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盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。
盾构工程主要运用于地铁隧道，电厂厂排水隧道，水厂取水排水隧道。一般盾构工程均有工作井和接收井，盾构机从工作井掘进至接收井，盾构机进入接收井后，由接收井吊至地面完成盾构机收回。而一些水电厂入湖入海的取水隧道，或者入海的排水隧道无法设计接收井，
就只有工作井没有接收井。就国内盾构工程而言，盾构机造价昂贵，对无法全部收回的盾构机，须将盾构机内部设备部件拆卸收回，只留盾构机壳体和刀盘等无法收回的部件。收回的盾构机部件可重新加工盾构机壳体和刀盘继续使用。
在砂、砂砾的砂质土地层中，土的摩擦阻力大，地下水丰富，透水系数也高，因此，依靠挖掘土的土压和排土机构与开挖面的压力（地下水压和土压）达到平衡就很困难。而且由刀盘切削的土体流动性也不能保证，对于这样的土层仅采用排土机构的机械控制使开挖面稳定是很困难的。因此要用水、膨润土、粘土、高浓度泥水、泥浆材料等等的混合料向开挖面加压灌注，并不断地进行搅拌，改变挖掘土的成分比例，以此保证土的流动性和止水性，使开挖面稳定。