根据以上资料和调查的反映，提出了本条的规定。
第二节 横断面形状
第4.2.1条 本条规定与“66部颁暂行规范”第24条相同。
第4.2.2条 在隧洞的轴线选择中，如果由于某种原因洞轴线不能与最大主应力方向平行或接近平行时，也可以改变隧洞的断面几何形状或者控制其开挖顺序，以达到围岩自身的稳定。
隧洞围岩的稳定，是围岩应力重分布与围岩强度之间对比关系的反映，当围岩应力大于围岩的屈服强度时，围岩就要发生塑性变形，当围岩应力大于围岩的极限强度时，围岩就要发生破坏。为了保持围岩的稳定性，则必须调整和控制围岩应力重分布与围岩强度之间的关系。但围岩的强度性能是客观存在的，难以对它调整，只能调整围岩应力。而围岩应力主要取决于岩体地应力状态和隧洞的断面形状和尺寸，这两者中地应力又是客观存在的。因此，唯一可以调整的只是隧洞的断面形状和几何尺寸。故在特定的地应力场中，选择一个合理的断面形状和几何尺寸，对于降低围岩应力集中，改善围岩受力条件，保持围岩稳定，具有重要的意义。这就是说可以用调整隧洞横断面的高宽比，来改善围岩的受力条件。 如果用 并根据
/
=
(
——水平地应力；
=0，0＜
——垂直地应力)来表示岩体中地应力比值系数，＜1，和
＞1三种类型，当隧洞轴线平行于两水平
值的大小把地应力场划分为
地应力轴线之一时，由理论计算，模型试验可知：如在
＞1的地应力场中，即水平地应力大的地应力场
=0的地应力场中，即垂直地
中，各种断面形状的宽度可以选的大一些，而高度可以低一些。反之，在
应力大的地应力场中，宽度要尽量小一些，而高度要大一些。因此在选择断面形状时，应注意与地应力场相适应的关系。
第4.2.3条 水工隧洞中，在不同断面之间应设置渐变段。渐变段一般分扩散段与收缩段两种型式。当渐变段前后两端断面的面积比一定时，扩散长度增加，就可减少其扩散角，因此就减少了水流与洞壁分离的程度，这样由于水流与洞壁分离造成水流紊乱而引起的局部水头损失可大大降低，故扩散段的圆锥角越小越好。相反，在收缩段水流始终充满整个洞段，水流不会与洞壁分离，在断面比不变情况下，收缩段长度逐渐增加，对局部水头损失的影响较小，尤其在收缩角较小的情况下，其影响更小，所以收缩段不宜取得过长。
渐变段的角度，据查：美国垦务局规定最大收缩或扩散角限制不大于7°左右。我们在编修工作中，对不同的角度，用可能收集到的方法，进行了水头损失比较计算，以计算结果看，其角度在4°～10°范围内，水头损失系数小。
据调查，我国对渐变段一般采用直线规律变化的布置，将边界的最大收缩率或扩散率限制在1∶8以内，其长度以洞身直径或洞高的1.5～2.0倍为宜，由工程运用情况看，效果较好，试验得局部水头损失系数约为0.03～0.05。
分析上列情况，规范中选用有压隧洞圆锥角控制在6°～10°为宜，其长度不宜小于1.5～2.0倍的洞径(或洞宽)。
在长隧洞中，若采用了多种断面或衬砌型式，每种断面或衬砌型式的洞段要有一定的长度，因为不同断面或衬砌型式间的接头渐变段不宜过多，否则会加大渐变段的局部水头损失。
第三节 横断面尺寸
第4.3.1条 本条所列按有关规定系指1982年2月原电力工业部颁发的《电力工程经济分析暂行条例》及1981年12月25日的《水电工程经济分析暂行条例》(研究班讨论稿)。
第4.3.3条 泄洪隧洞横断面尺寸的计算，在大流量、高流速情况下，并导致不利的水力现象(如：水
位大幅度上升，淹没断面，形成真空，明满流过渡，不稳定流状态等)时，其断面尺寸应由水工模型试验加以论证。
