为了研究高地温引水隧洞喷层结构的承载能力与裂缝产生原因。本文以新疆某水电站高地温引水隧洞为依托,采用现场实测、理论计算、数值模拟相结合的方法,研究了高地温引水隧洞喷层结构不同工况下应力场、位移场、应变场、温度场的分布规律,喷层结构承载特性影响因素,以及等效龄期下的混凝土喷层结构的温度应力。主要工作与结论如下:(1)对喷层施工现场进行监测,监测围岩的温度场、钢纤维混凝土喷层的应力场与应变场,围岩施加喷层之后,温度会比之前上升10℃左右,这是由于围岩阻挡了围岩与空气直接的散热过程。钢纤维喷层径向应力值在0.2-0.4MPa之间;环向压应力在0.4-1.8MPa之间,这是由于在径向一侧无约束,且观察到温度对环向应力的影响也更大。径向应变与环向应变在喷层结构施工的过程中逐渐的从拉应变转为压应变。(2)通过理论计算与数值模拟计算分析可得,对于喷层结构的应力值而言,外侧的径向压应力大于内侧的径向拉应力,拱腰处的环向应力大于拱顶处与拱底处的环向应力,环向应力的最大值为位于喷层拱腰内侧,其值为35.37MPa,此处的压应力值超过了C30混凝土的抗压强度。故应该在此处加强措施防裂。(3)对于喷层结构的径向位移而言,有朝着洞内变形的趋势,径向位移范围为0.24mm至2.1mm,沿着拱顶至拱底逐渐减小;对于环向位移而言,喷层左半周逆时针变形,喷层右半周顺时针变形,环向位移范围为0mm至0.95mm,径向和环向位移未超过极限位移值。从位移的角度,喷层结构不会产生裂缝。(4)在影响因素分析中,分析了四种对喷层结构承载特性有关的因素,模拟结果证明,喷层承受的应力值与线膨胀系数成正比;随着温差的加大,拱腰处的压应力逐渐减小,拱顶处的压应力逐渐增大;喷层承受的环向应力值与地应力水平侧压力系数成正比;喷层承受的应力值与喷层结构厚度成反比。其中温差与喷层结构厚度对喷层结构的承载能力影响较大;线膨胀系数影响较小。在设计喷层结构时,可以把这四种因素考虑进去,在经济合理的前提下,设计出承载能力最好的喷层。(5)钢纤维喷层结构的径向应力与环向应力随着水泥水化热的热量变化,随着龄期先增长后减小。其中,径向应力的二十一天最终值为0.7MPa,环向应力为5.1MPa,均未超过C30混凝土的抗压强度。无需考虑抗压措施。(6)喷层结构的裂缝按照受力性质可分为压裂缝与拉裂缝,喷层混凝土在施工期的径向与环向压应力较大,更容易产生压裂缝。调整合适的配比;选择线膨胀系数较大的混凝土材料;适当的增加喷层厚度等方法提升喷层结构的抗压强度。在喷层结构中增加钢纤维或者钢筋网,提升喷层结构的抗拉强度。高地温是一种地质灾害,关于高地温引水隧洞喷层结构的研究对实际工程有一定的理论意义。