随着中国快速城镇化和大都市化进程,城市土地资源日益紧张,深部地下空间成为大都市正在开发中的国土资源。顶管推进工法是一种开发利用城市地下空间资源的非开挖技术,由于其施工扰动小、绿色环保,越来越受到重视。但是在深埋长距离顶管推进过程中,存在摩擦阻力过大、顶推力不足、地层扰动、顶进方向容易失控等难题。本文以武汉市大东湖核心区污水传输系统深埋长距离顶管隧道工程为背景,综合运用现场调研、理论分析、数值模拟等研究方法,分析了深埋长距离顶管推进过程管-土-浆液相互作用关系,建立了三种顶管推进管-土-浆液接触力学模型,确定了适用于不同模型下的顶推力预测公式,揭示了深埋长距离顶管推进过程周围土体扰动演变规律,提出了深埋长距离推进过程中的减摩技术。主要研究成果如下:(1)研究了顶管推进过程管-土-浆相互作用关系,分析了浆液对顶推力的影响,确定了适用于不同管-土-浆作用的顶推力公式。在管道与浆液的接触面积越大,顶升力越小,说明控制泥浆的分布对减小顶升摩擦力具有重要作用;在考虑拱效应下管土全接触模型的顶推力与管浆全接触模型相差也不是很多,却与不考虑拱效应的情况相差甚远,说明土拱效应是计算顶推力的一个重要影响因素;顶进距离越长,所需的顶推力越大呈正比,对于不同埋深的顶推力,只要能够保持泥浆状态处于管浆全接触时,其顶推力的增长幅度并不大,所以在深埋长距离顶管工程中,需要保证泥浆充足、保持管浆全接触。(2)分析了不同埋深的顶管推进过程对地表的影响,揭示了不同埋深顶管推进过程对地表沉降分布的特征。管道埋深越深,顶管推进过程对地表的影响越小,并且在沿顶管推进方向的横截面上地表沉降值都是以顶管管道轴线对称分布,最大竖向位移产生在轴线处,并且越靠近轴线,位移值越大,反之离轴线越远,位移值越小。由此可以得出深埋顶管对地面的影响很小,所以在本文的工程地质条件下,对地面沉降可以少一些分析。(3)研究了深埋长距离顶管推进过程对周围土体的不同断面的竖向位移,揭示了深埋长距离顶管推进过程土体扰动演变规律。在顶管推进过程中轴线上方土体会产生沉降,而在轴线下方土体会产生隆起,并且通过模拟结果可以发现在顶管推进过程中轴线上方土体受到扰动较轴线下方土体受到的扰动大,对于外径不到2m的顶管而言,可以仅对以顶管中心轴线为原点的半径为4m的范围内的土体进行分析研究。(4)分析了实际工程中的顶管相关施工技术,提出了深埋长距离推进过程中的减摩措施。在工程实践中,在考虑到长距离顶管施工距离长的情况下,应该保持顶管沿线任何部位都应具备压力、流量灵活调节的能力,做到不定期补浆;对于中继间的选择既要遵循经验,也要考虑到实际情况,具体问题具体分析;对轴线的控制也要做到随偏随纠,并且纠偏量不宜过大。论文共有图48幅,表3个,参考文献121篇。