高延伟，翁子才，张照煌

（1.中国建筑出版传媒有限公司，北京 100037；2.华北电力大学 能源动力与机械工程学院，北京 102206）

1 研究背景

目前，隧道（洞）的施工已广泛应用全断面隧道掘进机[1]（全断面岩石掘进机和盾构的统称），其中，岩石质隧道一般用全断面岩石掘进机[2]（Full Face Rock Tunnel Boring Machine，简称TBM或硬岩TBM），以土质为主地层隧道（洞）的施工一般采用盾构（Shield）。因此，盾构是以土质为主地层全断面施工的地下工程机械装备，广泛用于水利水电隧洞、城市地铁、铁路公路隧道、矿藏巷道、城市管廊[3]等洞室的开挖。

1.1 国外现状欧洲是盾构技术的发源地，在研发大直径、大埋深、长距离等施工隧道用盾构方面走在了世界前列，国外有名的盾构公司主要在德国和日本。当今盾构基本都是基于泥水加压平衡和土压平衡两种模式，或这两种模式的组合，形成复合型盾构以适应地质条件多变条件下的隧道施工。虽然现代盾构在驱动方式、测控导向、部件结构、自动控制等方面有很大改进，但在掌子面的压力平衡原理和实现方法上变化并不大。

现在的盾构技术是一项众多技术领域的高度集合体，包括液压技术、计算机技术、测控技术、机电控制技术、通讯技术、材料技术等。近200年来，盾构技术随着各类相关技术的不断发展而逐步完善、改进和提高，使得盾构的自动化程度越来越高，进而提高了盾构施工的安全性和可靠性，改善了工人的劳动环境和劳动强度，尤其在地表沉降量和隆起量控制、施工地质地层改良、施工自动化、掘进速度、隧道衬砌等技术领域进步显著。……