盾構機全稱盾構隧道掘進機，是壹種隧道開挖專用工程機械。現代盾構掘進機集光、機、電、液、傳感、信息技術於壹體，具有挖切土體、輸送土碴、拼裝隧道襯砌、測量和指導糾偏等功能。，涉及到地質、土木、機械、力學、水力學、電學、控制和測量，而且要按照不同的學科。盾構機已廣泛應用於地鐵、鐵路、公路、市政、水電等隧道工程中。盾構機隧道施工具有自動化程度高、省工、施工速度快、壹次成孔、不受氣候影響、開挖時地面沈降可控、對地面建築物影響小、水下開挖時不影響水上交通等特點。在隧道線路長、埋深大的情況下，盾構機施工更加經濟合理。盾構機的基本工作原理是由壹個圓柱形的鋼構件沿隧道軸線向前推進，挖掘泥土。筒體組件的外殼就是盾構，起到臨時支撐已開挖的未襯砌隧道段的作用，承受周圍土層的壓力，有時還承受地下水壓力，把地下水擋在外面。挖掘、棄土、襯砌等作業都是在盾構的掩護下進行的。據了解，盾構施工的開挖量占北京地鐵建設總量的45%。目前有17臺盾構機在為地鐵建設工作。雖然盾構機造價高，但是可以提高地鐵地下開挖效率8到10倍，而且在施工過程中，不需要在地面大面積拆遷，不堵塞交通，施工無噪音，地面不沈降，不影響居民正常生活。但大型盾構機附加值高，制造工藝復雜，國際上只有歐美日少數企業能研發生產。根據工作原理，盾構機壹般分為手挖盾構、擠壓盾構、半機械盾構(局部氣壓和全局氣壓)和機械盾構(開胸切割盾構、氣壓盾構、泥水壓力盾構、土壓平衡盾構、混合式盾構和異形盾構)。泥水盾構機通過加壓泥漿或泥漿(通常是膨潤土懸浮液)來穩定開挖面。它的刀盤後面有壹個密封隔板，與開挖面形成壹個泥漿室，裏面裝滿泥漿。挖出的泥土和泥漿的混合物用泥漿泵輸送到洞外的分離廠，分離出的泥漿再利用。土壓平衡盾構機以土料(必要時加入泡沫改良土壤)作為穩定開挖面的介質，在刀盤後隔板與開挖面之間形成土室。刀盤旋轉挖掘增加土料，然後螺旋給料機旋轉將土料運出。土室內的土壓力可以通過刀盤的旋轉挖掘速度和螺旋給料機的挖掘量(轉速)來調節。根據盾構機分類的不同，盾構掘進方式可分為:明挖、機械切割、網格格式和擠壓。為減少盾構施工對地層的擾動，可采用千斤頂驅動盾構，使其切口穿入土層，然後在切口內開挖運輸土體。a .明挖人工開挖和半機械盾構都是半明挖。這種方法適用於地質條件較好，開挖面在開挖過程中能保持穩定或有輔助措施能保持穩定的情況。挖掘壹般從頂部開始，壹層壹層往下挖。如果土層較差，還可以借用千斤頂和撐板臨時支撐開挖面。采用明挖，便於用其他方式處理孤立障礙物、糾偏和超挖。為了盡量減少對地層的擾動，需要適當控制超挖和暴露時間。b .機械切割開挖是指直徑與盾構相近的全斷面旋切刀盤開挖方法。根據地質條件，大刀頭可分為刀夾間無封板和封板兩種。刀架間無密封板適用於土質較好的條件。大刀盤開挖法在曲線施工或糾偏時，不像明挖那樣方便超挖。另外，清障不如明挖。大刀頭的盾牌機械結構復雜，耗電量大。目前國內外先進的泥水加壓盾構和土壓平衡盾構都采用這種開挖方式。c .網格開挖采用網格開挖，開挖面由網格梁和網格分成許多網格。開挖面的支撐作用是由土的粘聚力和網格厚度範圍內的阻力產生的。當盾構推進時，土壤被擠出網格。根據土壤的性質，調整網格的開口面積。采用網格開挖時，所有千斤頂縮回後，會出現盾構大幅度後退的現象，導致地表下沈。因此，施工中必須采取有效措施防止盾構後退。d .擠土開挖全擠土開挖和部分擠土開挖，由於不出土或只部分出土，對地層擾動大。軸線施工時，盡量避開地面建築物。局部擠壓施工時，應仔細控制開挖量，以減少和控制地表變形。在全擠壓施工中，盾構壓實壹定範圍內的土壤。盾構機從問世到現在已經有將近180年的歷史了。它始於英國，發展於日本和德國。近30年來，通過對EPB和泥水盾構機關鍵技術的探索和研究，如盾構機的有效密封、保證開挖面的穩定、控制地表隆起和塌陷在規定範圍內、密封條件下工具的使用壽命和工具的更換、高水壓等壹些不良地質條件的處理技術等，盾構機得到了快速發展。由於日本經濟的快速發展和實際工程的需要，盾構機，特別是EPB和泥水盾構得到了迅速發展。德國的盾構機技術也是獨壹無二的，尤其是在地下施工過程中，保證在高達0.3MPa氣壓條件下密封和更換刀盤上刀具的前提，從而提高盾構機的壹次掘進長度。德國還開發了在密封條件下從大直徑刀盤內部的大氣空間更換磨損的工具。盾構機的選型原則是因地制宜，盡量提高機械化程度，減少對環境的影響。沈陽地鐵涉及的盾構機叫先鋒，全長64.7米，盾構部分9.08米，重量420噸，工作誤差不超過幾毫米。價格:德國進口盾構機需要5000萬左右，日本進口盾構機需要3000萬左右甚至更多，國產盾構機價格壹般在2500萬左右。目前國內擁有自主知識產權的盾構機是上海隧道工程有限公司研制的國產“863”系列盾構機。
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