复杂地层泥水盾构排浆管内石渣运移全过程规律研究

于文端; 王涵

doi:10.19952/j.cnki.2096-5052.2025.04.08

隧道与地下工程灾害防治 ›› 2025, Vol. 7 ›› Issue (4) : 86 -95. DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2025.04.08

复杂地层泥水盾构排浆管内石渣运移全过程规律研究

于文端, 王涵

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摘要

为给排浆管设计优化和堵塞风险预测提供科学指导，本研究基于CFD-DEM耦合方法建立石渣在排浆管内运移的数值计算模型，通过颗粒沉降速度验证方法的准确性，系统探究管道流速v、泥浆浓度s_c、管道倾角θ和石渣半径r对石渣运移特性的影响规律。研究结果表明：v的增加显著提高石渣速度，随着管道流速从2 m·s^-1增加至5 m·s^-1,石渣的平均速度从0.56 m·s^-1显著增加至3.53 m·s^-1,而泥浆浓度对缓解堵塞风险的效果相对有限；管道倾角的增加会导致石渣在进入爬升段后平均速度突降，因此工程实践中应避免采用大角度倾角设计；小半径石渣的排出效率更高，而大半径石渣更易引发堵塞风险。