顶管法具有安全、快速和环保等诸多优点,随着技术水平的提高和管道建设需求的增长,其应用范围逐渐向深埋、长距离、岩石地层的方向扩展。长距离岩石顶管施工中,部分洞段顶进阻力突增甚至卡管的问题时有发生,严重影响了顶管施工效率。对顶管施工中管节-围岩接触力学特性进行研究,分析其影响因素并提出相应施工改进措施是解决这一问题的关键。本文在重庆市技术创新与应用示范专项社会民生类重点研发项目（cstc2018jscx-mszd X0071）资助下,依托重庆市观景口水利枢纽工程,采用理论分析、室内试验以及数值模拟等方法,对深埋长距离岩石顶管摩阻力计算方法、管节-围岩摩擦力学特性、管节受力特性和顶管穿越断层破碎带施工力学效应进行了研究,主要研究内容和成果如下:（1）通过对管节-围岩接触状态和现场实测摩阻力进行分析,考虑超挖间隙岩石碎屑填充物的影响,建立了岩石地层管节-围岩接触力学模型,并推导出深埋岩石地层顶管摩阻力计算公式。基于提出的摩阻力公式,分析了泥浆浮力、隧洞的埋深、开挖洞径、围岩力学参数、超挖间隙宽度、间隙填充物填充范围、间隙填充物力学参数等因素对顶管摩阻力的影响。（2）通过管节开孔探查揭示了实际的管节-围岩接触状态,分析了管外填充物的组成成分。在此基础上设计并开展了室内管节-围岩剪切摩擦试验,获得了岩石顶管管节-围岩摩擦特性规律。试验工况下管节-围岩摩擦系数大致在0.3到0.4之间,摩擦系数随着接触面上膨润土泥浆浓度、填充岩屑厚度的增大而减小,随岩屑颗粒粒径的增大而增大。（3）基于揭示的管节-围岩接触状态,采用Flac3D6.0有限差分软件建立岩石地层管节-围岩接触数值模型,分析了围岩压力作用下管节应力、变形和管节-围岩接触应力的大小及分布规律,并探究了隧道埋深、岩体质量和间隙填充物等因素对管节受力特性及顶管摩阻力的影响规律。结果表明:管节应力分布主要与间隙填充范围有关,围岩弹性模量低于2 GPa、粘聚力低于0.3 MPa时,管节受力会显著增大。（4）针对顶管施工穿越断层破碎带卡管问题,采用数值模拟的方法对顶管穿越断层破碎带施工力学效应进行了研究,获得了围岩位移、管节应力、管节变形、管节-围岩接触应力和顶管摩阻力随顶管顶进距离的变化规律。此外,断层破碎带内的围岩位移、管节应力、管节变形以及顶管摩阻力与断层深度近似呈线性关系,随着断层带厚度的增加而减速增大,随着注浆加固厚度的增加而减小,在加固厚度超过2 m后趋于稳定。