在水电站工程中,压力管道作为重要的输水建筑物,对其进行安全、经济、合理设计十分重要。随着科学与技术的发展,压力管道的种类和结构形式越来越多,应用越来越广泛,其理论依据和计算方法越来越复杂,为了更好利用和确定不同型式的压力管道,需要理论上进一步研究,并提出更合理的结构优化设计和加固措施。本文以重庆石柱水电站工程实例为研究背景,紧紧围绕埋地钢管抗外压稳定性的实际问题,首先介绍石柱水电站采用的压力管道结构形式,并利用传统算法对压力管道管径、壁厚等进行初步参数设计,然后根据《水电站压力管道设计规范》和《给水排水工程埋地钢管管道结构设计规程》,总结不同的压力钢管抗外压稳定的计算公式,针对现场管土作用机理和土壤变形特征,对加劲环式埋地钢管的抗外压计算公式进行修正,提出了新的计算方法,得到了改进计算公式。以此为基础提出了埋地钢管抗外压稳定两种加固措施,并分析管道径厚比、加劲环间距、土壤综合变形模量等因素对加固措施的影响。在分析不同加固方案中,以两个加劲环之间的管道为研究对象,以压力管道壁厚、加劲环间距等参数为优化变量,把加劲环与钢管共同承受外部荷载作用下不失稳作为约束条件,利用改进后抗外压承载能力计算公式进行了不同加固方案的安全性和经济性对比分析,最后利用有限元ANSYS软件,建立加劲环式埋地钢管的三维模型,对不同加固方案进行特征值屈曲分析和非线性屈曲分析,并与改进公式的计算结果进行对比,验证了计算方法的正确性和实用性,并得到本工程最优加固措施。通过对比研究,改进后的加劲环式埋地钢管抗外压承载能力计算公式基本可靠。同时,从经济分析可以看出加劲环加固方法相对于传统增加壁厚加固方法,设计理念更加科学、经济,在保证管道结构整体质量基础上既可以提高设计效率,又具有操作简单的特点。该加固计算研究方法,可以为同类水电站加劲环式埋地压力钢管的设计提供一定的参考。