土压平衡式盾构机一般由主要部件、主要工作系统和后配套设备组成。
（1）主要部件。主要由盾构壳体、推进油缸、刀盘和驱动、主轴承、螺旋输送机、皮带输送机、管片拼装机等装置组成。
1）盾构壳体。壳体由钢板焊接而成，形状有圆形和矩形（已经研发出矩形盾构机）。一般有前盾、中盾和尾盾。壳体承受掘进时产生的土压力、水压、刀盘的动载荷等荷载。
前盾和承压隔板焊在一起，用来支撑刀盘驱动。承压隔板使泥土仓与后面的工作空间相隔离，推力油缸通过承压隔板作用到开挖面上，以起到支撑和稳定开挖面的作用。承压隔板上在不同高度处安装有土压传感器，用来探测泥土仓中不同高度的土压力。
中盾内侧安装多组推进油缸，推进油缸杆上安装有塑料撑靴，撑靴顶在安装好的管片上，通过推进油缸提供盾构机掘进力。
中盾的后边是尾盾，尾盾一般通过铰接油缸和中盾相连，铰接连接可以使盾构机易于转向。尾盾内一般设置有管片安装机、注浆机、风、水、电等辅助设备。
2）推进油缸。推进油缸的主要作用是提供刀盘掘进轴向推力和牵引盾构前进。一般分组布置，每组与支撑靴连接。根据作业要求推进油缸可以联动也可以分动，盾构机可以实现左转、右转等调整纠偏动作。
3）刀盘和驱动。刀盘一般设计成圆盘形（刀盘结构材料一般为Q345B、16MnR、GS52或相当的铸钢材料），用四根幅臂支撑的法兰盘连接在旋转装置上，有多个进料口，以便渣土进入泥土仓。根据切削土质的软硬程度，可选择安装硬岩刀具或软土刀具。为了便于盾构机转弯，刀盘的外侧装有一把超挖刀，在转向掘进时，超挖刀沿刀盘的径向方向向外伸出切削，开挖直径扩大，也有利于盾构机转向。刀盘驱动一般由多组变速齿轮箱和液压变量马达组成。(www.xing528.com)
4）主轴承一般采用组合配套的滑动轴承或双列圆锥滚动轴承，密封采用唇形丁腈橡胶或聚氨酯橡胶。
5）螺旋输送机、皮带输送机。盾构机渣土输送过程是刀盘切削渣土排至泥土仓，由可调节排量的螺旋输送机运至皮带机，再由皮带机转送至出渣车上。
螺旋输送机有前后两个闸门，前者关闭可以使泥土仓和螺旋输送机隔断，后闸门可以调整开挖面和泥土仓的压力。
6）管片拼装机。管片拼装机主要用于预制混凝土衬砌管片的安装，由大梁、支撑架、旋转架和拼装头组成。
（2）主要工作系统。盾构机是高度集成、高度自动化的隧洞掘进机械，其主要工作系统由控制系统、电力系统、液压系统、掘进导向系统、通风系统、监测检测系统等组成。
（3）后配套设备。后配套设备主要由管片运输设备、电力设备、液压工作站、空压机站、通风设备、泡沫设备、注浆设备、膨润土设备、循环水收集设备等组成。
泥水加压式盾构机除由高浓度泥水输出管道代替螺旋输送机、皮带运输机外，还增加了位于机器前部的碎石机、泥水仓、泥浆输入管道和位于洞外配套设施的泥水分离装置；其余基本与土压平衡式盾构机类似。
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