水工隧洞历史悠久，早在公元前120～前111年，在中国今陕西省龙首渠上修筑了长达十余里的水工隧洞。近代，由于灌溉、供水和水电建设的发展，采用水工隧洞的工程日益增多。20世纪60年代以后，随着岩石力学、施工技术以及新奥地利隧洞施工法的应用和计算技术的发展，水工隧洞建筑规模不断扩大，设计理论也逐步趋向合理，预应力衬砌、锚喷支护、利用高压喷射灌浆在软基上开挖洞室、考虑衬砌与围岩联合受力的有限单元法等都在发展。世界上已建最长的水工隧洞是为芬兰首都赫尔辛基供水而修建的引水隧洞，长达120千米。中国已建成的山西黄河万家寨引黄一期工程，输水总干线长44.35千米，其中水工隧洞11座，总长42.3千米。南干线全长101.7千米，水工隧洞7座，总长98.5千米，其中7号隧洞长42.9千米。辽宁省大伙房水库引水一期工程的引水隧洞长度超过了85千米。南水北调中线工程穿黄隧洞长4250米，包括过河隧洞和邙山隧洞，其中过河段长3450米，邙山段长800米。建设期的南水北调中线穿黄隧洞见图。

建设期的南水北调中线穿黄水工隧洞

某些条件下，可能一洞多用，例如发电与灌溉、供水相结合，将发电后的尾水用于灌溉、工业及城镇供水。水工隧洞按水流流态分为无压隧洞和有压隧洞。无压隧洞具有自由水面，洞内保持一定的净空。有压隧洞的整个断面被水充满，洞壁承受内水压力。灌溉、工业及城镇供水隧洞可无压，也可有压；发电引水隧洞一般有压；在灌排渠道和运河上的隧洞一般无压。

水工隧洞除洞身段外，一般还包括进口段和出口段。有时受地形条件限制，在进口前或出口后，增设引水渠或尾水渠。在水工隧洞中一般需设两道闸门：工作闸门和检修闸门。①工作闸门用来调节流量，可以设在进口、出口或洞内适宜位置。一般情况下，无压洞的工作闸门设在进口，有压洞的闸门设在出口。当闸门布置在洞内，门前为压力流，门后为明流。工作闸门多用平面闸门或弧形闸门。②检修闸门或事故检修闸门，位于进口，当工作闸门、水工隧洞发生事故或需要检修时使用，一般采用平面闸门。

水工隧洞设计包括洞线选择、拟定洞身断面形状及尺寸、衬砌结构计算和选用出口消能防冲设施等。水工隧洞选线关系到工程造价、施工难易、工期长短和运行的可靠性，需要在初选的几条线路中，通过技术经济比较确定最优方案。洞身断面形状及尺寸决定于地质、受力、水流、施工等因素和运用要求。

水工隧洞衬砌的作用有：限制洞周岩体变形，保证围岩稳定，承受围岩压力、内水压力等荷载，防止渗漏，保护岩石免受水流、空气、温度及干湿变化的侵蚀，减小表面糙率等。水工隧洞若不衬砌，可缩短工期，节省工程费用，但糙率大，水头损失加大，为保证过流能力，需加大洞身过水断面或加大水工隧洞底坡。衬砌与否，需由技术经济比较确定。用于灌溉、供水的水工隧洞，出口均需设置消能设施，水流经消力池或挑流鼻坎后流入河道或渠道。