盾構施工概況見圖1。盾構施工的主要內容是:首先在壹個隧道段的壹端修建豎井或基坑，用於盾構安裝。盾構從豎井或基坑壁中的開口開始，沿著地層中的設計軸線前進到另壹個豎井或基坑的設計孔。盾構推進時的地面阻力通過盾構千斤頂傳遞到盾尾裝配式預制隧道襯砌結構，再傳遞到豎井或基坑後壁。在這種施工方法中，盾構是最重要和最獨特的施工工具。它是能承受地層壓力並能在地層中前進的圓形、矩形或馬蹄形的鋼筒結構。在鋼筒前設置各種支撐和挖掘土壤的裝置，在鋼筒中段圓周環的內表面安裝頂升所需的千斤頂。鋼筒的尾部是壹個有壹定空間的殼體，盾構尾部可以裝配壹個或兩個預制的隧道襯砌環。盾構每推進壹圈，就會在盾尾的支撐下拼裝壹圈襯砌，並及時向盾尾正後方的開挖隧道周邊與襯砌環周邊之間的間隙註入足夠的漿液，防止隧道和地面下沈。在盾構推進過程中，適量的土方不斷從開挖面排出。
采用盾構法施工時，往往需要根據穿越土層的工程地質和水文地質特征，補充其他施工技術措施。主要包括:
排水驅動土層中地下水的措施；
穩定地層和防止隧道和地面沈降的土壤加固措施；
隧道襯砌防水堵漏技術:
監測技術配合施工；
氣動施工中的勞動保護措施:
開挖土方的運輸和處理方法。
圖1盾構施工概述
1-盾；2-屏蔽插孔；3-屏蔽前格柵；4-未出土轉盤；5-挖掘帶式輸送機；6段組裝機；
7段；8-灌漿泵；9-灌漿孔；10-挖掘機；11-隧道襯砌結構組成的管片；12-盾尾縫隙灌漿；13-支持段；14軸。
盾構法是壹種安全有效的施工方法，但不是萬能的施工方法。因此，有必要充分掌握盾構法施工的特點。
二、盾構法的主要優點
除豎井施工外，施工作業均在地下進行，噪聲和振動造成的汙染較小，既不影響地面交通，也減少了噪聲和振動對附近居民的影響。
盾構推進、開挖、襯砌拼裝等主要工序循環進行，施工易於管理，施工人員少，勞動強度低，生產效率高。
外運土方量較少。
過河時，不會影響航運。
施工不受風雨等天氣條件影響。
隧道的建設成本不受覆土量的影響，適用於深埋覆土隧道的建設。在土質差、水位高的地方修建深埋隧道，盾構法具有較好的技術經濟優勢。
隧道穿越河底或其他建築物時，不影響施工。
只要盡量穩定盾構開挖面，隧道越深，地基越差，土中影響施工的埋物越多。與明挖法相比，它在經濟、施工和進度上都更有利。
第三，盾構法的缺點
當隧道的曲線半徑過小時，施工難度更大。
在陸地上修建隧道，開挖面很難穩定，甚至無法施工。但在水下，如果土層太淺，盾構施工不夠安全，需要保證壹定的土層厚度。
軸內長期存在噪音和振動，應采取措施解決。
在盾構施工中采用全氣壓法排水穩定地層時，對勞動保護要求高，施工條件差。
很難完全防止盾構隧道上方壹定範圍內的地表沈降，特別是在飽和軟土層中，要采取嚴格的技術措施將沈降限制在很小的範圍內，目前還無法完全防止以盾構正上方為中心的土層的地表沈降。
在飽和含水層中，盾構施工中使用的裝配式襯砌對實現整個結構的防水性能有較高的技術要求。
當采用氣動施工時，周圍有缺氧和枯井的危險，必須采取相應的措施。
第二節盾構隧道發展歷史
1.國外盾構隧道發展歷史
