青海贵德盆地存在的地热资源使得拉西瓦灌溉工程3~#隧洞产生高地温现象(实测空气温度34℃),灌区往复通水产生的高温降严重影响衬砌结构的稳定性。为此,采用三维有限差分法,结合现场监测试验数据,对该隧洞施工期和运行期衬砌结构的受力特性及其稳定性进行了研究。结果表明:较大的拉应力值使衬砌结构产生裂缝,不利于衬砌结构的稳定性；施工期衬砌结构产生纵向裂缝,运行期衬砌结构产生环向裂缝,其中有压洞易同时产生纵向裂缝；施工期6 m段衬砌结构在两端位置处产生裂缝,9 m段在中间位置处产生裂缝；运行期3 m、6 m、9 m段衬砌结构在中间位置处产生裂缝,12 m段容易在两端1/3位置处产生裂缝；衬砌分缝长度较短时,衬砌结构总体受力情况较好；工程采用分缝长度为6 m段衬砌结构,加配环向钢筋,取得较好成效。该研究成果可为未来在黄河谷地地热资源丰富地区开展相关工程提供技术支持。