大连标准长度基线场的设计与建设探析

【摘要】标准长度基线场是用来检定或校准全站仪、光电测距仪、激光测距仪及望远镜式测距仪等工程测量仪器的室外长度标准装置。以前长度基线场在大连地区属于空白，极大地限制了大连地区全站仪、光电测距仪、激光测距仪及望远镜式测距仪等工程测量仪器检定校准能力。目前标准长度基线场建成后，可为大连地区测绘仪器提供准确可靠的计量标准，实现对工程测量仪器的检定校准，为大连地区的经济发展提供支持，填补大连计量院大尺寸计量的空白。

【关键词】长度基线场；检定；校准；大尺寸

【DOI编码】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

隨着测绘技术的高速发展，测绘手段已发生日新月异的变化。各种先进的测绘仪器在多种行业、多领域中被广泛应用，特别是各种全站仪、光电测距仪、激光测距仪、望远镜式测距仪等高科技测绘仪器普及，逐步取代了过去传统的测量方法。测距仪是高精度的测距仪器，全站仪是一种距离测量、水平与竖直测角、坐标测量自动化的测量仪器，可实现地貌测量、控制测量、道路测量、高铁测量等，在楼房建筑测绘、工业测量等领域中得到了广泛应用。

之前标准长度基线场在大连地区属于空白，极大地限制了大连地区军用和民用测绘仪器全站仪、光电测距仪、望远镜式测距仪、激光测距仪等工程测量仪器的检定校准能力。建设此项目后，可实现对全站仪、光电测距仪、望远镜式测距仪、激光测距仪科学检定校准，促进大连地区的经济发展，增强大连计量院的检定校准能力，填补该院大尺寸计量的空白。

1.1总体结构

依据JJF 1214—2008《长度基线场校准规范》和GB/T 16789—2019《比长基线测量规范》的要求，结合现有选址条件，设计标准长度基线场总的长度为1080 m，设计为8段，每段为24 m整数倍，由9个高出地面约1.2 m，直径0.4 m的钢筋混凝土观测墩组成。各分段点先进行打桩，埋设基础灌注桩至地坪，然后在其上建设具有强制对中标志的混凝土观测墩。

1.2主要精度指标

1）长度在1000 m以上，由9个固定观测墩（点）组成，各分段长度为24 m的整数倍。所有观测墩标志中心呈一条直线，各个观测墩标志面在同一条直线上，点位间互相通视。各观测墩放样直线性偏差全长不大于5"。

2）测距基线任一标志点相对于基线首尾标志点连线的横向偏离，应不大于60 mm。

3）观测墩各墩体直线偏差（在墩高范围内）小于15 mm。

4）标志点间距离：基线场总距离偏差应控制在+300 mm，每段距离应控制，各段距离宜为正（D=d+Δd，Δd≥0）。基线丈量精度全长应等于或高于1×10-6。测距基线任意标志点间水平距离的测量不确定度应为U≤（0.4 mm+1×10-6D）（k=2）。

5）标志点间距离的稳定性：标志点间距离在JJF 1214—2008中规定的时间内所发生变化应小于距离稳定性的最大允许值。

依据JJF 1214—2008《长度基线场校准规范》和GB/T 16789—2019《比长基线测量规范》的选址要求，2020年8月开始，大连计量院为基线场的建设进行选址，先后实地考察大连甘井子区、沙河口区、中山区、西岗区、金普新区等多处场地，询问地质勘察院了解当地的地质情况，经综合考虑，最终于2023年2月确定选址大连市金普新区复州湾街道大连盐化集团有限公司的一片空地。该地满足标准长度基线场选址的基本条件。

选定地址后，2023年6月，大连计量院委托辽宁水文地质测绘勘察院有限公司对选址进行地质勘察（具有甲级勘察资质）。地质勘察采用钻探手段，查明场地岩土层的类型、深度、分布、工程特性，判定地下水对建筑材料的腐蚀性，为拟建项目桩基础提供岩土工程资料和设计、施工所需的岩土参数。钻探施工采用XY-200型钻机1台，钻探采用冲击、回转上水钻进取芯方法，对第四系松散土层采用冲击钻进，套管跟进，开孔孔径130 mm，终孔孔径110 mm，共完成5个钻孔的野外钻探工作（包括取岩样、取水样等）及野外编录，完成实际工作量详见表1。

在1080 m全长选定5个点进行地质勘察，5个勘察点深度分别为26.1 m、23.8 m、23.8 m、25.0 m、23.3 m。其中探测到稳定持力层的平均深度约为21 m。工程地质剖面图如图1所示。

