DB4201/T 646-2021 轨道交通工程运营期结构监测技术规程

ICS03.220

CCSR11

4201

武汉市地方标准

DB4201/T646—2021

轨道交通工程运营期结构监测技术规程

Technicalcodeofstructuralmonitoringfortheoperationperiodofrail

transitproject

2021-08-30发布2021-09-30实施

武汉市市场监督管理局发布

DB4201/T646-2021

目次

前言................................................................................III

1范围...............................................................................1

2规范性引用文件.....................................................................1

3术语和定义.........................................................................1

4符号...............................................................................3

5基本规定...........................................................................3

6长期监测...........................................................................4

6.1一般规定.......................................................................4

6.2监测点布置.....................................................................5

6.3沉降监测.......................................................................6

6.4收敛监测.......................................................................7

6.5水平位移监测...................................................................9

6.6三维激光扫描..................................................................11

6.7重点段加密监测................................................................12

6.8监测周期与频次................................................................12

7工程影响监测......................................................................13

7.1一般规定......................................................................13

7.2工程影响监测等级划分..........................................................14

7.3监测项目......................................................................16

7.4监测点布置....................................................................17

7.5竖向位移监测..................................................................18

7.6净空收敛监测..................................................................18

7.7水平位移监测..................................................................18

7.8倾斜监测......................................................................18

7.9其他监测......................................................................19

7.10监测频率.....................................................................20

7.11监测控制值...................................................................21

8自动化监测........................................................................22

8.1一般规定......................................................................22

8.2全站仪自动化监测..............................................................23

8.3静力水准自动化监测............................................................24

8.4激光测距仪自动化监测..........................................................24

8.5电水平尺自动化监测............................................................24

8.6光纤光栅自动化监测............................................................25

9监测成果..........................................................................25

9.1成果整理与质量检查验收........................................................25

I

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9.2成果提交与资料归档.............................................................26

9.3成果信息管理系统...............................................................26

附录A（规范性）接近程度和外部作业的工程影响分区.....................................27

附录B（资料性）城市轨道交通结构巡查记录表...........................................34

参考文献..............................................................................35

条文说明..............................................................................36

