để tránh làm rách, hư hỏng dây cáp. Đồng thời, tất cả các rãnh cần phải được đầm và san lấp kỹ lưỡng, đặc biệt khi đặt các đường ống song song.
• Xử lý đất yếu: Tại các khu vực xây dựng cáp ngầm phải có biện pháp xử lý nền đất yếu để đảm bảo chất lượng đất đồng đều.
• Cáp riêng lẻ: Cáp điện ngầm không được tiếp xúc trực tiếp với cáp quang hoặc cáp có dòng điện yếu. Giữ khoảng cách giữa các dây cáp này ≤30cm.
• Kéo cáp: Mỗi loại cáp sẽ có một lực kéo cho phép. Đảm bảo không vượt quá thông số này trong quá trình thi công cáp ngầm để tránh ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của cáp hoặc đứt cáp.

Công nghệ thi công cáp ngầm đạt tiêu chuẩn

Mỗi quốc gia có quy trình thi công cáp ngầm khác nhau. Ở Việt Nam, quy trình cơ bản bao gồm các bước.

khảo sát mặt đất

Đây là bước đầu tiên trong quá trình thi công cáp ngầm.

• Khảo sát địa hình: Trước khi thi công, nhà thầu cần chuẩn bị mặt bằng, đo đạc địa hình để hiểu rõ đặc điểm đất đai, điều kiện môi trường và vẽ sơ đồ lắp đặt.
• Thủ tục pháp lý: Các nhà thầu cần phải đăng ký hoặc xin giấy phép xây dựng để tránh các thủ tục pháp lý của chính phủ.
• Chuẩn bị các vật dụng, dụng cụ, thiết bị cần thiết.

mương

Để đảm bảo khoảng cách an toàn, số lượng ống nhựa HDPE dự kiến ​​đặt trong rãnh sẽ quyết định chiều rộng của rãnh cáp. Các ống bảo vệ cáp cần được đặt trên nền cáp phẳng, được đầm chặt. Không bao giờ đặt ống dưới cùng trên sỏi cứng.

Các công việc trong giai đoạn đào hào bao gồm:

• Xác định chính xác kích thước và vị trí của rãnh cần đào.
• Xác định vị trí, độ sâu công trình ngầm tại các khu vực cần đào, đặc biệt là các loại cáp điện khác để điều chỉnh phương pháp đào rãnh phù hợp.
• Tính số lượng ống bảo vệ cáp theo chiều rộng của rãnh rồi đào rãnh.

Hiện nay có 2 phương pháp đào rãnh chôn cáp phổ biến là bằng máy và thủ công. Đối với những khu vực nhạy cảm, việc đào rãnh sẽ được thực hiện bằng công nghệ không đào rãnh.

Đào rãnh bằng máy

Đây là phương pháp tối ưu nhất trong quá trình thi công cáp ngầm. Thông thường, chủ đầu tư sẽ sử dụng máy xúc để đào rãnh có chiều rộng miệng hố tối đa là 15m. Chiều rộng thông thường của hào là 0,6 – 1,2m và độ sâu trung bình là 1,2m.

Sau khi đào, lấp rãnh bằng vật liệu san lấp tầng sôi nóng hoặc cát nóng. Tuy nhiên, không phải tất cả các khu vực đều có thể được xây dựng bằng phương pháp này. Việc đào rãnh bằng máy chỉ có thể thực hiện ở những khu vực có địa hình ít phức tạp hơn, đặc biệt là những nơi không có dây cáp điện bên dưới.

Đào rãnh thủ công

Đào rãnh thủ công phù hợp với các tình huống mà việc đào bằng cơ giới không khả thi, ví dụ: khu vực thi công có hệ thống cáp ngầm hoặc điều kiện địa kỹ thuật phức tạp. Đặc biệt, việc đào rãnh liên quan đến việc sử dụng xẻng và xà beng thay vì máy xúc.

Đào hố bằng công nghệ

Đối với những khu vực mà cả việc đào thủ công và đào bằng cơ đều không phù hợp, có thể sử dụng các công nghệ không đào rãnh như kích ống, đào hầm vi mô hoặc khoan định hướng ngang.

• Kích ống và hầm siêu nhỏ: Đào hố dài 30-100m ở hai bên đối tượng rồi dọn đường bằng vỏ thép.
• Khoan định hướng ngang: Khoan một lỗ nhỏ khoảng 152mm bên dưới thanh chắn và kéo nắp polyetylen lại. Với công nghệ này, ống dẫn cáp có thể được lắp đặt mà không cần sử dụng vỏ bọc bảo vệ.

mở ống bảo vệ

Đặt ống nhựa bện HDPE hoặc ống bảo vệ cáp vào rãnh đã đào. Khi đặt song song phải đảm bảo khoảng cách tối thiểu theo quy định để tránh cát, nước, côn trùng, động vật xâm nhập vào bên trong. Các đầu của ống phải được đánh dấu để cho phép kéo cáp nhanh hơn.

Sau khi đặt ống bảo vệ cáp, cần cố định bằng dây thép hoặc gỗ. Rãnh cáp phải được lấp đầy bằng cát sạch và không được phép chứa sỏi hoặc đá.

Kéo cáp vào ống

Trước khi kéo cáp vào ống, cắm một chiếc kẹp nhỏ khoảng 9,5mm vào ống để kiểm tra xem có vật cản không. Sau đó, các dây cáp được bó gọn gàng và đưa vào ống bảo vệ bằng phương pháp đẩy và kéo thích hợp.