拟建设场地附近无影响场地建设的建筑物和不良地质，场地稳定，可以用来建设标准长度基线场。

3.1方案设计

根據现有场地条件，建设一条总长度为1080 m的标准长度基线场，总体是由9个观测墩组成，每个观测墩高出水平地面约1.2 m，直径约0.4 m，设计为8段，每段为24 m整数倍。各分段点先进行打桩，埋设直径约800 mm灌注桩至地坪，再在其上建具有强制对中标志的混凝土观测墩。

拟建场地直线长度约1080 m，满足基线场的选址要求。根据辽宁水文地质测绘勘察院有限公司的地质勘察结论，基线场观测墩的基础桩设计建在稳定的岩石层。初步设计基线全长为1080 m，建立9个单独观测墩，分为8段，每段为24 m整倍数。观测墩分布设计的1至9号点组成的各段距离组合见表2。

3.2点位放样和高程测量

结合设计的各点距离要求，放样各点的位置到实地，每个点打木桩，并在木桩中心钉入铁钉，铁钉中心即为点位中心，木桩高度和地平一致。基线点精确放样后还须对每个基线点点位木桩进行往返水准测量，计算出相邻基线点间点位高差，绘制纵断面图，设计出每个观测墩的高度。设计原则是保证各个观测墩标志面在同一条直线上，点位间互相通视且墩位高度适合使用者操作。计算出的各观测墩墩面理论高度及墩高，供后续各工艺施工高程控制。

3.3材料要求

混凝土强度等级：承台、基桩为C25。由于承台及地面观测墩施工性质决定，如果使用商混受限，则施工时可现场拌制混凝土。水泥使用P？O42.5，水泥、沙、石、水的配比依据相关国家规范执行。

钢筋：HPB235（Ф）、HRB335（Ф）；焊条：HPB235。

3.4观测墩埋设

1～9号观测墩施工工序分为基础桩基建造、下承台浇注、钢筋混凝土管（或其他模板）浇注、强制对中装置安装等。

地面以下桩基施工时，桩基深度以工程地质勘察报告的建议深度为准（按照场地工程地质勘察报告，平均持力层约为21 m）。

基础桩基建造首先要造孔，就位时必须平正、稳定，以水平尺调整好钻机的垂直度。钻进过程中，钻机手随时注意垂直控制仪表，以控制钻杆垂直度。

成孔后开始灌注砼，灌注前要仔细清理孔里的杂质。混凝土整体采用导管法不停连续注入，同时应避免灌注实施过程中对孔壁的冲刷。当灌注混凝土至桩顶时，应适时超过桩顶设计标高适当距离，以保证在凿除浮浆后，桩顶标高和质量能符合设计要求。随混凝土灌注高度的上升，尽量连续不间断，并保证单桩灌入量。如有特殊情况，灌注时间间断不得超过30 min。最好是将混凝土从罐车中直接均匀投入导管的料斗中。

灌注砼稳定后开始建设观测墩。观测墩采用钢筋混凝土结构，外形为圆柱形，圆柱外径约为0.4 m，高出地面约1.2 m（视地势情况而定）。观测墩上表面中心安置强制对中的标志，同时满足公制和英制螺纹的连接需要。

待混凝土观测墩柱体凝固干透后，进行外观装修。装修采用大理石钢外筒，外观的大理石颜色，标识字体、大小、颜色等应与招标人协商后定制安装。各观测墩上承台铺设大理石，大理石颜色与周边环境协调，铺设大理石后的承台边长为1.2 m。

标准长度基线场建成后经过冬季或者雨季沉降稳定后，进行首次溯源，间隔一年后进行第二次溯源，由中国计量科学研究院进行两次溯源。两次溯源校准结果中标志点间距满足《长度基线场校准规范》稳定性的要求，所发生变化应小于距离稳定性的最大允许值。根据基线场的精度要求，测量工作拟采用因瓦基线尺配合水准测量方法进行。

长度基线场选址满足要求，没有不良地质作用，结构稳定，可长期使用。根据设计和建设方案，建设此项目后，可实现对全站仪、光电测距仪、望远镜式测距仪、激光测距仪科学检定校准，为大连地区经济发展提供技术保障，增强大连计量院的计量检测能力，填补大连计量院在大尺寸计量领域的空白。

【参考文献】

[1]比长基线场测量规范：JB/T 16789—2019[S].

[2]长度基线场校准规范：JJF 1214—2008[S].

[3]杜鹏程，王长云，张春.1200米长度基线场设计和建造[J].工业计量，2020，30（2）：50-51.

[4]张超，郝宗泽，郭赞峰，等.室外长度基线场的建设思路[J].城市勘测，2021（2）：132-134.

【作者简介】

陈鹏宇，男，1987年出生，工程师，硕士，研究方向为长度计量。

（编辑：李加鹏）