II

DB4201/T646-2021

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

本文件由武汉市城乡建设局提出。

本文件由武汉市交通运输局归口。

本文件起草单位：武汉地铁集团有限公司、武汉市勘察设计有限公司、中铁第四勘察设计院集团有

限公司、武汉大学测绘学院、北京城建勘测设计研究院有限责任公司。

本文件主要起草人：姚春桥、廖建生、陈聪、官善友、高洪、王甫强、柯洋、夏艳军、徐亚明、余

永明、夏银飞、杜先照、贺晓亮、董伟、李力、刘冠兰、韩志晟、王金汉、韩鹏、孙卫林、李虎。

III

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轨道交通工程运营期结构监测技术规程

1范围

本文件规定了轨道交通工程运营期结构监测技术基本规定、长期监测、工程影响监测、自动化监测、

监测成果的要求。

本文件适用于武汉市域范围内城市轨道交通运营期结构监测，已建成但尚未投入运营的城市轨道交

通结构监测可参照本文件执行。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB6722爆破安全规程

GB/T12897国家一、二等水准测量规范

GB50026工程测量规范

GB50307城市轨道交通岩土工程勘察规范

JGJ8建筑变形测量规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

城市轨道交通工程urbanrailtransitproject

采用专用轨道导向运行的城市公共客运系统，包括地铁、轻轨、单轨、有轨电车、磁悬浮、自动导

向轨道、市域快速轨道系统。

3.2

长期监测long-termmonitoring

为监控运营期城市轨道交通结构安全定期开展的监控量测，反映轨行区结构的变形程度及长期变形

过程。

3.3

工程影响监测projectinfluencemonitoring

为监控外部作业对城市轨道交通结构安全的影响而进行的监控量测，及时准确反映外部作业对城市

轨道交通结构的影响程度和影响过程。

1

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3.4

安全保护区protectionarea

为保护城市轨道交通的安全和正常使用，在其结构周边一定范围内划定的保护区域。

3.5

外部作业exterioraction

在城市轨道交通结构安全保护区内进行的可能对其造成影响的作业。

3.6

工程结构engineeringstructure

建设工程施工过程中建造的永久性主体结构或为保证围岩稳定和周边环境安全的临时结构。

3.7

工程影响分区influencedzoneduetoconstruction

根据周边环境和岩土体受外部作业施工影响程度的大小而划分的区域。

3.8

外部作业影响等级exterioractioninfluencelevel

城市轨道交通外部作业对城市轨道交通结构安全可能产生影响程度的分级。

3.9

地质条件复杂程度complexityofgeologicalcondition

主要指某一区域的工程地质、水文地质、地质灾害及不良地质现象的复杂程度。

3.10

工程影响监测等级projectinfluencemonitoringlevel

根据外部作业影响等级、地质条件复杂程度，对城市轨道交通工程影响监测进行监测等级的划分。

3.11

初始状态调查initialstatesurvey

在外部作业开始前，为确认城市轨道交通结构状况进行的线路巡检、病害调查与记录等工作。

3.12

变形监测deformationmonitoring

对工程结构、周边环境和岩土体等监测对象的竖向、水平、倾斜等变形所进行的量测。

3.13

自动化监测automaticmonitoring

在满足监测要求的采集频率下，对监测对象实施测量并及时反馈监测成果。

2

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3.14

监测项目控制值controlledvalueformonitoring

为保护工程自身安全及环境安全，控制监测对象的变化状态，针对各监测项目所设定的受力或变形

允许值的限值。

3.15

监测报警monitoringalarm

工程监测对象的受力、变形达到或超出所设定的允许范围，或者施工状况出现异常时，向工程参建

方和管理方报告危急情况或发出危急信号的过程。

3.16

监测预警等级alarminglevelonmonitoring

根据监测值和其相应的结构安全控制值的比值，对城市轨道交通结构安全实行监测预警管理的分

级。

4符号

下列符号适用于本文件：

D——盾构法的隧道外径，圆形顶管的外径或矩形顶管隧道的长边宽度；

H——明挖、盖挖法的基坑开挖深度；

L——城市轨道交通既有结构与外部作业的最小相对净距；

S——固定测线长度；

W——矿山法的隧道毛洞跨度；

a——矿山法和盾构法隧道的毛洞跨度；

b——独立基础外部作业平行于受力方向的边长；

d——桩基础外部作业的直径；

h——基坑工程开挖深度；

n——测站数；

h1——明挖、盖挖法外部作业结构底板的埋深；

h2——矿山法和盾构法外部作业的隧道底板深度。

5基本规定

5.1城市轨道交通结构形成且具备监测条件后，应持续性开展安全保护区巡查、结构巡检及长期监测。

当安全保护区内有外部作业且对轨道交通结构有影响时，应进行结构的工程影响监测。

5.2城市轨道交通运营期结构监测宜采用武汉市2000坐标系统和1985国家高程系统，也可采用独立

坐标系统和高程系统。

5.3监测工作准备阶段，应根据任务要求搜集相关资料，进行现场踏勘，编制监测方案。监测方案宜

经专家评审通过，并获得有关管理单位认可后实施。

5.4城市轨道交通结构监测过程中应加强现场巡视检查，并结合仪器监测数据进行分析。

3

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5.5城市轨道交通运营期结构长期监测基准网应按工程需要的精度等级建立，并一次完成布网。基准

