近年来，随着我国城市化进程的快速推进，城市发展中的水资源供需矛盾越来越尖锐。为了缓解城市缺水的压力，国内新建和规划了一系列跨流域跨区域的远距离输水工程。我国地域广阔，地形复杂，在大型的输水工程中就不可避免地会遇到长距离大埋深的输水隧洞。因此，复杂工况下水工隧洞的结构安全就成为了工程研究关注的重点。本文以水工隧洞为主要研究对象，主要做了以下工作：　　（1）介绍了不同衬砌模型在水工隧洞中的应用和研究现状。分析了不同施工方法（Tunnel Boring Machine法与钻爆法）在国内外隧洞工程中的应用现状以及地下结构的稳定性研究现状。　　（2）研究荷载结构法和地层结构法各自的特点，采用荷载结构法与地层结构法建立水工隧洞结构模型，推导荷载简化后模型的解析解，得到基本假设下简化后的隧洞结构模型的力学特性。　　（3）围岩压力是水工隧洞衬砌结构的主要荷载。本文采用Terzaghi松弛土压力理论与普氏计算法计算引松供水工程典型隧洞的围岩压力，与工程经验法围岩压力对比分析，得到适合深埋隧洞设计计算与数值分析的围岩压力计算方法。　　（4）以引松供水干线工程为背景，建立水工隧洞荷载结构与地层结构有限元模型。以静力等效和简支分配原则分析荷载结构模型中的外部荷载，研究模型的节点荷载转化方式。利用有限元软件ANSYS进行模型静力计算，通过对两种模型结果进行对比与分析，验证地层结构法所建模型的合理性。　　（5）通过设置不同的围岩等级和衬砌弹模，研究定卸荷比下隧洞地层结构模型的力学特性，从而分析围岩参数和衬砌参数对模型的影响，为同类工程设计及施工提供思路。结果表明在围岩压力70％释放下，衬砌内力和变形随围岩等级呈线性增长趋势；随着弹模的增大，衬砌的刚度增加，内力先上升后受到抑制。　　（6）采用模态分析法与振型分解反应谱法计算引松工程典型隧洞地层结构模型在设计地震烈度下的响应，通过响应云图找到模型应力集中危险部位。应用　　ANSYS的时程分析获取危险点的地震时间响应图，并提出加固意见，为同类工程提供借鉴。