呼和浩特抽水蓄能電站位于內(nèi)蒙古呼和浩特市北東約20km的大青山脈。電站樞紐由上水庫、水道及地下廠房系統(tǒng)、下水庫、補(bǔ)水系統(tǒng)及其它附屬建筑物等組成。電站裝機(jī)容量為1200MW，裝設(shè)4臺單機(jī)容量為300MW的可逆式水泵–水輪機(jī)組。2005年，受內(nèi)蒙呼和浩特抽水蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司委托，依據(jù)“關(guān)于委托呼和浩特抽水蓄能電站施工控制網(wǎng)測量工作的函”的要求，中國水電顧問集團(tuán)北京勘測設(shè)計(jì)研究院對內(nèi)蒙呼和浩特抽水蓄能電站施工控制網(wǎng)進(jìn)行了技術(shù)設(shè)計(jì)和測量實(shí)施，并于2007年對呼和浩特抽水蓄能電站施工控制網(wǎng)進(jìn)行了復(fù)測。
由于電站下水庫是依托哈拉沁溝截壩而成，受其溝底走向彎曲狹窄及兩側(cè)地形陡峭影響，原有施工控制網(wǎng)點(diǎn)位密度及分布不能完全滿足下庫壩體、出水口、導(dǎo)流洞等各單項(xiàng)工程對施工控制的需要，為此需要對施工控制網(wǎng)實(shí)施第二次復(fù)測，并在此基礎(chǔ)上開展電站施工控制網(wǎng)的下水庫加密網(wǎng)的建立工作。本次復(fù)測及加密工作由中國水電顧問集團(tuán)北京勘測設(shè)計(jì)研究院測繪大隊(duì)承擔(dān)完成，主要完成人有翟明成、劉曉波、楊海軍、羅承球、范延峰等。
一、項(xiàng)目完成情況
針對本次施工控制網(wǎng)復(fù)測和加密網(wǎng)的建立工作，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)積極熟悉并掌握原施工控制網(wǎng)建立相關(guān)資料，充分準(zhǔn)備技術(shù)實(shí)施方案，合理調(diào)配專業(yè)技術(shù)力量和儀器設(shè)備，制定完善可行的作業(yè)計(jì)劃。復(fù)測工作自2011年5月底開始，6月底結(jié)束全部測量外業(yè)，7月底提交全部復(fù)測資料。
取得的主要成果有：《內(nèi)蒙古呼和浩特抽水蓄能電站施工控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)報(bào)告》、《內(nèi)蒙古呼和浩特抽水蓄能電站施工控制網(wǎng)測量報(bào)告（復(fù)測）》、《內(nèi)蒙古呼和浩特抽水蓄能電站施工控制網(wǎng)復(fù)測平差計(jì)算成果》、《內(nèi)蒙古呼和浩特抽水蓄能電站加密施工控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)》、《內(nèi)蒙古呼和浩特抽水蓄能電站加密施工控制網(wǎng)測量報(bào)告》、《內(nèi)蒙古呼和浩特抽水蓄能電站加密施工控制網(wǎng)平差計(jì)算成果》、《內(nèi)蒙古呼和浩特抽水蓄能電站施工控制網(wǎng)復(fù)測資料最終檢查報(bào)告》。
二、主要技術(shù)內(nèi)容
1．布網(wǎng)原則
（1）施工控制網(wǎng)復(fù)測的平面、高程系統(tǒng)以及投影面選擇與建網(wǎng)時(shí)保持一致。
（2）復(fù)測時(shí)對精度指標(biāo)、觀測等級和實(shí)測方法等不做調(diào)整，全部技術(shù)要求執(zhí)行原《呼和浩特抽水蓄能電站施工控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)報(bào)告》。
（3）對在施工中遭受破壞或掩埋的標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行必要的恢復(fù)，確保施工控制網(wǎng)的完整性，以滿足工程施工放樣的需要。
（4）正確計(jì)算、分析復(fù)測資料，以明了施工控制網(wǎng)復(fù)測前后的點(diǎn)位穩(wěn)定性情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修正控制點(diǎn)位可能產(chǎn)生的位移，獲得準(zhǔn)確、可靠的復(fù)測成果。
（5）加密網(wǎng)布置應(yīng)從控制的整體性出發(fā)，即要求滿足下水庫各單項(xiàng)工程對控制的需要，又要兼顧與原有施工控制網(wǎng)點(diǎn)的有機(jī)銜接。
（6）加密網(wǎng)點(diǎn)的數(shù)量與分布盡可能保證每一單項(xiàng)工程附近留有2個(gè)以上控制點(diǎn)并考慮放樣使用時(shí)的便利性。
（7）加密網(wǎng)點(diǎn)和原有施工控制網(wǎng)點(diǎn)間應(yīng)形成必要的控制圖形，以保障加密網(wǎng)點(diǎn)的點(diǎn)位精度及可靠性，滿足施工放樣要求。
2．精度指標(biāo)及觀測等級
平面控制的精度指標(biāo)，選擇點(diǎn)位精度作為控制性指標(biāo)，其它技術(shù)指標(biāo)只作為參考性指標(biāo)，按《呼和浩特抽水蓄能電站施工控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)報(bào)告》要求，施工控制網(wǎng)平面網(wǎng)最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差Mp≤±
