地铁隧道建设中的重要角色——盾构机
地铁盾构机，作为隧道掘进的高端设备，集成了光、电、液、传感和信息技术，具备强大的功能。它具有开挖、输送土碴、拼装衬砌和精确导向等功能，其设计制造需兼顾地质、土木、机械、力学等多个学科，并且要针对不同地质条件进行定制，对可靠性要求极高。这种设备已广泛应用于地铁、铁路、公路、市政和水电等众多隧道项目中。
其工作原理是通过圆柱形钢组件边推进边挖掘土壤，壳体护盾为隧道提供临时支撑，承受土层压力和地下水压。挖掘、排土和衬砌作业在护盾的保护下进行，确保施工过程的安全和稳定。
盾构机根据工作方式和适用土质，主要分为压缩空气式、泥水式和土压平衡式等类型。例如，泥水式盾构机利用加压泥浆稳定开挖面，而土压平衡式则是通过控制土料来保持开挖面稳定，刀盘旋转和螺旋输送器协同工作，确保施工过程的高效进行。
盾构机的历史可以追溯到180年前的英国，随后在日本、德国等地得到了快速发展。近几十年来，通过不断的技术创新，如密封技术、刀具耐用性、恶劣地质条件处理等，盾构机实现了重大突破。日本和德国的厂家如三菱重工、日立造船和HerrenknechtAG等，都在盾构机领域有着显著贡献。
与全断面掘进机(TBM)相比，盾构机虽然都用于隧道掘进，但TBM适用于硬岩环境，如山岭隧道或大型引水工程，而盾构机则专用于软土挖掘，如城市地铁和小型管道建设，两者的掘进、平衡和支护系统各有侧重，TBM技术更为先进复杂。
地铁盾构是城市地铁施工中一种重要的施工技术，是在地面下暗挖隧洞的一种施工方法。它使用地铁盾构机在地下掘进，在防止软基开挖面崩塌或保持开挖面稳定的同时，在机内安全地进行隧洞的开挖和衬砌作业。其施工过程需先在隧洞某段的一端开挖竖井或基坑，将地铁盾构机吊入安装，地铁盾构机从竖井或基坑的墙壁开孔处开始掘进并沿设计洞线推进直至到达洞线中的另一竖井或隧洞的端点。