环锚无黏结预应力混凝土衬砌作为一种新型的预应力衬砌结构型式主要适用于压力水头较高、围岩厚度较薄、围岩地质条件较差以及衬砌开裂后渗水可能导致邻近建筑物或边坡失稳的水工隧洞结构中。与环锚有黏结预应力衬砌相比,其具有以下优点:无黏结预应力衬砌中锚索沿程预应力损失更小,能够使衬砌中的压应力分布更均匀,衬砌的厚度也可以适当减小,采用双圈布置时可节省近一半的锚具槽,这样就能够节省材料并且降低施工的难度,从而节省工程造价和减少工期,因此也被现行规范确立为宜优先选用的衬砌结构型式,在未来水利工程建设中有着广阔的应用前景。目前,这种衬砌型式仅在小浪底工程的三条排沙洞和大伙房水库输水隧洞中得到应用,由于工程实例较少,且已有研究大多集中在方案设计、施工组织、试验组织及试验成果分析等方面,无黏结预应力衬砌技术在设计理论、结构优化和锚固失效机理及对策研究等方面都存在一些亟待解决的问题。本文以小浪底排沙洞为例,采用ANSYS有限元计算与原观数据相结合的方法,对运行期环锚无黏结预应力衬砌中的薄弱环节即锚具槽区域的应力状态进行了探讨。结果表明:基于“回填混凝土与衬砌有效黏结”理论下衬砌锚具槽端部以及整个回填混凝土区域在设计水位下均会承受较大的有害拉应力,要避免开裂几乎不可能。通过对假定的不同开裂位置下锚具槽局部区域应力状态的分析,得出衬砌的开裂一定程度上释放了锚具槽区域较大的拉应力,但释放效果不显著。借此本文提出了“强调回填混凝土密实性,弱化与衬砌黏结作用”的设计思路,并进行了相应的可行性分析。通过对实测数据的整理,以及借助有限元分析结果,对运行期衬砌开裂进行了实测论证,同时也对运行期围岩对内水压力的分担比进行了探讨和分析,分析结果对今后工程的设计有一定的借鉴意义。