1、盾殼

盾殼由切口環、支承環、鋼板束、盾尾等部分通過焊接、鉚接、螺栓連接組成。主要作用是：承受地層壓力，起臨時支護作用，保護設備及操作人員安全，承受千斤頂水平推力，使盾構在土層中前進，同時也是各機構的骨架與基礎。

2、切口環

為盾構最前面的一個具有剛度和強度的鑄鋼或焊接環。前端切成銳角，便于切入地層，環周有加強筋，將千斤頂水平推力傳至鋼殼上。

3、支承環

與切口環相似是盾構受力的主要部分，是具有一定厚度的鑄鋼件，由環狀加強筋、縱向加強筋、外殼所組成。環狀加強筋焊在支承環兩端，縱向加強筋焊在環狀加強筋之間，盾構千斤頂安在上面。

支承環內設豎向和水平向立柱與橫梁，形成井形隔架，第二層上設置工作平臺。

4、鋼板束

主要作用是保護開挖、掘進、襯砌裝置。由兩層鋼板鉚接而成，分塊包在支承環和切口環外面，伸出部分為盾尾。

5、盾尾

盾尾由環狀外殼與安裝在內側的密封裝置構成，其作用是支承隧道周邊，防止地下水、開挖面泥漿、泥土與注漿材料被擠入隧道內。盾尾是進行襯砌組裝的地方，其長度取決于襯砌形式。

6、盾尾密封

盾尾密封是為了防止注漿材料、地下水和開挖面泥漿與泥土從鋼殼面板和管片外圍流入盾構機而設置的。由于盾構保持不斷推進，盾尾內壁與襯砌管片外圈結合處摩擦力很大，極容易將密封損壞。

盾尾密封采用三道鋼絲刷加密封脂密封方式。在鋼絲刷之間壓入密封油脂來承受地下高壓泥水。始發前10 環，每環都注入密封油脂，隨后每隔10 環注到第100 環，過了試驗段每50 環或100 環注入密封油脂。遇到特殊情況，如密封不好時，在施工中要注意保證隨時補充密封油脂。

7、開挖機構

開挖機構由切削刀盤、刀盤支承與密封系統、刀盤驅動系統、泥土倉等部分組成。

8、切削刀盤

盾構刀盤是開挖機構的主要部件。它直接與開挖面土壤接觸，通過推進液壓油缸的作用，使盾構刀盤向前推進，刀具切入土層，由驅動裝置使刀盤旋轉，刀盤把土壤切削下來，隧道向前掘進。

9、切削刀具

切削刀具是開挖機構的關鍵零件。為了適應本區間土壤、提高強度、增加效率、便于更換，盾構上設計、安裝了兩種刀具。

一種是普通割刀，用螺栓固定在刀盤面肋板上，割刀上配置硬質合金，增加刀具耐磨性能，使刀具能夠在一個區間的施工中不需要更換。

另一種是超挖刀，主要適用于特殊情況。

10、刀盤支承與密封系統

刀盤支承采用中間支承式。

刀盤回轉密封主要用來保持軸承潤滑脂，防止泥沙、地下水、外加劑侵入刀盤軸承。由內外兩組多個唇型密封組成。

11、刀盤驅動系統

刀盤驅動是盾構機的主驅動，它由8 個液壓馬達驅動。液壓馬達具有能夠適應啟動、開挖時所必須的瞬時扭矩的特點。

12、密封隔板與氣閘

切削倉為密封倉。切削倉與操作倉之間設立密封隔板。密封隔板設置氣壓管路、泥漿管路、出土閘門等裝置，以便于排送、維護。

密封隔板上部設置人閘，需要人員進入密封倉內排除故障、更換刀具時，應先向密封倉充壓（最大為0.25Mpa 的壓縮空氣），使渣土易于排盡、開挖面穩定及止水。通過人閘逐步加壓或減壓過渡。

13、管片運送與拼裝機構

隨著盾構向前推進，隧道的永久支護—鋼筋混凝土管片需要同時拼裝。在地面預制好的鋼筋混凝土管片通過工作井、軌道運輸車運送到盾構尾部工作面，由管片安裝機械手安裝。管片為每環6 片，最大塊重量為3.2 噸。

管片安裝機械手以液壓為動力，具有6 個自由度，可以將各管片調整到適當位置，保證拼裝精度，保證待裝配的管片的螺栓孔與已拼裝好的管片的螺栓孔對好，以便螺栓安裝與固定。

14、推進機構

盾構在土層中掘進，主要是靠安裝在支承環內的推進機構完成的。推進機構主要由液壓油缸（千斤頂）、和相關液壓設備構成，以襯砌管片為支承座。由于盾構內部空間狹窄，安裝條件惡劣以及盾構工作情況和其它機械不同，要求液壓油缸體積小、質量輕、結構簡單、便于安裝和布置、同步性能好、有必要的防護裝置，避免灰塵、泥水、砂漿混入油內或千斤頂內。

推進油缸沿圓周對稱均勻分布，共22 臺。每個油缸的推力為1500kN，總推力33000kN。 3 個長油缸推進行程1860mm，18 個短油缸推進行程為1200mm。

推進油缸可以分為4 組，四個缸組同時動作，盾構直線前進。

如果按照規定分別動作，就可獲得盾構的調向動作。

15、排送機構

排送機構主要由螺旋輸送機、皮帶輸送機、出土軌道車、提升與上部運輸設備、泥漿（泡沫）注入設備等主要部件組成。

螺旋輸送機由液壓馬達驅動，功率為74kw。其直徑為702mm，斜置式，進土口在切削倉下部，排土口在 皮帶輸送機上部。排土口設液壓控制排土閘，控制出土快慢、排土量，由此控制掘進速度、控制地表沉降。

