大連標準長度基線場的設計與建設探析

【摘要】標準長度基線場是用來檢定或校準全站儀、光電測距儀、激光測距儀及望遠鏡式測距儀等工程測量儀器的室外長度標準裝置。以前長度基線場在大連地區屬于空白，極大地限制了大連地區全站儀、光電測距儀、激光測距儀及望遠鏡式測距儀等工程測量儀器檢定校準能力。目前標準長度基線場建成后，可為大連地區測繪儀器提供準確可靠的計量標準，實現對工程測量儀器的檢定校準，為大連地區的經濟發展提供支持，填補大連計量院大尺寸計量的空白。

【關鍵詞】長度基線場；檢定；校準；大尺寸

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.06.035

Design and Construction of Dalian Standard Baseline and Basenet

CHEN Pengyu

（Dalian Institute of Metrological Inspection and Testing Co.， Ltd.， Dalian 116033， China）

Abstract： The standard baseline and basenet is an outdoor length standard device used to verify or calibrate engineering measurement instruments such as total stations， photoelectric rangefinders， laser rangefinders， and telescope rangefinders. Previously， the baseline and basenet was blank in the Dalian area， greatly limiting the calibration capabilities of engineering measurement instruments such as total stations， photoelectric rangefinders， laser rangefinders， and telescope rangefinders in the Dalian area.At present， after the standard baseline and basenet， it can provide accurate and reliable measurement standards for surveying and mapping instruments in the Dalian region， achieve the verification and calibration of engineering surveying instruments， provide support for the economic development of the Dalian region， and fill the gap in large-scale measurement at the Dalian Institute of Metrology.

Key words： baseline and basenet； verification； calibration； large size

隨著測繪技術的高速發展，測繪手段已發生日新月異的變化。各種先進的測繪儀器在多種行業、多領域中被廣泛應用，特別是各種全站儀、光電測距儀、激光測距儀、望遠鏡式測距儀等高科技測繪儀器普及，逐步取代了過去傳統的測量方法。測距儀是高精度的測距儀器，全站儀是一種距離測量、水平與豎直測角、坐標測量自動化的測量儀器，可實現地貌測量、控制測量、道路測量、高鐵測量等，在樓房建筑測繪、工業測量等領域中得到了廣泛應用。

之前標準長度基線場在大連地區屬于空白，極大地限制了大連地區軍用和民用測繪儀器全站儀、光電測距儀、望遠鏡式測距儀、激光測距儀等工程測量儀器的檢定校準能力。建設此項目后，可實現對全站儀、光電測距儀、望遠鏡式測距儀、激光測距儀科學檢定校準，促進大連地區的經濟發展，增強大連計量院的檢定校準能力，填補該院大尺寸計量的空白。

1.1總體結構

依據JJF 1214—2008《長度基線場校準規范》和GB/T 16789—2019《比長基線測量規范》的要求，結合現有選址條件，設計標準長度基線場總的長度為1080 m，設計為8段，每段為24 m整數倍，由9個高出地面約1.2 m，直徑0.4 m的鋼筋混凝土觀測墩組成。各分段點先進行打樁，埋設基礎灌注樁至地坪，然后在其上建設具有強制對中標志的混凝土觀測墩。

1.2主要精度指標

1）長度在1000 m以上，由9個固定觀測墩（點）組成，各分段長度為24 m的整數倍。所有觀測墩標志中心呈一條直線，各個觀測墩標志面在同一條直線上，點位間互相通視。各觀測墩放樣直線性偏差全長不大于5"。

2）測距基線任一標志點相對于基線首尾標志點連線的橫向偏離，應不大于60 mm。

3）觀測墩各墩體直線偏差（在墩高范圍內）小于15 mm。

4）標志點間距離：基線場總距離偏差應控制在+300 mm，每段距離應控制，各段距離宜為正（D=d+Δd，Δd≥0）。基線丈量精度全長應等于或高于1×10-6。測距基線任意標志點間水平距離的測量不確定度應為U≤（0.4 mm+1×10-6D）（k=2）。

5）標志點間距離的穩定性：標志點間距離在JJF 1214—2008中規定的時間內所發生變化應小于距離穩定性的最大允許值。

依據JJF 1214—2008《長度基線場校準規范》和GB/T 16789—2019《比長基線測量規范》的選址要求，2020年8月開始，大連計量院為基線場的建設進行選址，先后實地考察大連甘井子區、沙河口區、中山區、西崗區、金普新區等多處場地，詢問地質勘察院了解當地的地質情況，經綜合考慮，最終于2023年2月確定選址大連市金普新區復州灣街道大連鹽化集團有限公司的一片空地。該地滿足標準長度基線場選址的基本條件。

選定地址后，2023年6月，大連計量院委托遼寧水文地質測繪勘察院有限公司對選址進行地質勘察（具有甲級勘察資質）。地質勘察采用鉆探手段，查明場地巖土層的類型、深度、分布、工程特性，判定地下水對建筑材料的腐蝕性，為擬建項目樁基礎提供巖土工程資料和設計、施工所需的巖土參數。鉆探施工采用XY-200型鉆機1臺，鉆探采用沖擊、回轉上水鉆進取芯方法，對第四系松散土層采用沖擊鉆進，套管跟進，開孔孔徑130 mm，終孔孔徑110 mm，共完成5個鉆孔的野外鉆探工作（包括取巖樣、取水樣等）及野外編錄，完成實際工作量詳見表1。