网应尽量利用满足要求的施工控制网。当施工控制网不能满足要求时，应建立独立的监测网，并与施工

控制网联测。

5.6城市轨道交通运营期结构工程影响监测基准点应设置在变形影响范围以外且位置稳定、易于长期

保存的地方，基准点不应少于3个。

5.7当基准点与测站距离较远，监测作业不方便时，宜设置工作基点，并应符合下列规定：

a)工作基点应设在相对稳定且便于作业的地方，并应设置相应的标志；

b)定期将工作基点与基准点进行联测，再利用工作基点对监测点进行观测；

c)基准点测量及基准点与工作基点之间联测的精度等级，不应低于所选沉降或位移观测精度等

级。

5.8监测点布设应符合下列要求：

a)不妨碍轨道交通的运行与运营安全；

b)位置能够反映结构的变形特征；

c)标志稳固、明显、结构合理，便于监测，并注意保护、严防损坏；

d)编号统一、规范，便于数据管理；

e)联络通道、结构过渡段等结构特殊区段，结构存在缺陷、使用状况恶化区段，以及地质条件

复杂区段，宜结合现场条件加密布设监测点。

5.9监测仪器、设备和元件应符合下列要求：

a)满足监测精度和量程要求，具有良好的稳定性和可靠性；

b)监测仪器设备按规定进行检定或校准，并在有效期内使用；

c)定期进行维护保养和期间核查。

5.10工程影响监测等级按第7章规定划分为特级、一级、二级、三级和四级。

5.11工程影响监测等级为特级、一级的应采用自动化监测，二级、三级的宜采用自动化监测。自动化

监测应补充人工监测手段，并定期对自动化监测成果进行校核。

5.12长期监测每期监测前宜对监测基准网复测1次。工程影响监测外部作业实施期间宜每1月～2月

对监测基准网复测1次，复测后应对基准点的稳定性进行分析。

5.13历次监测应采用相同的监测网型、监测路线、监测方法和数据处理方法，宜固定监测人员、仪器

和设备、基准点和工作基点。

5.14监测点埋设稳定后应及时采集监测初始值，长期监测应将连续测量不少于2次的稳定独立观测数

据的平均值作为初始值，工程影响监测应将连续测量不少于3次的稳定独立观测数据的平均值作为初始

值。

5.15外部作业实施阶段应加强工程自身的安全监测，工程影响监测单位应结合施工进度对工程影响监

测成果和工程自身监测成果进行综合分析和评价。

5.16外部作业施工完成后应继续对城市轨道交通结构进行监测直至监测数据趋于稳定后结束。延续监

测时间不宜少于3个月。延续监测期间监测频率每月不应低于1次每月。延续监测期间自动化监测可调

整为人工监测。

6长期监测

6.1一般规定

6.1.1长期监测应根据轨道交通结构形式、地质条件复杂程度、施工工艺并结合运营安全管理要求等

4

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统筹考虑和实施。

6.1.2长期监测应准确反映城市轨道交通结构的变形情况，主要监测项目包括沉降监测、收敛监测、

水平位移监测，可根据工程需要增设其他监测项目。

6.1.3长期监测应根据所需测定的变形类别、精度要求和现场作业条件选择相应的监测方法，可采用

几何测量、物理传感器测量、卫星定位测量、近景摄影测量和三维激光扫描等方法。

6.1.4长期监测宜按表1中Ⅱ级标准进行精度控制，特殊工况时可以结合实际情况对监测精度进行调

整。

表1各级变形监测精度要求

沉降监测水平位移监测

变形监测等级变形监测点的

变形监测点的高程中误差(mm)相邻变形监测点高差中误差(mm)

点位中误差(mm)