盾構施工技術自1823年布魯納在英國倫敦泰晤士河水下隧道工程中首創以來，已有170多年的歷史。在170年的風風雨雨中，經過幾代人的努力，盾構法已經從壹項只能在歐美少數發達國家應用的特殊技術，發展成為壹項在發達國家極為普遍，在我國發展中國家逐漸應用的隧道施工技術。
據說發明屏蔽法的最早想法是發明者的壹個有趣發現。英國布魯納發現，壹艘船的木板裏有壹種飛蛾，它鉆了洞，用自己分泌的液體覆蓋了洞壁。1818年，受鉆孔的啟發，布魯納首先提出了用盾構法修建隧道的設想，並在英國獲得了這種施工方法的專利。1825年，布魯納用自己的想法做了壹個盾牌，第壹次在泰晤士河上修建了水下隧道。這條公路隧道的斷面(11.4m×458m)相當大。施工中遇到塌方和洪水，隧道受損。當時是處於進展艱難的狀態。由於最初沒有掌握控制泥漿湧入隧道的方法，隧道在施工過程中被淹了兩次。後來在東倫敦地鐵公司的配合下，對盾構施工進行了改進，采用氣壓輔助施工，花費6500元。
1865年，巴羅首次使用圓形盾構，鑄鐵管片作為地下隧道的襯砌。1869年，他在泰晤士河下用圓形盾構修建了壹條外徑為2.21m的隧道。盾構穿越飽和含水層時，施加壓縮空氣防止湧水的氣動方法，最早是由科蘭斯勛爵在1830年發明的。1874年，在倫敦地鐵南線粘土和含水礫石地層中修建內徑為3.12m的隧道時，亨利大帝頭(1844 ~ 1896)綜合了盾構法和氣動法的全部技術特點，完整地提出了氣動盾構法的施工工藝，並在1880 ~ 1890期間，進行了水下20世紀初，盾構法已經在美國、英國、德國、蘇聯、法國等國家推廣。20世紀三四十年代，這些國家成功地修建了壹批內徑3.0~9.5m的地下鐵路和過江公路隧道。僅在美國紐約，就有19條重要水下隧道采用氣壓法修建。盾構施工的範圍很廣，包括公路隧道、地下鐵路、下水道等市政公用管線。20世紀40年代初，蘇聯開始在莫斯科、列寧格勒等城市使用直徑6.0~9.5m的盾構修建地鐵隧道和車站。
從20世紀60年代開始，盾構法在日本迅速發展，在東京、大阪、名古屋等城市的地下鐵路建設中得到了廣泛應用，在下水道等市政公共設施的建設中也得到了廣泛應用。20世紀70年代，日本、聯邦德國等國家開發了各種新型襯砌和防水技術，局部氣壓盾構、泥水壓力盾構和土壓平衡盾構及相應的技術和配套設備，解決了城市建設區軟弱含水層中盾構施工引起的地表沈降、預制高精度鋼筋混凝土襯砌和接縫防水等技術難題。
值得壹提的是shield在日本的發展。日本是歐美以外第壹個引進盾構施工技術的國家。1939的關門隧道是日本第壹個采用盾構施工技術的隧道工程。由於戰爭和戰後的困難時期，這項技術壹直沒有發展起來。直到1957東京地鐵丸之內線用盾構施工技術修建了壹段隧道，1961名古屋地鐵用這種方法修建了絕望山段隧道並取得了滿意的效果，盾構施工技術才在日本迅速發展起來。短短20多年，* * *制造了2000多臺盾構機，在世界上處於領先地位。日本的機械盾是和手挖盾同時發展起來的。1963在大阪上水道大典輸水管道工程(全長227m)中首次應用了外徑為2.592m的機械盾構(隧道外徑為2.35m)。1964大阪地鐵2號線潭町工區區間隧道(全長447m)采用外徑為6.97m的大斷面機械盾構(隧道外徑為6.8m)。同年東京汙水局神谷3 2區(全長668.4m)采用外徑3.4m的機械盾構(隧道外徑為3.30m)，標準月施工進度達到360m·m，1967年間段采用外徑10.041m(隧道內徑為9.90m)的機械盾構此後，人們更加重視機械盾構，進壹步發展了各種機械盾構，可以在日本這樣的復雜地層中使用。特別是小斷面盾構，在縮短工期的研究方面取得了很大進展。同時，擠壓式盾構也在軟基中發展。