在1080 m全長選定5個點進行地質勘察，5個勘察點深度分別為26.1 m、23.8 m、23.8 m、25.0 m、23.3 m。其中探測到穩定持力層的平均深度約為21 m。工程地質剖面圖如圖1所示。

擬建設場地附近無影響場地建設的建筑物和不良地質，場地穩定，可以用來建設標準長度基線場。

3.1方案設計

根據現有場地條件，建設一條總長度為1080 m的標準長度基線場，總體是由9個觀測墩組成，每個觀測墩高出水平地面約1.2 m，直徑約0.4 m，設計為8段，每段為24 m整數倍。各分段點先進行打樁，埋設直徑約800 mm灌注樁至地坪，再在其上建具有強制對中標志的混凝土觀測墩。

擬建場地直線長度約1080 m，滿足基線場的選址要求。根據遼寧水文地質測繪勘察院有限公司的地質勘察結論，基線場觀測墩的基礎樁設計建在穩定的巖石層。初步設計基線全長為1080 m，建立9個單獨觀測墩，分為8段，每段為24 m整倍數。觀測墩分布設計的1至9號點組成的各段距離組合見表2。

3.2點位放樣和高程測量

結合設計的各點距離要求，放樣各點的位置到實地，每個點打木樁，并在木樁中心釘入鐵釘，鐵釘中心即為點位中心，木樁高度和地平一致。基線點精確放樣后還須對每個基線點點位木樁進行往返水準測量，計算出相鄰基線點間點位高差，繪制縱斷面圖，設計出每個觀測墩的高度。設計原則是保證各個觀測墩標志面在同一條直線上，點位間互相通視且墩位高度適合使用者操作。計算出的各觀測墩墩面理論高度及墩高，供后續各工藝施工高程控制。

3.3材料要求

混凝土強度等級：承臺、基樁為C25。由于承臺及地面觀測墩施工性質決定，如果使用商混受限，則施工時可現場拌制混凝土。水泥使用P？O42.5，水泥、沙、石、水的配比依據相關國家規范執行。

鋼筋：HPB235（Ф）、HRB335（Ф）；焊條：HPB235。

3.4觀測墩埋設

1～9號觀測墩施工工序分為基礎樁基建造、下承臺澆注、鋼筋混凝土管（或其他模板）澆注、強制對中裝置安裝等。

地面以下樁基施工時，樁基深度以工程地質勘察報告的建議深度為準（按照場地工程地質勘察報告，平均持力層約為21 m）。

基礎樁基建造首先要造孔，就位時必須平正、穩定，以水平尺調整好鉆機的垂直度。鉆進過程中，鉆機手隨時注意垂直控制儀表，以控制鉆桿垂直度。

成孔后開始灌注砼，灌注前要仔細清理孔里的雜質。混凝土整體采用導管法不停連續注入，同時應避免灌注實施過程中對孔壁的沖刷。當灌注混凝土至樁頂時，應適時超過樁頂設計標高適當距離，以保證在鑿除浮漿后，樁頂標高和質量能符合設計要求。隨混凝土灌注高度的上升，盡量連續不間斷，并保證單樁灌入量。如有特殊情況，灌注時間間斷不得超過30 min。最好是將混凝土從罐車中直接均勻投入導管的料斗中。

灌注砼穩定后開始建設觀測墩。觀測墩采用鋼筋混凝土結構，外形為圓柱形，圓柱外徑約為0.4 m，高出地面約1.2 m（視地勢情況而定）。觀測墩上表面中心安置強制對中的標志，同時滿足公制和英制螺紋的連接需要。

待混凝土觀測墩柱體凝固干透后，進行外觀裝修。裝修采用大理石鋼外筒，外觀的大理石顏色，標識字體、大小、顏色等應與招標人協商后定制安裝。各觀測墩上承臺鋪設大理石，大理石顏色與周邊環境協調，鋪設大理石后的承臺邊長為1.2 m。

標準長度基線場建成后經過冬季或者雨季沉降穩定后，進行首次溯源，間隔一年后進行第二次溯源，由中國計量科學研究院進行兩次溯源。兩次溯源校準結果中標志點間距滿足《長度基線場校準規范》穩定性的要求，所發生變化應小于距離穩定性的最大允許值。根據基線場的精度要求，測量工作擬采用因瓦基線尺配合水準測量方法進行。

長度基線場選址滿足要求，沒有不良地質作用，結構穩定，可長期使用。根據設計和建設方案，建設此項目后，可實現對全站儀、光電測距儀、望遠鏡式測距儀、激光測距儀科學檢定校準，為大連地區經濟發展提供技術保障，增強大連計量院的計量檢測能力，填補大連計量院在大尺寸計量領域的空白。

【參考文獻】

[1]比長基線場測量規范：JB/T 16789—2019[S].

[2]長度基線場校準規范：JJF 1214—2008[S].

[3]杜鵬程，王長云，張春.1200米長度基線場設計和建造[J].工業計量，2020，30（2）：50-51.

[4]張超，郝宗澤，郭贊峰，等.室外長度基線場的建設思路[J].城市勘測，2021（2）：132-134.

【作者簡介】

陳鵬宇，男，1987年出生，工程師，碩士，研究方向為長度計量。

（編輯：李加鵬）