徐 朝 辉

(兰州市轨道交通有限公司，甘肃 兰州 730000)

1 概述

随着我国城市地下空间工程和跨江越海隧道工程的不断增长，泥水盾构施工技术得到越来越广泛地应用[1-3]。在卵石地层掘进过程中，盾构环流系统排浆系统中的石碴含量会大大增加，对环流系统输送能力提出了较高的要求。因此掌握泥水盾构泥浆管道内石碴输送规律，是保证泥水盾构高效、安全施工的关键。

目前国内外学者针对管路输送系统开展了大量相关研究。在实验方面，F.Ravelet等[4]通过实验得到管道中颗粒尺寸与密度对颗粒形成固定床或分散流具有重大影响；王少勇等[5]通过管道循环系统，研究不同参数对管道压力损失的影响；Edelin等[6]从输送能量的角度，研究了聚丙烯颗粒在清水中输送的最佳浓度；周知进等[7]研究颗粒组分特性与输送速度之间关系，得到颗粒级配对输送速度的影响规律；曹斌等[8]通过高速摄影技术研究不同输入参数下粗颗粒的水力学特性。在数值模拟方面，吴迪等[9]和Gopaliya等[10]利用两相流理论构建了铁矿填充料浆和沙浆的流动模型；陶贺等[11]采用多元颗粒模型研究了颗粒物性对流型、空隙率分布以及颗粒分离的影响；Jiang等[12]采用双流体模型研究流速和固体体积分数对浆液流动特性的影响；Tian等[13]建立冰浆流动模型，分析了流动参数对运输安全性的影响，确定理想冰粒直径。

以上研究的流体介质多为清水，其流变特性与泥水盾构所用泥浆有较大区别，且固体颗粒多为小粒径细沙，因而所得研究成果难以适用于泥水盾构泥浆管道的石碴输送。……