顶管施工技术因其快速、经济、安全以及环保的特点越来越多地应用于工程建设中,并朝着长距离、大断面、深埋、适应复杂地层的方向发展。在长距离岩石顶管施工中,混凝土管开裂现象时有发生,影响了顶管工程的长期运营维护。提升顶管自身阻裂能力以及采取合理的施工控制措施是解决这一问题的关键。本文依托重庆市观景口水利枢纽工程,采用理论分析、数值模拟以及室内与现场试验等方法,对纤维混凝土管的力学特性、管-岩接触力学模型以及顶进作用下顶管的裂缝成因与控制措施等进行了研究,主要研究内容和成果如下:（1）研究了不同玄武岩-粗聚丙烯纤维配比的纤维混凝土以及对照组混凝土试样在轴拉、轴压以及四点弯曲试验条件下的力学特性,获得了混杂玄武岩-粗聚丙烯纤维混凝土（HBPFRC）的拉应力-应变以及压应力-应变曲线,探讨了纤维在混凝土受压、受拉、受弯条件下的力学作用机理。结果表明在总掺量6 kg/m3时,HBPFRC在玄武岩纤维与聚丙烯纤维质量比为1:2时达到了最优的纤维混杂效果。（2）通过三点试验法对不掺、单掺玄武岩纤维或粗聚丙烯纤维以及混杂纤维混凝土管进行模型试验,研究纤维对顶管管节的承载能力、裂缝荷载、裂缝扩展以及破坏模式的影响。建立了管节三点试验法受力数值模型,与模型试验管节荷载-位移曲线,破坏模式以及裂缝扩展规律进行了对比印证。以规范规定的不同等级管节裂缝荷载和极限荷载为依据,提出了适用于纤维混凝土管的结构设计方法,并给出不同直径、不同壁厚条件下管节的配筋方案。（3）研究了在顶进过程中纤维混凝土管管-岩接触压力,顶力作用下混凝土轴向应力变化规律。结合岩石顶管工程摩阻力特征以及管-岩接触状态,提出了综合考虑管底部沉渣接触角度、泥浆浮力、轴线偏差及管-岩摩擦系数的管-岩接触力学模型:管-浆接触模型、顶部点接触模型、底部填充接触模型以及上部填充接触模型,并提出了上述模型的适用条件。结果表明管节底部沉渣角度的增大会导致管-岩接触压力增大,且沉渣的增多会导致管-岩摩擦系数的增大,及时清除管节底部沉渣是有效降低管-岩摩阻力的有效方法。（4）建立了考虑管-岩接触状态的长距离岩石顶管顶进施工数值模型,对比分析裂缝分布特征与长距离岩石顶管工程现场管节裂缝分布特征,发现管节的开裂主要是由较大偏转角度以及较高顶力的双重作用导致的,偏转角度与顶力值是影响管节开裂的两个重要因素。增加壁厚与环向配筋率能有效提升纤维混凝土管的裂缝荷载与极限荷载,但壁厚的增大大幅增加了管节重量与材料用量,配筋率的提高对管节开裂荷载的增加幅度有限,相比而言,采用纤维混凝土管可保证管节自重变化不大条件下大幅提升管节的开裂荷载与裂缝荷载,是有效抑制管节开裂的措施。（5）对比了纤维混凝土管与普通混凝土管在不同开裂影响因素作用下的裂缝扩展规律,提出从偏转角度控制、顶力控制、制作工艺改进以及纤维混凝土管应用等方面控制管节开裂。采用数理统计中χ2独立性检验法,证实了纤维的掺入能有效阻止管节裂缝产生的结论。此外,给出了采用普通混凝土管与纤维混凝土管条件下现场预防管节开裂的顶力限值,并进一步提出了具有普适性的长距离顶管工程的预防管节开裂的顶力限值设计流程。