Ⅰ±0.3±0.1±1.5

Ⅱ±0.5±0.3±3.0

III±1.0±0.5±6.0

注：变形监测点的高程中误差和点位中误差，是指相对于邻近基准点的中误差。

6.1.5长期监测成果处理中，当网内具有部分相对稳定控制点时，应采用拟稳基准。在逐期平差中进

行检验，当发现变动点时，即组成新的拟稳点集合，如此直至终期。再以终选的拟稳点集合对所有各期

监测成果重新平差，得出最终的正式成果。

6.1.6当网内控制点的稳定与否尚未预知，或全部控制点位于非稳定地区时，应采用重心基准。在逐

期平差中进行检验，当首次发现变动点时，即改用拟稳基准，按6.1.5的要求进行拟稳点筛选，直至得

出最终成果。

6.2监测点布置

6.2.1沉降监测点布设应满足以下要求：

a)监测点为永久设施，应长期保存。监测点宜选用不锈钢或铜质材料制作，顶部立尺部位呈半

球形；

b)监测点应根据变形体特点以及岩土条件、埋深及结构特点、支护类型、开挖方式、建筑场地

变形区内环境状况和设计要求等因素布设；

c)软土、膨胀土、岩溶发育区等特殊地质地段的监测点布设：

1)隧道段的监测点应在每幅道床结构块两端各埋设一个监测点（距伸缩缝约0.3m），幅内

可按4环或6m间距布设一个监测点。隧道的洞口、路隧交接处、桥隧交接处、联络通

道对应位置应布设沉降监测点。监测点布设于枕轨外侧，顶部略高于道床面；

2)高架段每个墩柱应布设1个～2个监测点，高度小于14m桥墩可单侧布设一个沉降监测

点，高度大于14m桥墩双侧均需布设沉降监测点。监测点宜埋设于离自然地面0.3m～

0.5m高度的墩柱上；

3)路基段可每15m布设一个监测点；

4)地下车站沿上、下行可每30m布设一个监测点；

5)明挖结构（车站、风井等）与区间隧道交接处、隧道与联络通道处、桥梁与地下结构的

接驳处应布设差异沉降监测点。

5

DB4201/T646—2021

d)除软土、膨胀土、岩溶发育区等特殊地质地段外的监测点布设：

1)对于铺设一般道床、中等减震措施的地段，地下车站站台层纵向宜按50m的间距布设监

测断面，长度小于200m的车站宜在车站两端及1/4、1/2、3/4处各布设1个监测横断

面。每个断面的左、右线上各布设1个监测点，点位布设在道床轨道两侧；

2)暗挖区间隧道、盾构隧道监测点间距不宜大于30m；

3)明挖矩形隧道、明挖U型槽结构的测点间距不宜大于50m；

4)明挖结构（车站、风井等）与区间隧道交接处、隧道与联络通道交接处、桥梁与地下结

构的接驳处应布设差异沉降监测点。

e)联络通道处的隧道结构应布设监测点。为监测联络通道和隧道的差异沉降，沿联络通道的中

线宜按4m～5m间距布设监测点；

f)浮置板道床区段的监测点宜布设于盾构隧道段的管片、高架段的梁板、明挖区间的底板等结

构上，碎石道床段的监测点可根据现场结构状况合理布设；

g)环境条件变化或差异沉降较大时，应根据需要加密布设监测点。

6.2.2收敛监测点的布设应符合下列规定：

a)软土、膨胀土、岩溶发育区等特殊地质地段监测点宜按每5m（盾构法隧道按每5环）间隔布

设，布设范围应大于特殊地质边界外50m。区间隧道的第一环、最后一环、联络通道两侧布

设监测断面；

b)除软土地区、膨胀土、岩溶发育区等特殊地质地段外，暗挖区间隧道、盾构隧道监测断面间

距宜为60m～120m；

c)采用激光扫描仪法进行收敛监测时，盾构隧道宜逐环布设监测断面，矿山法隧道宜按每3m

布设1个监测断面，结构变化处前、后均应有监测断面。

6.2.3水平位移监测点布设应符合以下要求：

a)软土地区、膨胀土、岩溶发育区等特殊地质地段的监测点布设：

1)隧道段的监测点应在幅内可按30m～60m间距布设1个监测点。监测点布设于枕轨外侧，

顶部略高于道床面，宜与沉降监测点重合；

2)明挖结构按60m～120m间距布设1个监测点。

b)除软土地区、膨胀土、岩溶发育区等特殊地质地段外的监测点布设：

1)隧道段的监测点应按60m间距布设1个监测点。监测点布设于枕轨外侧，顶部略高于道

床面，宜与沉降监测点重合；

2)明挖结构按60m～120m间距布设1个监测点。

6.3沉降监测

6.3.1长期沉降监测宜采用几何水准测量的方法。

6.3.2开展沉降监测前，应根据工程实际情况建立沉降监测基准网，沉降监测基准网应布设成闭合环

状、结点或附合水准路线等形式。

6.3.3沉降监测基准网的主要技术要求宜按表2、表3中Ⅱ级执行，特殊工况可以结合实际情况对监

测精度进行调整。

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表2沉降监测基准网主要技术要求

相邻基准点高差中误差测站高差中误差往返较差、附合或环线检测已测高差之

变形监测等级

(mm)(mm)闭合差(mm)较差(mm)