第4.3.6条 本条规定除采用了“66部颁暂行规范”第25条的规定外，并增加了对通航过木的要求。 第4.3.7条 本条规定与“66部颁暂行规范”第26条相同。
隧洞按无压明流工作状态设计时，为了防止发生满流工作状态，水面以上需留有足够的空间余幅，它可以根据掺气水深为标准来确定，也可以根据清水水深标准确定： 1.据了解，目前最大允许清水水深，有三种规定： (1)洞高的85%； (2)洞高的7/8；
表4-3-7 水面线以上空间余幅工程实例表
国家 印度 美国 美国 美国 中国 中国 中国 中国 中国 中国 中国 工程名称 巴克拉 包尔德 饿马 黄尾 毛家村 刘家峡 冯家山 乌江渡 流溪河 陆浑水库 红山水库 隧洞断面 洞径7.5m 斜洞12.35m 水平洞9.75m 13.5m×13.5m 8m×12.9m 7.2m×11m 9m×2.6m 最大流速(m/s) 45.8 45.8 50.0 48.80 33.0 40～50 29.6 21.6～30.0 空间余幅 0.51洞高 0.64洞高 0.44洞高 0.25洞高 0.35洞高 (斜洞段)0.25洞高 掺气后0.2洞高 掺气后0.2洞高 掺气后0.157洞高 掺气后18.5%隧洞全面积 掺气后29%隧洞全面积 (3)过水断面占隧洞断面的85%。
(1)、(3)两种都引用于以往的几次规范中。 2.掺气后水面线以上的余幅问题： (1)洞高的15%～25%；
(2)隧洞断面积的15%～25%。
如：美国一般采用0.15洞高；法国一般采用0.2洞高；日本一般采用Aw/A0=3/4～7/8。其中，Aw为设计洪水流量的过水断面积；A0为隧洞断面积。
根据上列资料，并据调查情况，本次规范的编修中仍然采用了原规范的规定，认为是合适的。兹将一些工程实例，列于表4-3-7供参考。
第五章 水力计算 第一节 水力计算原则
对水力学问题考虑的是否周到，水力学计算成果可靠与否，计算方法及采用的系数是否合适，不仅关系到水工隧洞的造价和效益，有时对工程的运行安全，也带来了很大的影响。在以往的隧洞规范编制中，对水力学问题考虑较少，在本次规范的修订中，通过调查，大多数设计人员认为，水力计算须单独作为一章列出。因此条文中规定在进行水工隧洞设计时，对水力学计算问题必须予以重视。
第5.1.1条 本条规定的水力计算内容与“66部颁暂行规范”第22条的有关规定基本相同。
第5.1.2条 在水工隧洞水力学计算中，水头损失计算是一个重要问题，尤其在多种衬砌型式的长隧洞中更为突出。水头损失包括两部分，即沿程损失和局部损失，其关键问题是如何确定不同衬砌型式的糙率系数及各种类型的局部损失系数。对于混凝土、钢筋混凝土衬砌的糙率系数，经长期实践较为成熟，可
按以往经验采用。目前对不衬、喷锚衬砌糙率系数的计算还没有公认的理论公式，只有一些半理论，半经验公式。我们选择了尼可拉池公式、拉姆公式及北京水科院公式，对我国和瑞典的十几个不衬砌隧洞阻力系数进行计算，并与这些隧洞的实测阻力系数做了比较。结果都有一定的偏差，拉姆公式个别成果的偏差达15%左右，北京水科院公式计算个别成果的偏差达20%左右，而用尼可拉池公式计算出的阻力系数与实测值比较吻合，最大偏差仅4%。故建议采用尼可拉池公式计算，即：
在不衬砌或喷混凝土衬砌的隧洞中，常常通到局部衬砌，尤其在底板采用混凝土衬砌就更普遍，这样原隧洞的糙率系数n值就相应降低了，设这一糙率系数为综合糙率系数，综合糙率系数n0值的计算公式，收集到的公式有三种形式。