英吉利海峽隧道，建於1993，連接英法兩國，全長48.5km，海底長37.5km，隧道最深處海拔100m。這條隧道全部采用盾構法施工。英方* * *采用6盾，3施工岸段，3施工潛段。施工海底段的盾構要向壹個方向推進21.2km進入航道，與從法國推進到英國的盾構對接。法方* * *使用6臺盾構機，2臺施工岸上段，3臺施工海底段。海峽隧道由兩條外徑為8.6m的單線鐵路隧道和外徑為5.6m的1輔助隧道組成..由於海底段最大深度為100m，無論是盾構機還是預制鋼筋混凝土管片襯砌結構都要承受10 ATM的水壓，並且由於單向推進21.2km，盾構推進速度必須達到每月1000m，才能在三年左右的時間內完成，因此盾構結構及其後續設備必須采用高質量的耐磨防腐。所以這條隧道的建設標誌著盾構施工技術的最新水平。
近年來，日本對機械盾構進行了改進，研制出了用加壓泥漿穩定開挖面的泥漿壓力盾構和以開挖土為平衡開挖面的土壓平衡盾構。
2.盾構機的分類及適用條件
屏蔽的形式可以從多個方面進行分類。
按人工和機械，可分為手挖、半機械和機械三大類。
按工作面擋土方式分為:開放式和封閉式。
按氣壓和泥壓劃分:氣壓、泥壓、土壓平衡、加水、高濃度泥壓、加泥。
1.手挖盾牌。手挖盾構是盾構的基本形式，世界上仍有工程采用手挖盾構，如圖2所示。根據不同的地質條件，開挖面可全開進行人工開挖；也可利用全部或部分前方支撐，根據開挖面土質自力適當分層開挖，隨開挖邊支撐。開挖量是所有隧道排出的土量。這種盾構易於觀察地層和清除障礙物，易於糾偏，簡單廉價，但勞動強度大，效率低，壹旦發生正面坍塌，容易危及人身和工程安全。在含水地層中，需要降水、氣壓或土壤加固。
本盾構自上而下開挖，開挖過程中依次更換前支撐千斤頂，挖出的土由帶式輸送機從下部裝入開挖車。采用這種盾構的基本條件是，開挖面至少在開挖階段不能塌陷，因為開挖地層時盾構前方是敞開的。
手挖盾構適用地層:手挖盾構對開挖面的支護方式多種多樣，從砂土到粘性土層都有，因此更適用於復雜地層，目前為止施工實例最多。當挖掘面上出現障礙物時，這種形式的護盾更容易移除，因為前面是敞開的。這種盾構成本低，故障少，是最經濟的。在開挖面自承性差的地層中施工時，可與風壓、降水、化學灌漿等穩定地層的輔助施工方法同時使用。
圖2手挖盾牌
2.擠壓護盾。明挖盾構在地質條件較差的粉砂、粘土中施工時，土體會從開挖面流入盾構內，造成開挖面塌陷，無法繼續開挖。此時應在盾構前方設置胸板封閉前方，並在腳板上開壹個挖掘用的小孔。這種形式的屏蔽稱為擠壓屏蔽(見圖3)。當盾構被擠壓向前推進時，隨著膏體從噴嘴中擠出，泥土將從挖出的孔中擠入盾構中。根據推進速度確定開口率。當開孔率過大時，開挖量增加，會引起周圍地層的沈降；反而會增加盾構的切割阻力，使地面隆起。在使用擠壓式盾構時，針對壹定的地質條件設定壹定的開口率，控制開挖量是非常重要的。
