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孔壁失稳和地面变形过大是水平定向钻进施工中最为突出的问题之一，因孔壁失稳和地面变形过大导致的地面开裂、冒浆、孔壁失稳等问题严重影响施工安全和周期，并对附近构筑物和环境保护产生不利影响。因此，开展最大允许注浆压力和地面变形的理论、数值和试验研究以及孔壁稳定性和地面变形的判断方法与标准研究对于正确理解水平定向钻进施工中孔壁失稳机理，进而采取有针对性的处理对策，以确保施工安全和保护环境具有重要意义。 针对水平定向钻进孔壁失稳和地面变形评价难题，采取现场试验、理论分析与数值模拟相结合的研究手段，开展最大允许注浆压力预测模型和地面变形计算模型以及孔壁稳定性和地面变形的判断方法与标准研究。论文的主要工作和成果如下: (1)将Mindlin解应用于水平定向钻进施工泥浆压力作用下的地面位移计算方法研究。基于Mindlin解，建立了可考虑不同钻孔孔径、埋深和土体类型的水平定向钻进施工中泥浆压力作用下的地面位移计算模型。利用该模型，计算了不同的孔径、埋深和不同类型土体中的地面变形值，研究了孔径、埋深和土体类型对地面变形的影响规律。利用有限差分方法(FLAC3D)进行了相应的数值模拟，并将两者的结果进行了对比，分析了结果的差异性和引起结果差异性的原因，结果表明，该预测模型可用来计算注浆压力较小时，浅层水平定向钻进施工中的地面变形。 (2)将水平定向钻进施工中注浆压力对孔壁的作用简化为柱形小孔扩张问题，引入土体软化系数，利用弹塑性边界条件，对水平定向钻进施工中最大允许注浆压力计算公式进行推导，提出可考虑土体注浆软化作用的、基于小孔扩张理论的水平定向钻进施工中最大允许注浆压力计算模型。该模型可计算不同埋深、钻孔直径，土体粘聚力、内摩擦角、重度、泊松比、弹性模量、软化系数等条件下的最大允许注浆压力值。将该模型与现有的理论模型、室内和现场试验数据、数值计算模型进行对比，进一步验证了模型的有效性和适用性。研究表明，本文提出的计算模型和数值模拟、室内模型和现场试验的结果较为接近，能较准确地预测水平定向钻进施工中的最大允许注浆压力值，而相同条件下Delft计算模型的预测结果偏大。 (3)借助FLAC3D计算软件，建立了数值计算模型，开展了水平定向钻进施工最大允许注浆压力影响因素数值模拟研究。采用Delft预测模型中的最大允许注浆压力判断标准和塑性区的扩展情况作为判定最大允许注浆压力的方法，假设当塑性区半径扩展为钻孔埋深的三分之二时的压力值为最大允许注浆压力值，全面揭示了孔径、埋深、土体重度、内摩擦角、粘聚力、弹性模量、泊松比等多个因素对水平定向钻进施工中最大允许注浆压力和孔壁稳定性的影响规律。研究表明，弹性模量对水平定向钻进施工中最大允许注浆压力的影响很小;在其他条件不变时，最大允许注浆压力分别随着土体重度、内摩擦角、粘聚力、泊松比、埋深的增大而增大，随着孔径的增大而减小，这些因素对最大允许注浆压力和孔壁稳定性影响较大。 (4)设计并开展了浅层水平定向钻进施工中最大允许注浆压力、地面变形现场试验研究。首次利用现场试验揭示孔壁失稳机制，以及注浆类型、埋深对最大允许注浆压力、地面变形的影响规律。在试验中，考虑了两种不同的埋深和两种不同的注浆材料来研究埋深和注浆材料对最大允许注浆压力的影响。首次采用了美国DCI公司最新研发的监测水平定向钻注浆压力的传感器来监测试验过程中的注浆压力，并首次将三维激光扫描仪(3Dlaser scanner)应用在水平定向钻进施工地面变形监测上，该新注浆压力传感器和三维激光扫描仪实时监测了整个试验过程中的注浆压力值和地面变形，其精度较高，使用方法和操作过程较为简单，后续数据处理较为方便，可在水平定向钻进施工工程中推广使用。基于现场试验，利用有限差分法建立了数值计算模型，并利用Deflt模型和本文提出的新模型对试验中的最大允许注浆压力进行了计算，最后将试验结果与数值计算结果、理论计算结果进了对比，进一步验证理论模型和数值模型的有效性和适用性。研究表明，本文提出的新模型能较好的预测水平定向钻进施工中的最大允许注浆压力，Delft模型过大地预估了该值。 (5)利用本文提出的最大允许注浆压力计算模型作为判定一般土体中水平定向钻进孔壁稳定性的标准之一，并综合前人提出的Delft模型、Kennedy模型、Ariaratnm模型，分类考虑了水平定向钻进在一般土体、岩石和埋深较深的硬质土体施工中，由于注浆压力过大导致孔壁失稳时岩土体的两种破坏模式（拉裂破坏和剪切破坏），提出了每类问题中的最大允许注浆压力、最小注浆压力计算方法和孔壁稳定性的判断标准、方法和解决措施。结合水平定向钻进施工中地面变形计算方法和美国、加拿大等国家的经验，提出了水平定向钻进施工中地面变形评价标准、方法和控制措施。结合水平定向钻进实际施工工程，介绍了上述方法的使用方式，验证了上述方法的有效性和适用性。