1.美国陆军工程兵团所属工区及澳大利亚一些水电工程所采用的公式：
(1)
式中 n0——综合糙率系数； n1——不衬砌糙率系数； n2——混凝土衬砌糙率系数； S1——不衬砌周边长； S2——混凝土衬砌周边长； S1+S2——隧洞横断面全周边长。
2.苏联、巴甫洛夫斯基所推荐的公式：
(2)
3.英国赖特博士介绍的公式：
(3)
式中
0——综合阻力系数；
1——不衬砌阻力系数；
2——混凝土衬砌阻力系数；
S1——不衬砌周边长； S2——混凝土衬砌周边长。
上列三式：(1)和(3)式是根据隧洞横断面周长内采用不同的衬砌型式，而推导出的；(2)式系以隧洞的长度出发而推导出的。尽管三个公式计算结果相差不大，但我们认为(1)、(3)式符合实际情况，其中(1)式采用了常用的糙率系数n值，故我们推荐采用(1)式。
4.对于各种衬砌型式所采用的n值，根据国内的一些资料整理列于表5-1-2，以供参考： 5.苏联格里申水工建筑物1979年版本建议数据： 混凝土衬砌表面喷水泥沙浆 n=0.011
使用木模浇筑的混凝土衬砌 n=0.014
喷混凝土：围岩表面平整 n=0.02～0.025 围岩表面高低不平整n=0.03
不衬砌(采用光面爆破) n=0.02～0.03
6.加拿大安大略省隧洞手册1979年版本建议的数据： 混凝土及钢筋混凝土衬砌 n=0.012～0.016 喷混凝土 n=0.02～0.025 不衬砌：光而平整的表面 n=0.025～0.035 锯齿形的不规则表面 n=0.035～0.045
第5.1.4条 水面线计算方法很多，经调查分析，分段求和法计算较简单，实际工作中采用者也较多，故本条推荐采用该方法，但也不排斥应用其他方法。
第5.1.5条 本条规定与“66部颁暂行规范”第22条的有关规定相同。
表5-1-2 国内部分(三种衬砌)隧洞n值统计表 衬砌型工程名隧洞用地质情断面型流量流速衬砌厚起伏差糙率系数洞径(m) (m3/s) (m/s) 度(cm) (cm) (n) 式 称 途 况 式 渔子湾一级 流溪河 不衬砌 花木桥 刘家峡 柘 溪 渔子溪一级 发电 花岩长岩闪长5.8×6.4 方圆形 69.2 岩 中粒花岗岩 砂岩、板岩 6.2 5.9 平底圆形 马蹄形 50.1 52 2.16 46 备注 隧洞较长，0.0326 采用多种衬(设计值) 砌型式 0.0303 (实测值) 0.0280 (设计值) 0.0370 (实测值) 0.0380 (实测值) 0.0282 (设计值) 0.0327 (实测值) 0.0307 (实测值) 发电 发电 导流 导流 1.66 1.8 8.2 5.2 石英云14×14 方圆形 2500 母片岩 长石石12.8×方圆形 英砂岩 13.6 850 发电 花岗闪长岩闪5.6×6.0 方圆形 69.2 ＜2.5 15～20 长岩 结晶灰岩安山11×11 城门洞 角砾岩 闪长岩花岗斑岩 7.9 圆形 330 3.0 10～15 30 回龙山 发电 70 喷混凝镜泊湖 土衬砌 尾水 168 3～4 7～25 30 太平哨 发电 黑云母10.4×混合片城门洞 10.6 麻岩 碎屑凝灰岩 花岗闪长岩闪长岩 6.7 圆形 267 2.56 10.5 0.0250 共有两条隧(设计值) 洞 洞内流速0.0260 大，未经运(设计值) 行考验 0.0140 (设计值) 察尔森 泄洪 375 10～15～20 12 15 混凝土 渔子溪衬 砌 一级 发电 5.0 圆形 69.2 3～5 35 官厅 流溪河 龙亭 湖南镇
