土压平衡盾构机工作时由刀盘旋转切削开挖面土体，被切削下来的土体进入刀盘后面的密封土舱，土舱底部有一螺旋输送机，将舱内的渣土输送到盾体外并通过调节转数控制渣土排量，使密封土舱内土体压力与开挖面土体压力相平衡。土压平衡盾构机适用于粘土、砂土、砂砾等地质条件掘进施工。具有适用范围广，对土体扰动小，施工效率高，可靠性强等优点。微型土压平衡盾构机适用于我国地下排水管线的建设，其开挖直径断面较小，可以在地下30-50m作业，不影响地下地铁线路。螺旋输送机是微型土压平衡盾构机的关键系统之一，起着维持土压平衡的关键作用，微型盾构机盾体体积小，内部空间狭窄，若单一对现有普通盾构排渣系统进行尺寸缩小是不能满足微型盾构机需求的，应该根据实际情况，对排渣系统进行修改设计，力求简化排渣系统而又完成其实现土压平衡的关键作用。因此，控制螺旋输送机精确排土要求较高，要保证螺旋输送机安全工作，避免渣土喷涌等事故发生，提高盾构机工作的可靠性，针对特定土质设计螺旋输送机，优化螺旋输送机结构，并基于CFD流固耦合软件对螺旋输送机进行仿真分析，对螺旋输送机输送渣土流场进行压强分析，螺旋输送机变形分析，对不同转速的流场流线及流速进行比较，最后进行螺旋输送机模态分析，使所设计的螺旋输送机满足其使用性能。由于盾构机需要针对土质专门设计，土体情况不同，螺旋输送机结构形式和尺寸参数均不同，因此，本文只针对某土质进行螺旋输送机设计、建模仿真及优化。