在泥水盾构掘进过程中,泥浆有着稳定开挖面和运输盾构渣土的作用。挖掘下来的渣土石块一般是通过传送带运输出施工现场,这种方式设备较复杂、传送带中容易混入块石、物料分配不均匀。为了改进这些缺点,可以采用气力输送的形式运输渣土。因此,研究气力输送过程的压力损失,对于设计出符合实际施工条件的气力输送装置、提高气力输送系统的运输效率、降低输送过程中不必要的能源消耗、以及减少气力输送系统的故障等,具有重要的工程实践意义。并且,输送介质为泥浆,流动过程的压降会受到泥浆的流变性能与流体固相湍流效应的影响,系统压力时常剧烈波动,容易引起故障的发生。因此,需要结合系统的实际施工计划合理地安排检修或者维护,以减少系统不必要的停机、增加系统运行寿命、提高工作效率。本文搭建了测试平台,配制了两组泥浆,试验研究了气力输送的流动特性。基于气力输送流动过程特点,推导并简化了泥浆多相流动量微分方程,理论计算并分析了管道内泥浆的流动形式与流动压降。基于机会算法,研究了气力输送设备的维护安排策略,根据盾构机停止掘进的时间,作为停机时间为气力输送设备安排维护操作。针对上述内容,本文采用试验研究、数值简化计算、机会算法理论分析相结合的研究方法。主要得到以下结论。第一,基于单相流体的N-S方程,由单相模型逐渐向多相模型转换,考虑气相与固体颗粒的作用,建立了基于泥浆气力输送过程的含固体颗粒的气液固三相流动的动量微分方程。并基于已判别的流型,对使用测试平台进行的两组试验进行了压降预测。第二,基于测量所得数据对测试平台的压降模型进行验证,对管道中段塞单元气相湿周与管道周长的比值k为不同值时的流动压降进行了预测,结果发现,当k值在0.4～0.6之间时,模型的预测误差在±40%以内。第三,以气力输送系统为例,基于机会算法对四个案例给出了维护时间安排。得出以下结论:（1）当系统运行时间较长时,相比于刚刚投入使用的系统,维护安排会提前,这也与系统的使用经验相符合。（2）当停机时刻较小时,可维护性函数对赔率值的影响大于可靠性函数;而当停机时刻较大时,可靠性函数对赔率值的影响大于可维护性函数。（3）平均修复时长越大的设备,安排其维护的停机时间越早。