Ⅰ±0.3±0.07±0.15n0.2n

Ⅱ±0.5±0.15±0.30n0.4n

Ⅲ±1.0±0.30±0.60n0.8n

注：n为测站数。

表3各级水准观测主要技术要求

视线离地面最

变形监测等级仪器型号水准尺视线长度(m)前后视距差(m)前后视距累计差(m)

低高度(m)

ⅠDS05铟瓦≤15≤0.3≤1.00.5

ⅡDS05铟瓦≤30≤0.5≤1.50.3

ⅢDS1铟瓦≤50≤1.0≤3.00.3

6.3.4沉降监测点测量应构成附合路线，外业测量宜执行表3中Ⅱ级要求。

6.3.5沉降监测预警值、控制值宜按表4执行。单点沉降及相邻测点差异沉降达到预警值后，应立即

上报轨道交通运营单位，必要时应进行连续观测或进行持续实时监测。当变形达到控制值后应进行专项

分析，必要时开展整治工作。

表4沉降监测预警值及控制值标准

监测项目预警值控制值

单期变形绝对值≥2mm，累积变形±5mm，变化速率累积变形±10mm；变化速率±0.04

单点沉降

±0.02mm/dmm/d

相邻测点差异沉降单期变形绝对值≥1mm，累积变形±2mm累积变形±5mm

6.4收敛监测

6.4.1长期收敛监测可采用固定测线法（全站仪、收敛计、红外激光测距仪）、全断面扫描法、激光

扫描仪法及满足精度要求的其他测量方法。

6.4.2固定测线法收敛监测应满足以下规定：

a)每个收敛断面宜沿水平直径设置固定测线；

b)当采用具有无合作目标激光测距功能的全站仪监测时，全站仪测距精度不应低于±(1

-6

mm+2×10×D)。测定无合作目标激光测距短测程改正常数，并对监测边长进行改正。每次收敛

测量应盘左、盘右各监测三维坐标1测回，按公式（1）计算固定测线长度。盘左、右监测较

差不大于±1mm时取均值，否则应重测；

（2（）2（）−+−+−=ZZYYXXS）2（1）

BABABA…………

式中：

S——固定测线长度；

7

DB4201/T646—2021

XA——监测点A的X坐标分量；

YA——监测点A的Y坐标分量；

ZA——监测点A的Z坐标分量；

XB——监测点B的X坐标分量；

YB——监测点B的Y坐标分量；

ZB——监测点B的Z坐标分量。

c)运营期常规管片隧道收敛监测点宜按图1方式进行布设，收敛监测断面宜与沉降及水平位移

监测断面重合。监测点位置设置反射片，便于全站仪直接进行观测。

2

4

11

33

标引序号说明：

1——净空水平收敛观测点；

2——拱顶下沉观测点；

3——运营隧道底部观测点；

4——隧道结构。

图1隧道净空水平收敛、拱顶下沉观测点布设图

6.4.3全断面扫描法收敛监测应满足以下规定：

a)应在同一竖向剖面内设置仪器对中点、定向点和检核点，收敛断面应垂直于隧道中线；

b)采用具有无合作目标激光测距功能、马达驱动的智能型全站仪，选用的全站仪测角精度指标

-6

不应低于±1″、测距精度指标不低于±(1mm+2×10×D)；

c)断面上的测点宜按0.2m～0.3m步长等密度采集，采集点应包含起点、终点、拼装缝等特征

点，断面上每段线型（直线或圆弧）的监测点不应少于5点。

6.4.4三维激光扫描仪法收敛监测应满足以下规定：

a)可不布设监测点，但应有精确的里程解算方法；

b)用于激光扫描监测的激光扫描仪，10m测程内的距离测量精度不低于±2mm，数据采集速度不

宜小于100万点每秒；

c)外业采集的激光点云分辨率不应低于1cm；

d)数据处理时应结合隧道断面的几何特性建立数学处理模型，应删除激光点云中的异常点；

8

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e)采用固定设站激光扫描仪法时，应根据隧道的内径、激光扫描仪的性能，计算测站间距，满

