之前三篇文章简要介绍了盾构法概论以及盾构的发展历程及趋势，本期文章重点开始介绍土压平衡盾构的基本构造。文章将从刀盘、前盾、中盾、尾盾、渣土改良系统、出土系统六个方面对土压平衡盾构机基本构造进行阐述。
土压平衡（EarthPessureBalance）盾构，简称EPB盾构，按结构分：由主机和后配套组成。主机由刀盘、前盾、中盾、尾盾、渣土改良系统、出土系统等几大部分组成。
土压平衡盾构主机
（1）刀盘
刀盘是机械化盾构的掘削机构，具有以下功能：
1）开挖功能：刀具切削土体进行开挖，渣土通过刀盘的开口进入土舱；
2）稳定功能：支撑掌子面，具有稳定掌子面的功能；
3）搅拌功能：对土舱内的渣土进行搅拌，使渣土具有一定的塑性。
盾构刀盘
土压平衡盾构的刀盘有三种形式，分别为面板式、辐条式以及辐条面板式。
面板式刀盘
辐条式刀盘
辐条面板式刀盘
刀盘支承方式有三种，分别为中心支承式（适用于中小型直径盾构）、中间支承式（适用于中大型直径盾构）以及周边支承式（适用于小型直径盾构）。
中心支持方式
中间支持方式
周边支持方式
盾构刀盘组装
（2）前盾
前盾又称切口环，是开挖土舱和挡土的主要部分，位于盾构机的前端，结构为圆筒形，主要装有刀盘驱动、人员舱、各种传感器及部件等。
前盾
1）刀盘驱动
刀盘驱动方式有三种，变频电机驱动、液压驱动和定速电机驱动，分别为定速电机驱动（刀盘转速不能调节，一般不采用）、液压驱动（装置体积小，适于中小盾构）以及变频电机驱动（体积较大，适于中大特大盾构）。
液压驱动
变频电机驱动
2）主轴承及驱动箱
驱动箱
主轴承
3）人舱
人舱是工作面与切削面之间的唯一通道，主要用于在需要检查、更换刀具或维修刀盘及排除工作面异物等工作。分带压和常压两种工作模式。
人舱
（3）中盾
中盾又称支撑环，是盾构承受推力作用的主要受力结构，布有推进油缸、铰接油缸、管片拼装机和部分液压设备等。
中盾
1）推进油缸
作用：依靠顶推管片的反作用力使盾构机前进、控制掘进速度、调整盾构方向；
分类：分为单缸布置和双缸布置，布置数量和结构形式主要由所在城市隧道的管片分度决定。
推进油缸
2）铰接油缸
主动铰接：调向性能好；换刀方便；利于脱困；不利于人舱布置；
主动铰接
被动铰接：拉力相对较小，脱困能力弱。利于人舱布置。
被动铰接
3）管片拼装机
管片安装机在盾尾内部拼装管片，管片抓取有2种方式：机械抓取式和真空吸盘式。
机械抓取式
真空吸盘式
4）环式拼装机
在支承环后部或在盾构液压缸压力垫附近的盾尾设置支承滚轴，在滚轴上安装中空形的圆环，其中设有可自由伸缩的臂，采用这种形式时，可得到较大的作业空间，便于布置出土设备。
环式管片拼装机
（4）尾盾
尾盾通过螺栓或铰接油缸与中盾相连，用于掩护隧道管片拼装工作及盾体尾部的密封，装有铰接密封、注浆管路及油脂管道等。
尾盾
1）盾尾密封
采用3道钢丝刷密封装置，集弹簧钢、钢丝刷及不锈钢金属网于一体的结构，盾尾油脂泵向每道钢丝刷密封之间供应油脂，以提高止水性能。
尾盾示意图
盾尾密封刷
2）铰接密封一般有三种形式，分别为采用一道或多道橡胶唇口式密封、采用石墨石棉或橡胶材料的盘根加气囊式密封以及双排气囊式密封。
单排气囊式
双排气囊式
（5）渣土改良系统
主要有膨润土添加系统和泡沫系统，是盾构掘进的调节媒介。
刀盘上的渣土改良剂出口
1）渣土改良材料
a.膨润土:补充土体微细粒成分，减小内摩擦角，提高和易性；
膨润土
b.泡沫:润滑土体，提高流动性和止水性，防止粘附，减小摩擦；
泡沫
c.高吸水性树脂:吸水而不溶于水，使土体变为凝胶状态，防止喷涌；
高吸水性树脂
d.水溶性树脂:挤走砂颗粒间隙中的自由水，增大土体粘性。
水溶性树脂
（6）出土系统
出土系统主要由螺旋输送机、皮带输送机以及渣土车组成。
1）螺旋输送机
螺旋输送机由筒体、驱动装置、螺旋轴、出碴闸门组成，是土压平衡盾构的排土装置，主要有以下三个功能：将盾构土舱内的土体向外连续排出；形成密封土塞，阻止土体中的水分散失，保持土舱内土压的稳定；通过调整排土速度，保持连续的动态土压平衡，确保盾构正常掘进。
螺旋输送机
2）皮带输送机
驱动方式采用电动驱动或液压驱动，由皮带机支架、前随动轮、后主动轮、上下托轮、皮带、皮带张紧装置、皮带刮泥装置、和带减速器的驱动电机等组成。
皮带输送机