擠壓式盾構是將手挖盾構的胸板封閉，擋住正面土。這種盾構可分為全擠壓式或部分擠壓式，適用於軟粘性土層。當盾體被充分擠壓向前推進時，所有的胸甲都會閉合，不需要出土，但會引起相當大的表面變形。使用局部擠壓式盾構時，需要部分打開胸板，將待排土體從開口處擠壓到盾構內，然後裝車運輸。這種盾構施工也造成了較大的地表變形。
擠壓式盾構適用地層:擠壓式盾構的適用範圍取決於地層的物理力學性質。在日本隧道的規範(盾構)和規範(1977版)中，根據含砂量-粘聚力和液性指數-粘聚力的關系確定其適用範圍。根據施工經驗，即使粘聚力超過這個範圍，在含砂量較小的地層中也可能適用。根據迄今為止的施工經驗，當土的含砂量在20%以下，液性指數在60%以上，粘聚力在0.5kg/cm2以下時，盾構的孔徑比壹般為2 ~ 0.8%，在極軟弱地層小到0.3%。在擠壓式盾構施工區域，如果有已進行化學灌漿加固建築物或地層的地基，會影響擠壓式盾構的推進，應提前考慮使盾構胸板可拆卸。
圖3擠壓護罩
3.格柵式盾構在上海軟土地區經常使用。它具有湧水量接近或等於所有隧道湧水量的特點，往往具有局部壓縮的性質。盾構前部裝有鋼板格柵，在推進過程中可以切土，在推進停止時可以穩定開挖面。切入的土可以用轉盤、帶式輸送機、礦車或水力機械運出，如圖4所示。如果這種盾構法在土質合適的地層中精心施工，地表沈降可以控制在中等或較小的程度。在含水地層中施工需要輔以排水措施。
圖4網格屏蔽
1-盾構千斤頂(用於推進盾構)；2-開挖面支撐千斤頂；3重提升臂(用於裝配已裝配好的鋼筋混凝土襯砌)；
4-堆土平臺(盾構下部的土塊被轉盤擡起後落入堆土平臺)；5-刮板輸送機，土塊從堆土平臺進入，然後輸出；6-組裝鋼筋混凝土襯砌；7-屏蔽鋼殼；8-開挖面鋼網；9-轉盤；10-土方裝載機。
4.半機械護盾。半機械屏蔽如圖5所示。半機械盾是介於手挖盾和機械盾之間的壹種形式，更接近手挖盾。它是在敞開式盾構的基礎上安裝機械挖掘挖掘裝置來代替人工勞動，因此具有省力、高效的特點。
機械挖掘裝置可以前後、左右和上下移動。它有三種形式:鬥式，切割頭式和兩者兼而有之。其頂部與手挖盾構相同，並配有可移動的前檐和前支撐千斤頂。
盾構的機械設備有以下幾種形式:
(1)盾構工作面下部裝有鏟鬥和截割頭。
(2)盾構工作面上部裝有鏟鬥，下部裝有截割頭。
(3)盾構中心裝有切割頭。
(4)盾構中心裝有鏟鬥。
形式①:盾構工作面上半部設有前支撐千斤頂和工作平臺。工作面上半部人工開挖，挖出的土和沙落到下半部，下半部用鏟鬥和裝載機挖掘出土。
形式②:盾構上工作面采用鏟鬥或裝載機挖掘，下工作面采用截割頭或鏟鬥挖掘出土。
形式③:開挖和截割頭開挖。
形式④:挖鬥挖掘出土。
半機械盾構適用地層:半機械盾構比手挖盾構更適用於良好地層。形式①適用於需要開挖面支撐的地層，形式② ~ ④適用於能夠自立的地層。②式最適用於亞粘土和礫石之間的夾層。③式最適用於粘性上層和硬砂層的固結。④型最適用於粘土和礫石混合層。
