即盾構(gòu)機，簡稱盾構(gòu)，全名叫盾構(gòu)隧道掘進機（Tunnel Boring Machine），是一種隧道掘進的專用工程機械，它是一個橫斷面外形與隧道橫斷面外形相同，尺寸稍大，利用回旋刀具開挖，內(nèi)藏排土機具，自身設(shè)有保護外殼用于暗挖隧道的機械。

　　盾構(gòu)機的原理

　　盾構(gòu)機的基本工作原理就是一個圓柱體的鋼組件沿隧洞軸線邊向前推進邊對土壤進行挖掘。該圓柱體組件的殼體即護盾，它對挖掘出的還未襯砌的隧洞段起著臨時支撐的作用，承受周圍土層的壓力，有時還承受地下水壓以及將地下水擋在外面。挖掘、排土、襯砌等作業(yè)在護盾的掩護下進行。

　　盾構(gòu)機的特點

　　用盾構(gòu)機進行隧洞施工具有自動化程度高、節(jié)省人力、施工速度快、一次成洞、不受氣候影響、開挖時可控制地面沉降、減少對地面建筑物的影響和在水下開挖時不影響水面交通等特點，在隧洞洞線較長、埋深較大的情況下，用盾構(gòu)機施工更為經(jīng)濟合理�，F(xiàn)代盾構(gòu)掘進機集光、機、電、液、傳感、信息技術(shù)于一體，具有開挖切削土體、輸送土碴、拼裝隧道襯砌、測量導(dǎo)向糾偏等功能，而且要按照不同的地質(zhì)進行“量體裁衣”式的設(shè)計制造，可靠性要求極高。廣泛應(yīng)用于地鐵、鐵路、公路、市政、水電等隧道工程。

　　盾構(gòu)機的種類

　　盾構(gòu)的分類較多，可按盾構(gòu)切削面的形狀、盾構(gòu)自身構(gòu)造的特征、尺寸的大小、功能，挖掘土體的方式，掘削面的擋土形式，穩(wěn)定掘削面的加壓方式，施工方法，適用土質(zhì)的狀況多種方式分類。下面我們按照盾構(gòu)組合命名分類闡述。

　　一、全敞開式盾構(gòu)機（全敞開式盾構(gòu)機的特點是掘削面敞露，故挖掘狀態(tài)時干態(tài)狀，所以出土效率高。適用于掘削面穩(wěn)定的性好的地層，對于自穩(wěn)定性差的沖積地層應(yīng)輔以壓氣、降水、注漿加固等措施）

　　1.手掘式盾構(gòu)機

　　手工掘削盾構(gòu)機的前面是敞開的，所以盾構(gòu)的頂部裝有防止掘削面頂端坍塌的活動前檐和使其伸縮的千斤頂。掘削面上每隔2-3m設(shè)有一道工作平臺，即分割間隔為2-3m.另外，在支撐環(huán)柱上安裝有正面支撐千斤頂。掘削面從上往下，掘削時按順序調(diào)換正面支撐千斤頂，掘削下來的沙土從下部通過皮帶傳輸機輸給出土臺車。掘削工具多為鶴嘴鋤、風(fēng)鎬、鐵鍬等。

　　2.半機械式盾構(gòu)機

　　半機械式盾構(gòu)機是在人工式盾構(gòu)機的基礎(chǔ)上安裝掘土機械和出土裝置，以代替人工作業(yè)。掘土裝置有鏟斗、掘削頭及兩者兼?zhèn)淙�種形式。具體裝備形式為A.鏟斗、掘削頭等裝置設(shè)在掘削面的下部。B.鏟斗裝在掘削面的上半部，掘削頭在下半部。C.掘削頭裝在掘削面的中心。D.鏟斗裝在掘削面的中心。

　　3.機械式盾構(gòu)機

　　盾構(gòu)機的前部裝有旋轉(zhuǎn)刀盤，故掘削能力大增。掘削下來的砂土由裝在掘削刀盤上的旋轉(zhuǎn)鏟斗，經(jīng)過斜槽送到輸送機。由于掘削和排土連續(xù)進行，故工期縮短，作業(yè)人員減少。

　　二、部分開放式盾構(gòu)機（即擠壓式盾構(gòu)機，其構(gòu)造簡單、造價低。擠壓盾構(gòu)適用于流塑性高、無自立性的軟粘土層和粉砂層）

　　1.半擠壓式盾構(gòu)機（局部擠壓式盾構(gòu)機）

　　在盾構(gòu)的前端用胸板封閉以擋住土體，使不致發(fā)生地層坍塌和水土涌入盾構(gòu)內(nèi)部的危險。盾構(gòu)向前推進時，胸板擠壓土層，土體從胸板上的局部開口處擠入盾構(gòu)內(nèi)，因此可不必開挖，使掘進效率提高，勞動條件改善。這種盾構(gòu)稱為半擠壓式盾構(gòu)，或局部擠壓式盾構(gòu)。