皮帶輸送機起中間傳送作用，液壓驅動，功率為15kw，皮帶速度為1.2m/s，總程度52 米。

泥漿（泡沫）注入設備是將在地面配置好的泥漿（或泡沫）泵送注入切削倉，改善砂性渣土的密水性和流動性。

16、壁后注漿系統

壁后注漿系統主要由地面壁后泥漿制造設備、運輸車、駁接泵、盾構自動壁后注漿設備等所組成。

壁后注漿主要防止隧道周圍地基變位、提高隧道止水性能、確保管片襯砌的早期穩定性。

17、電力、液壓動力站

盾構機械的動力裝置主要是電力、液壓動力裝置。這些裝置設在動力站里，動力站設在緊隨盾構的后續臺車上。動力站由變壓器、配電盤、控制臺、液壓油泵組及液壓油箱、液壓控制閥、冷卻系統等所組成。液壓系統將電力轉換為液壓動力，通過液壓壓力、流量、方向閥等控制元件，精確控制掘進開挖、管片安裝、以及其它動作。

由于盾構機需要電力功率較大，隧道開挖較長，為了防止洞外輸入電壓降增大，主變壓器必須跟隨盾構機進洞，一起向前移動，主變壓器容量為800KVA。

18、輔助設備

盾構始發、調頭車架

盾構始發車架放置在始發井內，主要在安裝盾構、安裝完畢后剛開始進洞時使用。

盾構調頭車架放置在接收井內，主要用于盾構在站內調頭。

后續臺車設備

后續臺車設備有：動力組臺車、操作控制設備、同步注漿設備、集中潤滑與密封脂泵等。這些是與盾構連接在一起的。

盾構機監控系統

為了防止出現地基變位、產生較大的沉降，采用自動監測系統對盾構機及其工作區域進行環境監測。

采用激光測量裝置來掌握盾構機是否有俯仰、偏轉、側傾等。

防止盾構機產生水平、垂直等方向上的偏移。

通風、運輸設備

通風采用軸流式通風機。

隧道運輸采用軌道車方式，由電機車、運漿車、運土車、管片車、材料車等組成。

其它設備

其它輔助設備還有地下通訊設備、洞內照明裝置等。

盾構機按掘進模式可以分為密閉式、開放式。

開放式適用于地層條件自立性好、且無地下水的地層。而密閉式掘進模式適用于地層自立條件較差、地下水較豐富的地層，因為采用密閉式掘進可以有效地保證開挖面的自立與穩定。

密閉式盾構機分為泥水加壓式、土壓平衡式兩種，代表了不同的出土方式和不同工作面土體平衡方式的特點。

這兩種盾構是目前世界上最常用的最先進的兩種盾構形式，但適用地質與范圍有較大區別。泥水加壓式盾構施工所產生的大量泥漿必須經過地面設備進行處理，泥漿處理設備較為龐大，占地面積很大，許多城市建筑物稠密，難以提供較大的空曠的施工場所。

目前在城市軟土地層中修建地鐵隧道，多采用土壓平衡盾構機械。

土壓平衡盾構機械能適應較大的土質范圍與地質條件，能用于多種復雜的土層，施工速度較高，比泥水式盾構價格低廉，易控制沉降并能實現自動監測與控制。對于含砂量較大的土層，土壓平衡盾構的加泥裝置可以根據土質，選用膨潤土、CMC、粘土、高吸水樹脂、發泡劑等添加材料，將其注入開挖面和泥土倉。通過攪拌機構將添加材料與開挖土砂的強力攪拌，將開挖土砂變成塑性流動性、防滲性的泥土，這種泥土充滿土室和螺旋輸送機內，通過盾構液壓油缸的推力使泥土受壓，使與開挖面土壓和水壓平衡，穩定開挖面。

土壓平衡盾構的基本工作原理為：

1）盾構機的掘進

液壓馬達驅動切削刀盤旋轉，同時開啟盾構液壓油缸（千斤頂），將盾構向前推進。切削下來的土渣進入泥土倉。隨著油缸的向前推進、刀盤的持續旋轉，土渣充滿泥土倉。根據地質情況決定是否注入添加材料來改善土渣流動性與防滲性。然后開動螺旋輸送機，將切削下來的土渣排送至運輸皮帶上，通過輸送皮帶將土渣輸送至運土軌道車上，通過豎井運至地面。

2）控制排土量與排土速度

排土量與排土速度的控制，關系到開挖面的穩定。當泥土倉與螺旋輸送機中的土渣積累到一定數量時，開挖面被切下的土渣經刀槽進入泥土倉的阻力增大，當這個阻力足以抵抗土層的土壓力和地下水的水壓力時，開挖面就能保持相對穩定而不致坍塌。這時只要保持從螺旋輸送機與泥土倉中輸送出去的土渣量與切削下來的流入泥土倉中的土渣量相平衡，開挖工作就能順利進行。土壓平衡盾構就是通過土壓管理來保持土壓力或土渣量的相對平衡與穩定來進行工作的。

土壓力與土渣量的相對平衡用三種方式來保證，一是推進油缸速度不變，改變螺旋輸送機的轉速和閘門開口度；二是螺旋輸送機的轉速與閘門開口度不變，改變 推進油缸推進速度；三是兩個同時適當調整。

（來源：網絡）