圖5半機械屏蔽
5.打開胸腔機械切割盾牌。當地層可以自立，或采取輔助措施後可以自立時，在盾構的切割部位安裝適合盾構直徑的大刀盤，進行全斷面機械切割開挖，如圖6所示。機械盾構是利用靠近開挖面的旋轉刀盤進行全斷面開挖的壹種盾構。它具有連續挖掘土層的功能。可以壹邊出土，壹邊推進，連續作業。
機械盾構的切削機構多為大刀盤形式，有單軸、雙旋轉、多軸幾種類型，其中單軸應用最為廣泛。帶有多個輻條狀槽口的切割頭繞中心軸線旋轉，切割頭切割的土壤從槽口進入設置在外圈的轉盤，然後由轉盤提升到漏土鬥中，再由傳送帶送到挖掘車上。
機械盾構的優點不僅可以改善作業環境，節省勞動力，而且可以顯著提高推進速度，縮短工期。問題是盾構成本高，後續設備多，為了提高工作效率，基地面積大。因此，如果隧道長度較短，則不夠經濟。與手挖盾構相比，小曲率半徑條件下的施工和盾構糾偏難度更大。
機械盾構適用地層:機械盾構可以在容易坍塌的地層中施工，因為盾構的大刀頭本身具有防止開挖面坍塌的作用。但在粘性土層中施工時，挖出來的土容易粘在轉盤上，壓實後會很難挖出來。因此，機械盾構多適用於地質變化不大的砂土層。
圖6開胸機械切割護罩
局部氣壓防護罩。在機械護罩的支撐環前安裝壹個隔板，在切口和這個隔板之間形成壹個密封艙。密封艙內充滿壓縮空氣，以穩定開挖面上的土壤。這樣，隧道施工人員就不會在氣壓下工作。在適當的地質條件下，無疑優於全壓盾構。但這種盾構在密封艙、盾尾、管片連接處容易漏氣，如圖7所示。
圖7局部氣動屏蔽
7.泥漿壓力防護罩。泥水加壓盾構是在盾構正面前方用隔板和支撐環將適當壓力的泥漿註入密封倉內支撐開挖面，用安裝在正面的大刀盤進行切土。土壤與泥漿混合後，通過泥漿泵和管道輸送到地面進行處理(見圖8)。
圖8泥漿加壓盾構
(a)德國風格(b)日本風格
具體來說，泥水加壓盾構就是在機械盾構的大刀頭後面設置壹個隔板，隔板和大刀頭之間的空間作為泥水室，開挖面和泥水室中充滿加壓的泥水，通過加壓保壓機構保證開挖面土體的穩定。當盾構推進時，挖出的土將進入泥漿室。通過攪拌裝置進行攪拌，用流體輸送的方法將攪拌好的高濃度漿液送出地面，將送出的漿液與水和土分離，然後將分離出的漿液送入漿液室，漿液不斷循環加壓，因此在盾構內部無法直接觀察到開挖面，所以要求盾構從推進、排泥到漿液處理都要系統化操作。通過對泥漿壓力、泥漿流量、泥漿濃度的測量，計算出土量，並由中央控制臺對整個作業過程進行綜合管理。泥水加壓盾構利用泥漿的特性來穩定開挖面，泥漿同時具有以下三種作用。
開挖面泥漿壓力與水土壓力的平衡。
泥水作用於地層後，形成不透水的泥膜，使泥水產生有效壓力。
加壓泥漿可以滲透到地層的某個區域，使這個區域的開挖面穩定。
就泥漿的特性而言，濃度和密度越高，開挖面穩定性越好，濃度和密度越低，泥漿輸送效率越高。因此，考慮到上述情況，目前廣泛用作泥漿管理標準的數值如下:
(1)容重:1.05 ~ 1.25 (g/cm3)粘土、膨潤土等。
(2)粘度:20 ~ 40 (s)，漏鬥粘度500/500ml。
(3)脫水量:q < 200ml，(APL過濾試驗3 kg/cm2，30min)。