Trong quá trình kéo cần đảm bảo tốc độ kéo ổn định khoảng 30m/phút. Không bao giờ ngừng kéo cáp đột ngột vì điều này sẽ ảnh hưởng đến độ căng của cáp. Ngoài ra, để giảm lực kéo, nên tra dầu bôi trơn vào cáp đồng thời duy trì lực kéo tiêu chuẩn theo từng loại cáp thông qua lực kế. Để tránh cáp bị chạy quá tải, người ta sẽ sử dụng phanh nhưng phải thường xuyên kiểm tra lực căng hồi vị.

Đối với cáp chôn trực tiếp dưới đất, cáp sẽ được kéo qua các con lăn cách nhau 1,5m trong rãnh.

Cáp kết nối

Để nối hai đoạn cáp, người ta sử dụng ống nối chuyên dụng, đường kính nối phải lớn hơn dây dẫn và được bọc bằng vật liệu cách điện để kiểm soát ứng suất điện.

• Cáp ép đùn (XLPE): Lớp ngoài của đầu cáp sẽ được loại bỏ để lộ dây dẫn và sử dụng các đầu nối phù hợp để nối hai đoạn cáp. Các mối nối này sẽ được bịt kín bằng dụng cụ nối cáp.
• Cáp HPPT và SCFF: Khi nối các đầu cáp, cần tính toán tính liên tục thủy lực cũng như áp suất bình thường trong cáp. Để kết nối cáp SCFF, một mối nối liên kết sẽ được sử dụng, trong đó ống bọc thép được hàn vào mối nối ba pha và với đầu ống, sau đó được điều áp bằng nitơ khô và dầu điện môi.

Xây dựng hoàn thành

Cáp sau khi được nối sẽ được kết nối với các thiết bị khác thông qua các đầu cuối để nhân viên thi công có thể dễ dàng theo dõi quá trình chuyển đổi giữa lớp cách điện của cáp có độ bền điện môi cao và không khí có độ bền điện môi thấp, đồng thời ngăn chặn hơi ẩm, hóa chất hoặc côn trùng xâm nhập vào cáp.

Tấm đế của đầu nối cáp phải được cách ly khỏi cấu trúc đỡ để quản lý dòng điện tuần hoàn và cho phép áp thêm điện áp bảo vệ catốt vào ống dẫn cáp. Đặc biệt, sau khi hoàn tất quá trình thi công cáp ngầm, các kỹ sư điện phải sử dụng đồng hồ vạn năng để kiểm tra tính thông mạch của cáp trước khi đưa vào sử dụng.

Những sai lầm thường gặp khi thi công cáp ngầm

Do môi trường lắp đặt đặc biệt, dễ bị ảnh hưởng bởi độ ẩm, côn trùng xâm nhập, áp lực đất, nước… nên quá trình thi công cáp ngầm chặt chẽ hơn và dễ mắc một số sai sót như:

• Việc sử dụng ống bảo vệ cáp kém chất lượng không phù hợp với đặc tính của các loại cáp ngầm khiến cáp ngầm dễ bị hư hỏng, đứt.
• Việc đặt cáp trực tiếp vào rãnh mà không có lớp cát mịn bảo vệ ở phía dưới có thể khiến cáp hoặc ống dẫn dễ bị đá hoặc vật liệu sắc nhọn trộn lẫn với đất.
• Cáp không được lắp đặt theo đường thẳng hoặc vi phạm tiêu chuẩn khoảng cách giữa hai đoạn cáp song song.
• Công nghệ nén đất, cát không đạt tiêu chuẩn khiến đất bị lún, rỗng, ảnh hưởng đến tuổi thọ của cáp.
• Việc không đảm bảo độ căng cáp tiêu chuẩn có thể khiến cáp bị kéo quá chặt hoặc lỏng, gây hư hỏng dây dẫn hoặc lớp cách điện.
• Đặt cáp ngầm quá gần ống nước, ống dẫn khí, công trình ngầm hoặc các loại cáp khác.
• Các dải tín hiệu không được đặt đúng vị trí cho cáp ngầm hoặc không được trang bị khiến máy đào không thể nhận biết được cáp ngầm ở bên dưới.
• Nguy cơ rò rỉ hoặc đoản mạch do kết nối kém hoặc đầu nối cách điện không đúng cách.
• Các dụng cụ, thiết bị bảo hộ sử dụng trong công tác điện không đảm bảo tiêu chuẩn, dễ dẫn đến tai nạn điện.
• Không phù hợp với tiêu chuẩn ISO 7997:2009 hoặc các tiêu chuẩn quốc tế hiện hành.

Một số vấn đề khi thi công cáp ngầm

Câu 1: Độ sâu chôn tiêu chuẩn của cáp ngầm là bao nhiêu?

hồi đáp: Độ sâu chôn cáp ngầm thường là 0,6-1,2m, tùy thuộc vào áp lực của các phương tiện tại khu vực cần chôn cáp ngầm.

Câu 2: Các phương pháp thi công cáp ngầm phổ biến là gì?

hồi đáp: Có hai phương pháp lắp đặt cáp ngầm phổ biến ở Việt Nam là chôn cáp trực tiếp dưới lòng đất và chôn cáp trong ống bảo vệ.

Câu 3: Mục đích của việc rải cát dưới ống bảo vệ cáp ngầm là gì?

hồi đáp: Lớp cát bên dưới giúp giảm thiểu tác động của đất, tăng cường bảo vệ ống cáp, ngăn chặn sỏi, đá cứng làm rách hoặc hư hỏng ống cáp.