盾構機(Shield Machine),是一種全封閉的隧道掘進設備,主要由掘進系統、同步注漿系統、出渣系統、渣土改良系統、拼裝系統、密封系統、導向系統等組成，利用襯砌管片提供反力,不能連續掘進。隧道掘進機(Tunnel Boring Machine),簡稱TBM，硬巖掘進機,部分封閉,圍巖暴露并可提供反作用力,可連續掘進。

"盾"——"防御、保護" ，指刀盤、盾殼；

"構"——"構筑、修建"，即管片襯砌和注漿；

按照開挖面平衡方式分為：

土壓平衡式，適用于各種土層、巖層等復合地層 ；

泥水平衡式，適用于含水砂層以及軟流塑、流動性等軟弱地層；對地面沉降要求高的項目；

復合式，適應性更廣

按照直徑大小分為：

巨型盾構，大于12米；15.43、14.9米；

常規盾構，大于6米；6.28、6.34、6.68米；

微型盾構，小于3米。0.15到3米。

按照開挖面敞開程度分為：

全敞開式，手掘式、半機械式、機械式

半敞開式，半擠壓、全擠壓、網格式

全封閉式，土壓、泥水、復合式

按照斷面形式分為

圓形盾構

矩形盾構

異形盾構（雙圓、三圓、球形）

盾構法的應用案例

2000年9月，北京地鐵五號線雍和宮站至北新橋站區間首次采用盾構法施工。

2000年-2014年，高速發展期。建成運營17條線路，總長527公里。日均客流約1000萬人次。是國內最繁忙的軌道交通系統。根據線網規劃，2020年將建成30條線路，運營里程超過1000公里。

1994年，上海延安東路南線隧道首次使用土壓平衡盾構機施工。

2003年上海隧道股份設計制造第一臺國產盾構機。

截至2014年，共建成運營14條線路，總計525.2公里。根據線網規劃，2017年總里程689公里，2020年總里程808公里。

1995-1999年1號線建成運營；首次引入盾構法進行隧道施工。

1999年以后，2、3、4號線大量采用盾構法隧道修建；2010年高峰期，75臺盾構同時掘進。

截至2014年，共有9條營運路線（1號線、2號線、3號線、4號線、5號線、6號線、8號線、廣佛線及APM線），總長為260.5公里。2017年底，將新建10條線路，260公里新線。總里程超過500公里。

國內目前地鐵已經開工的共23個城市，國務院批準的有33個城市，國內地鐵建設趨勢由中心城區向四周輻射，十二五期間將是地鐵建設發展高潮期。

國內城市軌道交通建設盾構工法的使用比例已經超過85%。

盾構法隧道施工工作原理

盾構機千斤頂利用已成型管片提供反力，向前施加推力，利用刀盤旋轉切削掌子面土體（保持土倉壓力），通過螺旋輸送機（管道）把渣土輸送出來，拼裝機拼裝管片形成襯砌，管片背后同步注漿，形成永久結構。

土壓平衡盾構機施工原理示意圖如下：

泥水盾構機工作原理示意圖如下：

盾構法隧道施工的特點

地下施工，必須面對復雜的地質條件和敏感的地面環境。所用設備集成度高，技術含量高，對人的要求較高。涉及的專業領域較多，對復合型人才有較多需求。

盾構法隧道施工的優點

高效率。機械化作業程度高，施工速度快，采用預制管片襯砌，一次成型，施工質量易于控制。經濟效率顯著。高安全。施工作業環境好，施工人員安全得到有效保障。對周圍環境影響小，地表沉降易于控制。高適應。不影響地面交通，不影響航運通航，不受風雨等氣候條件影響。不受地質限制。

盾構法隧道施工總體流程

始發井（車站）交付使用→盾構托架就位→盾構機下井組裝、調試、驗收→初始掘進（L=80-100米）→負環拆除及其它調整（換裝）→正常掘進→盾構機到達中間站→盾構機通過中間站→盾構機再次組裝、調試、驗收→盾構機再次初始掘進→正常掘進→盾構機到達終點站→盾構機解體外運→隧道清理、管片修補、堵漏→工程驗收。

局部流程

準備工作（風、水、電、漿液、渣車、管片）→啟動液壓系統 →啟動刀盤 →啟動次級渣土運輸系統（皮帶機）→啟動推進千斤頂→啟動首級渣土運輸系統（螺旋機）→同步注漿→停止掘進→安裝管片→準備下一環掘進。

開挖→出土→注漿→拼裝

掘進系統：

同步注漿系統：

出渣系統：

管片拼裝系統：

導向系統：

密封系統：

渣土改良系統：

風、水、電、氣系統：

盾構隧道管片襯砌構造示意圖：

盾構機的操作技術：

做好操作前的準備工作。嚴格按操作規程進行操作。按照操作指令的控制掘進參數(刀盤轉速﹑扭矩﹑土倉壓力﹑推力﹑掘進速度﹑鉸接角度﹑注漿壓力等)

對線路特點﹑工程地質和地面的環境狀況有充分認識。對異常情況要及時采取措施并上報