泥漿壓力盾構有日制和德制，如圖8所示。兩者的區別在於:德式密封艙配有緩沖氣壓艙，便於手動控制前方泥壓，結構簡單；日式密封艙滿是泥水，應該有壹套泥水平衡自動控制裝置。壹般來說，泥水盾構對地層擾動最小，地面沈降最小，但造價最高。
日本於1966首次采用泥水加壓盾構工法。中鐵京葉線羽田隧道1970下穿運河施工後，泥水加壓盾構法引起關註。1974發生化學註漿液汙染後，控制了註漿液的種類，對無化學註漿的泥水加壓盾構工法進行了新的評價。1975之後，這種方法施工的工程急劇增加，泥水壓力盾構幾乎是火熱的。到1981年，采用泥水加壓盾構法施工的工程數量占盾構施工工程總數的1/3。大多數人認為泥水加壓盾構對不同土層適應性強，便於自動化管理。另壹方面，在1983年2月的第四屆日本隧道技術研討會上，否定了泥水加壓盾構對不同土層的適應性，認為至少盾構不適合在無輔助施工的含少量粘性土的礫石層和卵石層中施工。壹般認為，在以砂土為主的沖積層中使用泥水加壓盾構更有利，但在以粘性土為主的沖積層中施工，需要較高的泥水處理費用。泥水加壓盾構施工後，地表沈降可控制在10 mm以內，問題是如何降低泥水處理費用和後續設備費用(泥水加壓盾構費用高於土壓盾構)。
泥水盾構適用地層:泥水加壓盾構最初用於沖積粘土和沖積砂相間的特殊地層。由於泥漿對開挖面的明顯影響，軟淤泥質土層、松散砂層、礫石層、卵石礫石層、礫石與硬土的互層均被采用。泥水加壓盾構在地層中有著廣泛的應用。但是，在松散卵石層和硬土層中采用泥水加壓盾構施工，會產生漏水現象，所以要在泥漿中加入壹定的粘結劑進行堵漏。在非常松散的卵石層中挖掘時，也可能會失敗。此外，在硬土層中開挖時，不僅土粒會降低泥水質量，而且泥土往往會粘附在刀盤和槽口上，給開挖帶來困難，應引起重視。
泥水加壓盾構的適用性；
(1)細粒土(粒徑0.074mm以下)含量在粒徑累積曲線的10%以上。
(2)礫石(粒徑大於2mm)含量超過粒徑增長曲線的60%。
(3)天然含水量在65438±08%以上。
(4)不含200 ~ 30 omm的粗礫石。
滲透系數k < 10-2厘米/秒.
8.EPB盾。土壓盾構也叫封閉式切土盾構或土壓盾構。前端有壹個全斷面切割刀頭，切割刀頭後部有壹個存放切割土的密封艙，密封艙中心線下部安裝壹個長圓柱形螺旋輸送機，輸送機壹端有入口和出口，如圖9所示。所謂土壓平衡，是指密封艙中的切土和泥水充滿密封艙，能有適當的壓力來平衡開挖面上的土壓，以減少對土體的擾動，控制地表沈降。這種盾構可以節省泥水盾構中必要的泥水平衡和大量的泥水處理設備費用，主要適用於粘性土或有壹定粘性的粉砂。目前有壹種新型的水或泥土壓平衡盾構，可適用於各種土層。
圖9 EPB盾
EPB盾第壹次使用是在1974年。它是壹種外徑為3.72m的水工隧道盾構，後來由於土壓盾構傾卸機構性能的提高，發展了各種機構來穩定開挖面。從1978開始，日本制造的盾牌數量急劇上升到19865438+。
