目前,我国采用盾构法修建的输水隧洞均采用两层衬砌结构。预应力混凝土管片衬砌是一种单层衬砌结构,通过将预应力导入管片衬砌中,可以平衡由内水压力产生的轴向拉力,避免接头被完全拉开；采用预应力钢绞线连接方式取代螺栓连接,不需在管片内表面设置螺栓孔。这种衬砌能够同时承担内外荷载,且不需要施做二衬,可以提高施工速度,降低成本,是适合于水工隧洞的衬砌形式,有非常好的应用价值。本文通过结合输水隧洞受力特点,对用于输水隧洞的预应力管片衬砌进行了预应力设定理论、结构设计理论、衬砌构造设计理论等多方面研究,形成了一套较为完整的预应力管片的设计方法。并采用该设计方法结合实际工程进行了PC-Net预应力管片的设计。本文在研究中所获得的成果如下：(1)在研究过程中,发现了当前研究中对预应力管片特点认识的不足,重新理解了输水隧洞衬砌在内水压作用下的受力特点,以及在管片衬砌中导入预应力的目的。提出了要求衬砌结构内不出现轴向拉力,但允许出现一定宽度以内裂缝的新的预应力设定方法。(2)在进行预应力管片接缝张开量研究时,提出了基于Betongelenke理论的张开角计算理论,且考虑预应力钢绞线与预埋套管摩擦损失的预应力管片接头张开量计算方法。(3)通过整理相关资料,总结了一套遇水膨胀止水橡胶垫的设计方法。在研究的过程中,还针对输水隧洞预应力混凝土管片衬砌的特点,对其结构设计与构造设计的理论提出了自己的思考和见解,望为今后预应力管片的进一步深入研究提供一些经验和方法。