足点云分辨率的要求；采用切片计算收敛测量时，切片应垂直于隧道轴线，切片的里程计算

精度不应低于±5cm；

f)采用移动激光扫描法时，应根据分辨率要求，配置行进速度和扫描参数，保证点云分辨率的

精度满足要求，移动扫描里程方向的计算精度不应低于±5cm，采用里程计、惯导、里程标靶、

RFID标靶、匀速控制装置等方法提高里程方向的计算精度。

6.4.5收敛监测断面应统一编号，编号应具备唯一性，确定断面里程、所在环号，里程应取位到0.1m。

6.4.6收敛监测外业结束后，应及时进行外业数据检查，对于异常数据应及时重测验证。

6.4.7收敛监测预警值、控制值宜按表5执行。收敛达到预警值后，应立即上报轨道交通运营单位，

必要时应连续观测或持续实时监测；当变形达到控制值后应进行专项分析，必要时开展整治工作。

表5收敛监测预警值及控制值

监测项目预警值控制值

收敛监测单期变形绝对值≥2mm，累积变形±5mm累积变形±10mm

6.5水平位移监测

6.5.1水平位移监测基准网可采用三角形网、导线网、GNSS网和视准轴线等方法。当采用视准轴线时，

轴线上或轴线两端应设立校核点。

6.5.2水平位移监测基准网的主要技术要求宜按表6中Ⅱ级执行，特殊工况时可结合实际情况对监测

精度进行调整。

表6水平位移监测基准网主要技术要求

相邻基准

测角中距离观测测回数

点的点位平均边最弱边相对水平角观测

等级误差全站仪标称精度

中误差长(m)中误差测回数

(″)往测返测

（mm）

±1"，

Ⅰ±1.5150±1.0≤1/120000944

±(1mm+1×10-6×D)

±2"，

Ⅱ±3.0150±1.8≤1/70000933

±(2mm+2×10-6×D)

±2"，

Ⅲ±6.0150±2.5≤1/40000622

±(2mm+2×10-6×D)

6.5.3水平位移监测的主要技术要求宜按表7中Ⅱ级执行，特殊情况时可实际情况对监测精度进行调

整。

表7水平位移监测的技术要求和监测方法

等变形监测点的点坐标较差或两次

监测方法

级位中误差(mm)测量较差(mm)

Ⅰ±1.52

导线网、三角形网、极坐标法、交会法、GNSS测量、正倒垂线法、视准线

Ⅱ±3.04法、激光准直法、精密测（量）距、伸缩仪法、多点位移计、倾斜仪及自

由测站边角交会法等

Ⅲ±6.08

9

DB4201/T646—2021

6.5.4交会法、极坐标法应符合下列规定：

a)用交会法进行水平位移监测时，宜采用三点交会法；

b)用极坐标法进行水平位移监测时，宜采用双测站极坐标法，其边长应采用电磁波测距仪测定。

6.5.5视准轴线法应符合下列规定：

a)视准轴线两端的延长线外，宜设立校核基准点；

b)视准轴线应离开障碍物lm以上；

c)各测点偏离视准轴线的距离，不应大于2cm。采用小角法时适当放宽，小角角度不应超过30"；

d)视准轴线测量，选用活动觇牌法或小角度法。

6.5.6正垂线法应符合下列规定：

a)应根据垂线长度，合理确定重锤重量；

b)垂线宜采用直径为Φ0.8mm～Φ1.2mm的不锈钢丝或铟瓦丝；

c)单段垂线长度不宜大于50m；

d)测站应采用有强制对中装置的观测墩；

e)垂线观测采用光学垂线坐标仪，测回较差不应超过0.2mm。

6.5.7激光测量应符合下列规定：

a)激光器（包括激光经纬仪、激光导向仪、激光准直仪等）宜安置在变形区影响之外或受变形

影响较小的区域。激光器应采取防尘、防水措施；

b)安置激光器后，应同时在激光器附近的激光光路上，设立固定的光路检核标志；

c)光路上应