　　2.全擠壓式盾構(gòu)機

　　在特殊條件下，可將胸板全部封閉而不開口放土，構(gòu)成全擠壓式盾構(gòu)。

　　3.網(wǎng)格式盾構(gòu)機

　　在擠壓式盾構(gòu)的基礎(chǔ)上加以改進，可形成一種胸板為網(wǎng)格的網(wǎng)格式盾構(gòu)，其構(gòu)造是在盾構(gòu)切口環(huán)的前端設(shè)置網(wǎng)格梁，與隔板組成許多小格子的胸板；借土的凝聚力，用網(wǎng)格胸板對開挖面土體起支撐作用。當(dāng)盾構(gòu)推進時，土體克服網(wǎng)格阻力從網(wǎng)格內(nèi)擠入，把土體切成許多條狀土塊，在網(wǎng)格的后面設(shè)有提土轉(zhuǎn)盤，將土塊提升到盾構(gòu)中心的刮板運輸機上并運出盾構(gòu)，然后裝箱外運。

　　三、封閉式盾構(gòu)機

　　1.泥水式盾構(gòu)機

　　是通過加壓泥水或泥漿（通常為膨潤土懸浮液）來穩(wěn)定開挖面，其刀盤后面有一個密封隔板，與開挖面之間形成泥水室，里面充滿了泥漿，開挖土料與泥漿混合由泥漿泵輸送到洞外分離廠，經(jīng)分離后泥漿重復(fù)使用。

　　2.土壓式盾構(gòu)機

　　是把土料（必要時添加泡沫等對土壤進行改良）作為穩(wěn)定開挖面的介質(zhì)，刀盤后隔板與開挖面之間形成泥土室，刀盤旋轉(zhuǎn)開挖使泥土料增加，再由螺旋輸料器旋轉(zhuǎn)將土料運出，泥土室內(nèi)土壓可由刀盤旋轉(zhuǎn)開挖速度和螺旋輸出料器出土量（旋轉(zhuǎn)速度）進行調(diào)節(jié)。它又可細分為削土加壓盾構(gòu)、加水土壓盾構(gòu)、加泥土壓盾構(gòu)和復(fù)合土壓盾構(gòu)

　　盾構(gòu)工法

　　盾構(gòu)施工法是在地面下暗挖隧洞的一種施工方法，它使用盾構(gòu)機在地下掘進，在防止軟基開挖面崩塌或保持開挖面穩(wěn)定的同時，在機內(nèi)安全地進行隧洞的開挖和襯砌作業(yè)。其施工過程需先在隧洞某段的一端開挖豎井或基坑，將盾構(gòu)機吊入安裝，盾構(gòu)機從豎井或基坑的墻壁開孔處開始掘進并沿設(shè)計洞線推進直至到達洞線中的另一豎井或隧洞的端點。盾構(gòu)工法的選擇，詳盡地比較各種盾構(gòu)工法的特征是關(guān)鍵。其中，選擇適合土質(zhì)條件并確保工作面穩(wěn)定的盾構(gòu)機種及合理輔助工法最重要。所以，盾構(gòu)機的選型原則是因地制宜，盡量提高機械化程度，減少對環(huán)境的影響。

　　盾構(gòu)機的發(fā)展歷程

　　盾構(gòu)機問世至今已有近180年的歷史，其始于英國，發(fā)展于日本、德國。近30年來，通過對土壓平衡式、泥水式盾構(gòu)機中的關(guān)鍵技術(shù)，如盾構(gòu)機的有效密封，確保開挖面的穩(wěn)定、控制地表隆起及塌陷在規(guī)定范圍之內(nèi)，刀具的使用壽命以及在密封條件下的刀具更換，對一些惡劣地質(zhì)如高水壓條件的處理技術(shù)等方面的探索和研究解決，使盾構(gòu)機有了很快的發(fā)展。盾構(gòu)機技術(shù)仍有巨大的發(fā)展余地。現(xiàn)在的盾構(gòu)機幾乎全是針對具體項目規(guī)范和地質(zhì)條件而量身訂做。希望在不久的將來，能夠?qū)崿F(xiàn)盾構(gòu)機設(shè)計的神圣目標(biāo)：一臺全球通用的機器，功能強大足以應(yīng)付任何項目。這將從兩個方面大大地降低費用，一是設(shè)計制造的標(biāo)準(zhǔn)化，而是推進二手機器市場。材料科學(xué)的發(fā)展將能夠制造功能更強，缺陷更少的切割刀具，使得機器可以運行數(shù)百英里而無須停頓更換刀具。最后，應(yīng)該很快可以實現(xiàn)機器的地面控制，從而避免為保證隧道內(nèi)人員安全而采取的各種昂貴措施。這在一些小型隧道上已經(jīng)實現(xiàn)。