随着社会经济的快速发展和工程技术的长足进步,地下工程逐渐成为国民基础建设的主体,各类地质灾害的防治,尤其是高温热害隧洞在设计、施工过程中的问题,逐渐成为了国内外研究学者关注的焦点。本文使用理论计算的方法,针对高地热条件下隧洞衬砌结构的温度场和应力场分布进行了计算,并对隔热层的设计原则进行了相关探讨;在此基础上,使用ANSYS软件,针对新疆齐热哈塔尔水电站引水隧洞工程所遇到的高温热害地质灾害进行了数值模拟,为确定合理的支护结构提供了理论依据;根据理论计算与数值模拟的结果设计正交试验,对高温养护条件下隧洞衬砌混凝土的早期抗裂性能进行了相关的研究。本文得到的主要结论如下:(1)在混凝土衬砌结构与高温围岩间喷射隔热层,能显著减小支护结构两侧的温差和由温度与固定约束产生的温度应力。文中给出了温度场、应力场的计算公式,针对工程实例进行了相关的试算,并给出了隔热层的相关设计原则。(2)使用数值模拟的方法对新疆齐热哈塔尔水电站引水隧洞工程支护结构在施工期的稳定性进行研究,分别讨论了隔热层、过水断面形状、结构最大应力与结构抗震等因素对支护结构稳定性的影响。计算结果表明圆形过水断面、衬砌厚度为25cm时,隧洞支护结构的稳定性最佳。(3)对高温热害隧洞在运行期的稳定性进行数值模拟,分别计算了不同监测点的等效应力、结构位移和安全系数。计算结果表明:高温热害隧洞中,采用喷锚支护+隔热层+模筑钢筋混凝土组成的支护结构,可满足工程实际的需求。(4)正交试验的结果表明:温度升高会降低混凝土的早期抗裂性,当养护温度高于60℃后掺粉煤灰可以提高混凝土的早期抗裂性;对比试验表明在60℃的养护温度下,粉煤灰掺量为25%且水灰比为0.47时混凝土的抗裂效果最好。