发电 发电 发电 发电 石灰岩 角砾岩 中粒花岗岩 流纹岩 流纹斑岩 6.0 4.5 6.4 7.8 圆形 圆形 圆形 圆形 104 50.1 65 176 3.7 3.15 2.0 3.7 40 75 55 60 0.0135 (实测值) 0.0140 (设计值) 0.0130 (设计值) 0.0146 (实测值) 第二节 高流速的防蚀设计
第5.2.1条 空化是高流速隧洞设计中的一个经常遇到的问题。从已建高流速泄洪隧洞发生事故的实例中分析，由于空化破坏的占大多数。因此，在高流速隧洞中如何防止或减轻空化引起的破坏，是有其重要意义的，应按本条规定进行判别计算。
本条中提出的空蚀现象，其概念为：空化是液体特有的一种现象，当由于各种原因使水流流体中某一点的压力降低到水的蒸气压力时，水流内部便出现蒸汽空泡，这样形成的空泡称为“空穴”。含有空穴的水流称为“空穴流”。空泡随流移动至下游压力较高的地区，由于周围水体的压缩，空泡溃灭，空泡的发生和溃灭过程称“空化现象”。如空化现象发生在水流的边壁附近，由于空泡溃灭时释放巨大能量，并直接轰击边壁表面，在长时间的强烈高频冲击下，最终会使边壁遭受破坏，这就是“空化”。所以空化是产生空蚀的前提，而空化的产生又与水流内绝对压力降低至与水的蒸汽压力接近的程度有关。一般引用一个无因次参数“空化指数” 作为衡量水流发生空化可能性大小的指标。
第5.2.3条 在易于发生空蚀的部位或区域，建议采用下列防蚀，减蚀措施。
1.体形是指水流边壁轮廓的造型，设计合理的体型需满足阻力小、磨损少、免空蚀以及不出现有害的水流形态等条件。为了防蚀所设计的体形，其初生空化指数
应当越小越好，应小于在实际工程运用中
可能出现的最小水流空化指数 。
2.空蚀现象与隧洞表面不平整度有关，施工时如果不注意使水流边壁的表面光滑平整，在高速水流作用下，仍将可能产生局部空蚀，甚至可能进一步发展扩大。过去有不少由于空蚀破坏的泄水建筑物，多是由局部表面不平整引起的。从一些调查资料中看出，当水流边壁表面有显著急剧凹凸不平时，在低压过水，流速大于15～20m/s时，就有可能发生空蚀；当流速大于30m/s时，即使有3毫米的不平整度，也应当尽量防止。另外，升坎比跌坎更易发生空蚀，陡坡较缓坡更易发生空蚀。
3.对防蚀采用的一些措施，目前常用的有：掺气减蚀，衬砌采用防蚀、抗磨的材料等。若采用以收缩出口断面积的方法，来消除有压洞内可能的空蚀破坏时，一般应经由水工模型试验确定，在洞内可疑或有潜在危险的地段，使其水流空化指数大于该处的初生空化指数，并留有足够的余地。
第5.2.4条 一般在高速水流作用下的泄水建筑物，其过水边壁应选用防蚀能力较强的材料。对于在多泥沙的河流，还应考虑采用抗磨损的材料。有些河流还需考虑采用抗河卵石冲击的材料。有关抗蚀、抗磨材料在附录二中已作介绍。其中高标号水泥砂浆材料具有相当地防蚀能力，如以石英砂制备高标号水泥石英砂浆做为防护层，其抗磨能力仅次于环氧砂浆。其优点：较经济、施工简单、质量容易保证，修补亦方便。在三门峡溢流坝3#底孔采用了高标号水泥石英砂浆护面，经八年长期过水后基本完好。铸铁板混凝土块材料具有抗磨抗河卵石冲击的能力。
第六章 混凝土和钢筋混凝土衬砌
第一节 一般原则
第6.1.1条 本条规定与“66部颁暂行规范”第28条的有关规定相同。
第6.1.2～6.1.3条 混凝土和钢筋混凝土衬砌的选择，采纳“66年部颁暂行规范”的意见，取消过去