平面、高程控制網(wǎng)復(fù)測等級為二等，加密網(wǎng)平面和高程觀測等級為三等。
3．網(wǎng)形設(shè)計(jì)
根據(jù)電站工程樞紐建筑物總平面布置圖，在1:5000地形圖上進(jìn)行施工控制網(wǎng)的網(wǎng)形設(shè)計(jì)。由于該地區(qū)地形條件特殊，上下池高差較大，上下池之間地形復(fù)雜，上池位于料木山山頂，地形平緩，范圍較小，下庫位于山下哈拉沁溝內(nèi)，工程區(qū)溝谷發(fā)育豐富，地形、地貌復(fù)雜，有的邊長較長，傾角過大，有的方向不具備通視條件，造成控制點(diǎn)點(diǎn)位選取非常困難。經(jīng)過多種方案比較和實(shí)地察看，最終選定十五點(diǎn)方案。加密網(wǎng)根據(jù)原控制網(wǎng)點(diǎn)及現(xiàn)場施工布置情況，確定電站下水庫在原有控制網(wǎng)點(diǎn)基礎(chǔ)上，選定11個(gè)點(diǎn)組成下水庫加密控制網(wǎng)。
4．觀測方法的確定
（1）施工控制網(wǎng)觀測方法
通過施工控制網(wǎng)的精度設(shè)計(jì)、網(wǎng)形確定以及精度指標(biāo)、可靠性指標(biāo)的比較分析可以看出：雖然常規(guī)邊角網(wǎng)觀測方法點(diǎn)位誤差滿足設(shè)計(jì)精度要求，但是由于該工程區(qū)域通視條件不利，造成控制網(wǎng)網(wǎng)形存在明顯形虧；控制網(wǎng)網(wǎng)點(diǎn)間高差較大，使得觀測邊的傾角大大超出規(guī)范限定值，測距邊觀測精度難于滿足規(guī)范要求。
在常規(guī)邊角網(wǎng)的基礎(chǔ)上加測GPS基線邊，其作用一是彌補(bǔ)特殊地形對施工控制網(wǎng)的不利影響；二是提高測距邊觀測精度，進(jìn)而提高施工控制網(wǎng)的點(diǎn)位精度，增強(qiáng)可靠性。故此，該施工控制網(wǎng)為由15點(diǎn)組成的混合網(wǎng)（邊角網(wǎng)+GPS基線邊）。包括水平方向66個(gè)，天頂距66個(gè)，測距邊66條，GPS基線邊6條以上及部分水準(zhǔn)高差，彌補(bǔ)由于地形條件限制造成的形虧，增強(qiáng)施工控制網(wǎng)的可靠性。
（2）加密網(wǎng)觀測方法
為保障下水庫加密控制網(wǎng)網(wǎng)形的完整性，該加密施工控制網(wǎng)為15點(diǎn)組成的混合網(wǎng)（邊角網(wǎng)+GPS基線邊），包括水平方向66個(gè)，天頂距66個(gè)，測距邊66條，GPS基線邊3條以上，彌補(bǔ)由于地形條件限制造成的形虧，增強(qiáng)施工控制網(wǎng)的可靠性。
5．平差方法的確定
呼和浩特抽水蓄能電站上、下水庫高差達(dá)800米，如果按常規(guī)的方法布網(wǎng)，不得不以降低精度和可靠性作為代價(jià)。項(xiàng)目組經(jīng)過深入分析研究后認(rèn)為，克服上述難點(diǎn)最為恰當(dāng)?shù)慕鉀Q辦法是建立三維施工控制網(wǎng)，即將平面網(wǎng)和高程網(wǎng)結(jié)合成為三維網(wǎng)，將水平方向、斜距、天頂距、GPS空間基線向量和直接水準(zhǔn)高差等五種不同觀測量聯(lián)合平差，同時(shí)使高程控制系統(tǒng)的精度與可靠性得以全面提高。在本項(xiàng)目的數(shù)據(jù)處理中，統(tǒng)一處理了多達(dá)五種不同類型的觀測量，每種觀測量的歸算處理合理、科學(xué)、理論嚴(yán)密，采用方差分量估計(jì)確定各類觀測量定權(quán)的平差處理方法，使每種觀測量的先驗(yàn)方差與驗(yàn)后方差保持一致。利用自行開發(fā)并經(jīng)過專家鑒定的軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，便于成果的分析和審查。
由于地形條件的限制造成的形虧和高程控制網(wǎng)缺乏必要的檢核條件，根據(jù)施工控制網(wǎng)的精度估算，采用三維平差的方法進(jìn)行平差計(jì)算，用二維平差作為校核性計(jì)算，以檢驗(yàn)平面網(wǎng)的精度和可靠性，用三維平差檢驗(yàn)高程網(wǎng)的精度和可靠性。
三、社會效益
該項(xiàng)測量外業(yè)數(shù)據(jù)采集全部實(shí)現(xiàn)了一體化自動(dòng)記錄，有效地杜絕了人為可能產(chǎn)生的讀、記錯(cuò)誤。獲取的數(shù)據(jù)成果質(zhì)量穩(wěn)定可靠、完整、齊全。數(shù)據(jù)處理方法正確合理，定權(quán)方式先進(jìn)，平差計(jì)算全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，計(jì)算成果正確，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)及最終成果精度滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。
通過對已經(jīng)完成的呼和浩特抽水蓄能電站建網(wǎng)、復(fù)測和加密網(wǎng)建網(wǎng)，已證明采用三維建網(wǎng)方式的科學(xué)性與合理性，對抽水蓄能電站施工測量技術(shù)的發(fā)展、水利水電工程測量規(guī)范的修編有理論與實(shí)踐意義，具有推廣使用價(jià)值。
