随着我国城镇化步伐的加快,需要建设大量的市政地下管道来满足城市发展需求,而不影响地面交通和地面建（构）筑物的非开挖技术,具有独特的技术优势。在非开挖技术中,相比于顶管和盾构施工,定向钻（Horizontal Directional Drilling）更适用于中、小断面管线,具有施工速度快、造价低、方向可控等优势,在城镇地下管道铺设方面应用广泛。但是定向钻在施工时也面临诸如泥浆压力损伤临近建（构）筑物、孔壁坍塌、钻进轨迹偏差等一系列问题,因此对此类问题的研究具有理论和工程意义。探究定向钻的施工扰动机理,以孔周应力分布理论为基础,推导定向钻孔道周边塑性区分布范围,利用ABAQUS数值模拟软件结合郑州市刘湾水厂穿越南水北调中线总干渠实例工程,以现场实测数据验证数值分析模型和参数,在此基础上归纳定向钻施工效应机理及对应控制技术,为设计和施工提供一定的参考。主要成果如下:（1）根据实例工程调研和对定向钻施工扰动机理分析,认为主要的扰动阶段为“扩孔施工”,且扩孔施工不是简单的“挤土”作用,而是以切土为主、伴随挤土的过程。（2）通过对定向钻孔周应力状态的研究,探究地应力系数（土体内某点处水平应力与竖向应力之比）λ≠1时孔周塑性分布,分析各因素对孔周塑性应力分布的影响。研究表明:塑性半径最大值₈（6）随着土体的粘聚力₈)和摩擦角₈)增大而减小;随着钻孔半径₀的增加而增大;随着地应力系数λ从0增加至0.5呈现增长趋势,后逐渐减小;随着钻进深度z的增加呈抛物线增长趋势,并给出不同土体的塑性发展系数n建议值。塑性区的分布形状随着不同的参数取值主要呈现出“椭圆形”,提出了提高孔壁稳定性的技术措施。（3）对郑州市刘湾水厂穿越南水北调中线总干渠进行全过程监测,分析总结了施工过程中南水北调干渠入土侧和出土侧渠顶马道、周边土体的沉降规律以及干渠坡面混凝土表面的应变发展规律,并提出以衬砌差异沉降率0.5‰作为干渠安全控制预警指标。（4）结合实例工程监测数据,通过ABAQUS有限元软件模拟、对比、分析定向钻孔周应力的分布规律及塑性分布特点。定向钻孔周主要在竖向发生较大的塑性应变,因此其坍塌主要发生在竖直方向。（5）利用经过验证的数值分析模型和参数,模拟不同定向钻孔道深度引起的南水北调干渠沉降规律和混凝土表面应变规律,并以差异沉降、绝对沉降限值、混凝土应变限值为控制值,得到确保干渠安全的钻进深度建议值,建议定向钻孔道埋深自干渠底部宜不小于5m,即不应小于设计终孔直径的5倍。（6）对定向钻钻进泥浆压力进行了研究,针对钻进深度大于10倍孔道直径工况,改进了现有极限泥浆压力公式;当孔道埋深较浅且位于距干渠下部极限钻进深度附近时,提出控制干渠安全的泥浆压力宜小于0.3MPa。