盾構機的工作原理主要體現在其開挖、支撐和結構裝配的連續過程中。首先,盾構機采用圓柱形鋼構件,殼體內即為盾體,它在掘進過程中臨時支撐未襯砌的隧道段,承受著周圍土壤和地下水的壓力。在開挖階段,液壓馬達驅動刀盤旋轉,同時驅動盾構機前進。切割下來的渣土通過刀槽被送入土倉,螺旋輸送機隨后將這些渣土卸至帶式輸送機,再由渣土車運送到地面。
控制排土的關鍵在于保持土倉內渣土的適宜量。當土倉內渣土積累到一定程度,開挖面的阻力會增加。當土倉內的土壓力與開挖面土壓力和地下水壓力達到平衡時,開挖面保持穩定,防止地面塌陷或膨脹。這時,輸送的渣土量必須與產生的渣土量保持一致,以維持土倉的穩定狀態。
掘進到一定距離后,盾構機會暫停,拼裝機操作人員會手動操作,將預先制作的單層襯砌管片安裝在隧道壁上,形成隧道結構。這個過程是一個精密而連續的過程,確保了隧道的穩定構建。