EPB盾構的基本原理是刀盤切削土層，切削的土進入土腔(工作室)。土腔內的土在挖掘面壓力平衡的同時由土腔內的螺旋輸送機出土，在挖掘量和推進量平衡時，安裝在排土口的排土裝置繼續出土。EPB盾構的產品名稱各不相同，即使是類似的盾構，由於各公司開挖地表穩定的方法和傾卸機構的開發過程，名稱也不盡相同。在使開挖面在不同條件下保持穩定的盾構中，通過螺旋輸送機從土腔中出土的盾構區別於泥漿加壓盾構。土壓平衡盾構可分為四類:切割加壓、土壓平衡加水、高濃度泥漿加壓加泥漿。
開挖面的穩定機制:
根據地質條件，EPB盾構開挖面的穩定機制可分為兩種類型:壹種適用於內摩擦角小、易流動的粘性土層；另壹種適用於砂、礫石等砂質地層。內摩擦角大，不易流動，透水性高。
(1)粘性土層中開挖面的穩定機理
粉質粘土、粉砂、粉細砂等粘性土層中。，開挖面穩定機構的排土方式是:刀盤切削的土體先進入土腔，當土腔內的土壓力與開挖面上的土壓力(粘性土中，開挖面上的土壓力與水壓力的混合及壓力作用)達到平衡時，被挖掘的土體由螺旋輸送機送至後方，然後從開挖門出土。這種機制首先用挖出的土填充土腔。在松軟的粘性土層中，刀盤切割的土的強度壹般低於原狀土，所以容易流動。即使在粘聚力較高的土層中，刀盤的攪拌作用和螺旋輸送機的輸送作用也會擾動土壤，增加土壤的流動性，因此填充在土腔和螺旋輸送機中的土壤的土壓力可以與開挖面的土壓力相等。當然，土腔和輸送機內填土的土壓力必須在與開挖面土壓力相等的情況下由螺旋輸送機排出，開挖量和排出量要保持平衡。但當地層含砂量超過壹定限度時，刀盤切削的土壤流動性變差，土腔內的土壤過滿、過固定，就會使土壤被壓實，難以挖掘和排土，迫使推進停止。在這種情況下，常用的方法有:添加膨潤土、粘土等。放入土腔內攪拌，或噴水、噴氣，增加土腔內土壤的流動性。
(2)砂土層中開挖面的穩定機理
在砂礫的砂質土層中，土的摩擦阻力大，地下水豐富，透水系數也高。因此，依靠開挖土的土壓力和除土機構與開挖面的壓力(地下水壓力和土壓力)是很難達到平衡的。而且刀盤切下的土的流動性也無法保證，對於這樣的土層，僅靠機械控制排土機構是很難穩定開挖面的。因此，水、膨潤土、粘土、高濃度泥水、泥漿材料等的混合物。應加壓灌入開挖面，並不斷攪拌混合料，改變開挖土的組成比例，以保證土的流動性和止水性，使開挖面穩定。
開挖面的穩定機制可分為以下幾種方式:
①切土壓拌法:將水、空氣或混合材料噴入土腔內，保證土腔內土和砂的流動性。在螺旋輸送機的排土口安裝壹個能止水的旋轉給料機(旋轉閥或旋轉漏鬥)，給料機的隔離作用能穩定開挖面。
②加水法:向開挖面加入壓力水，保證開挖土的流動性，使壓力水與地下水壓力平衡。開挖面上的土壓力由土腔中混合土的壓力來平衡。為了保證壓力水的作用，在螺旋輸送機後部安裝了排土調節槽，通過控制調節槽的開度來穩定開挖面。
(3)高濃度泥漿加壓法:在開挖面加入高濃度泥漿，通過泥漿和開挖土的混合來保證開挖土的流動性，通過高濃度泥漿的壓力來平衡開挖面上的土壓力和水壓力。螺旋輸送機的出料口安裝有旋轉給料機，給料機的隔離作用使開挖面穩定。
④加泥型:將粘土料和泥漿註入開挖面，通過輻條狀刀盤和攪拌機構對開挖土進行混合攪拌，使開挖土具有止水性和流動性。這種改良土的土壓力與開挖面的土壓力和水壓力相平衡，因此開挖面是穩定的。
EPB盾構更適合在軟弱沖積土層中推進，但在卵礫石層或砂質土層中推進時，需要加