即盾構(gòu)機(jī)，簡(jiǎn)稱(chēng)盾構(gòu)，全名叫盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)（Tunnel Boring Machine），是一種隧道掘進(jìn)的專(zhuān)用工程機(jī)械，它是一個(gè)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(kāi)挖，內(nèi)藏排土機(jī)具，自身設(shè)有保護(hù)外殼用于暗挖隧道的機(jī)械。

　　盾構(gòu)機(jī)的原理

　　盾構(gòu)機(jī)的基本工作原理就是一個(gè)圓柱體的鋼組件沿隧洞軸線邊向前推進(jìn)邊對(duì)土壤進(jìn)行挖掘。該圓柱體組件的殼體即護(hù)盾，它對(duì)挖掘出的還未襯砌的隧洞段起著臨時(shí)支撐的作用，承受周?chē)�土層的壓力，有時(shí)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(hù)盾的掩護(hù)下進(jìn)行。

　　盾構(gòu)機(jī)的特點(diǎn)

　　用盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行隧洞施工具有自動(dòng)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(kāi)挖時(shí)可控制地面沉降、減少對(duì)地面建筑物的影響和在水下開(kāi)挖時(shí)不影響水面交通等特點(diǎn)，在隧洞洞線較長(zhǎng)、埋深較大的情況下，用盾構(gòu)機(jī)施工更為經(jīng)濟(jì)合理。現(xiàn)代盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)集光、機(jī)、電、液、傳感、信息技術(shù)于一體，具有開(kāi)挖切削土體、輸送土碴、拼裝隧道襯砌、測(cè)量導(dǎo)向糾偏等功能，而且要按照不同的地質(zhì)進(jìn)行“量體裁衣”式的設(shè)計(jì)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(jī)的種類(lèi)

　　盾構(gòu)的分類(lèi)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(lèi)。下面我們按照盾構(gòu)組合命名分類(lèi)闡述。

　　一、全敞開(kāi)式盾構(gòu)機(jī)（全敞開(kāi)式盾構(gòu)機(jī)的特點(diǎn)是掘削面敞露，故挖掘狀態(tài)時(shí)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(duì)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(jī)

　　手工掘削盾構(gòu)機(jī)的前面是敞開(kāi)的，所以盾構(gòu)的頂部裝有防止掘削面頂端坍塌的活動(dòng)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(tái)，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(shí)按順序調(diào)換正面支撐千斤頂，掘削下來(lái)的沙土從下部通過(guò)皮帶傳輸機(jī)輸給出土臺(tái)車(chē)。掘削工具多為鶴嘴鋤、風(fēng)鎬、鐵鍬等。

　　2.半機(jī)械式盾構(gòu)機(jī)

　　半機(jī)械式盾構(gòu)機(jī)是在人工式盾構(gòu)機(jī)的基礎(chǔ)上安裝掘土機(jī)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(jī)械式盾構(gòu)機(jī)

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

　　二、部分開(kāi)放式盾構(gòu)機(jī)（即擠壓式盾構(gòu)機(jī)，其構(gòu)造簡(jiǎn)單、造價(jià)低。擠壓盾構(gòu)適用于流塑性高、無(wú)自立性的軟粘土層和粉砂層）

　　1.半擠壓式盾構(gòu)機(jī)（局部擠壓式盾構(gòu)機(jī)）

　　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(xiǎn)。盾構(gòu)向前推進(jìn)時(shí)，胸板擠壓土層，土體從胸板上的局部開(kāi)口處擠入盾構(gòu)內(nèi)，因此可不必開(kāi)挖，使掘進(jìn)效率提高，勞動(dòng)條件改善。這種盾構(gòu)稱(chēng)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(jī)

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

　　3.網(wǎng)格式盾構(gòu)機(jī)

　　在擠壓式盾構(gòu)的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，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(duì)開(kāi)挖面土體起支撐作用。當(dāng)盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)，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(pán)，將土塊提升到盾構(gòu)中心的刮板運(yùn)輸機(jī)上并運(yùn)出盾構(gòu)，然后裝箱外運(yùn)。

　　三、封閉式盾構(gòu)機(jī)

　　1.泥水式盾構(gòu)機(jī)

　　是通過(guò)加壓泥水或泥漿（通常為膨潤(rùn)土懸浮液）來(lái)穩(wěn)定開(kāi)挖面，其刀盤(pán)后面有一個(gè)密封隔板，與開(kāi)挖面之間形成泥水室，里面充滿了泥漿，開(kāi)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(jī)

　　是把土料（必要時(shí)添加泡沫等對(duì)土壤進(jìn)行改良）作為穩(wěn)定開(kāi)挖面的介質(zhì)，刀盤(pán)后隔板與開(kāi)挖面之間形成泥土室，刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)開(kāi)挖使泥土料增加，再由螺旋輸料器旋轉(zhuǎn)將土料運(yùn)出，泥土室內(nèi)土壓可由刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)開(kāi)挖速度和螺旋輸出料器出土量（旋轉(zhuǎn)速度）進(jìn)行調(diào)節(jié)。它又可細(xì)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(jī)在地下掘進(jìn)，在防止軟基開(kāi)挖面崩塌或保持開(kāi)挖面穩(wěn)定的同時(shí)，在機(jī)內(nèi)安全地進(jìn)行隧洞的開(kāi)挖和襯砌作業(yè)。其施工過(guò)程需先在隧洞某段的一端開(kāi)挖豎井或基坑，將盾構(gòu)機(jī)吊入安裝，盾構(gòu)機(jī)從豎井或基坑的墻壁開(kāi)孔處開(kāi)始掘進(jìn)并沿設(shè)計(jì)洞線推進(jìn)直至到達(dá)洞線中的另一豎井或隧洞的端點(diǎn)。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(jī)種及合理輔助工法最重要。所以，盾構(gòu)機(jī)的選型原則是因地制宜，盡量提高機(jī)械化程度，減少對(duì)環(huán)境的影響。

　　盾構(gòu)機(jī)的發(fā)展歷程

　　盾構(gòu)機(jī)問(wèn)世至今已有近180年的歷史，其始于英國(guó)，發(fā)展于日本、德國(guó)。近30年來(lái)，通過(guò)對(duì)土壓平衡式、泥水式盾構(gòu)機(jī)中的關(guān)鍵技術(shù)，如盾構(gòu)機(jī)的有效密封，確保開(kāi)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(duì)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(jī)有了很快的發(fā)展。盾構(gòu)機(jī)技術(shù)仍有巨大的發(fā)展余地。現(xiàn)在的盾構(gòu)機(jī)幾乎全是針對(duì)具體項(xiàng)目規(guī)范和地質(zhì)條件而量身訂做。希望在不久的將來(lái)，能夠?qū)崿F(xiàn)盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)的神圣目標(biāo)：一臺(tái)全球通用的機(jī)器，功能強(qiáng)大足以應(yīng)付任何項(xiàng)目。這將從兩個(gè)方面大大地降低費(fèi)用，一是設(shè)計(jì)制造的標(biāo)準(zhǔn)化，而是推進(jìn)二手機(jī)器市場(chǎng)。材料科學(xué)的發(fā)展將能夠制造功能更強(qiáng)，缺陷更少的切割刀具，使得機(jī)器可以運(yùn)行數(shù)百英里而無(wú)須停頓更換刀具。最后，應(yīng)該很快可以實(shí)現(xiàn)機(jī)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(shí)現(xiàn)。