随着地下工程建设项目的增多,高温热害问题对地下工程产生的影响也越来越突出,且大部分工程所处的地质环境非常复杂,导致高地温地下工程在施工时具有很大的挑战性,因此对高地温隧洞围岩力学特性和锚固支护措施的研究十分有意义。本文采用现场监测、理论分析和数值模拟相结合的手段,探究高地温环境下水工隧洞的塑性区特征和支护结构的力学特性及其变化规律。主要研究工作及结论如下:（1）依托新疆某工程的高温水工隧洞项目,通过现场原位监测得出施工期、运行期和检修期围岩的温度数据以及挂网喷层段喷层的应力与锚杆轴力变化情况。温度的监测分析可得,毛洞段与挂网喷层段温度值不同,但温度随时间变化趋势基本相同,均表现为同升同降;同一侧孔不同测点之间温度变化趋势基本相同,距离洞壁越远,围岩温度越高,反之,距洞壁越近,围岩温度越低。喷层有保温隔热和防渗的作用,运行期围岩的温度场稳定时,毛洞段围岩各点温度均比挂网喷层段温度低15℃左右。（2）为探究高地温环境下水工隧洞中全长粘结式锚杆的力学特性,根据锚杆微段的受力平衡以及锚杆界面应力传递机制,建立锚杆轴向位移的微分方程。以隧洞围岩位移为参量,求解轴向位移的微分方程得到锚杆轴应力与界面剪应力分布函数。引入围岩位移释放率,将高温条件下温度影响的材料热力学参数值代入函数,分别讨论温度和支护时机对全长粘结锚杆轴力和界面剪应力的影响。当支护的时机不同,围岩的塑性区半径和支护结构受力是不同的。位移释放率越大时,围岩变形接近结束,锚杆与围岩的相互作用变小,锚喷支护效果不明显,围岩塑性区半径最大,围岩承担了大部分的变形和荷载,更容易引起松动和破坏。隧洞开挖后选择合适的时机进行锚喷支护,使得支护结构与围岩构成了共同承载体,能充分调节和改善围岩的应力状态,限制围岩塑性区扩展,使整体结构更加安全。不同温度下锚固体界面剪应力均有正负值,当温度越高,围岩弹性模量越低,围岩塑性区半径越大,喷层支护抗力越小支护效果越弱,围岩承担了更多的荷载,容易引起松动和破坏。同时,锚杆与岩体的粘结能力减弱,洞壁处的最大剪应力值降低,中性点位置向远离洞壁方向移动,拉拔段长度增加,剪应力沿锚杆长度分布更加均匀。（3）以实测的工程资料和温度-应力耦合理论为基础,基于德里克普拉格准则,建立瞬态热-力耦合作用下的有限元模型。模拟不同初始温度下隧洞施工期的应力和塑性区特征以及支护结构应力随时间的变化,分析不同温度围岩锚喷支护前后围岩塑性区和支护结构的变化规律。围岩初始温度越高,围岩塑性区的范围与塑性变形值越大,当初始温度为60℃和100℃时,塑性区最大应变值分别为0.0016和0.0019,与20℃相比增长76%和111%,塑性区在拱肩和拱脚处出现向围岩深处的恶性发展。围岩支护后随着应力释放,塑性区依旧逐渐增大,较同时期未支护情况,塑性应变和塑性区范围明显减小,支护后围岩塑性变形速率减小,锚喷支护对高温围岩塑性区的发展有明显的限制作用。运行期和检修期内隧洞开挖引起的围岩应力释放基本全部完成,温度变化均在20℃内,温度改变对围岩应力的影响有限,围岩与锚固支护结构力学性能变化较小。