採用盾構為施工機具，在地層中修建隧道和大型管道的一種暗挖式施工方法。施工時在盾構前端切口環的掩護下開挖土體，在盾尾的掩護下拼裝襯砌（管片或砌塊）。在挖去盾構前面土體後，用盾構千斤頂頂住拼裝好襯砌，將盾構推進到挖去土體空間內，在盾構推進距離達到一環襯砌寬度後，縮回盾構千斤頂活塞桿，然後進行襯砌拼裝，再將開挖面挖至新的進程。如此迴圈交替，逐步延伸而建成隧道（圖1）。
歷史和發展 用盾構法修建隧道已有150餘年的歷史。最早進行研究的是法國工程師M.I.佈律內爾，他由觀察船蛆在船的木頭中鉆洞，並從體內排出一種粘液加固洞穴的現象得到啟發，在1818年開始研究盾構法施工，並於1825年在英國倫敦泰晤士河下，用一個矩形盾構建造世界上第一條水底隧道(寬11.4米、高6.8米)。在修建過程中遇到很大的困難，兩次被河水淹沒，直至1835年，使用瞭改良後的盾構，才於1843年完工。其後P.W.巴洛於1865年在泰晤士河底，用一個直徑2.2米的圓形盾構建造隧道。1847年在英國倫敦地下鐵道城南線施工中，英國人J.H.格雷特黑德第一次在粘土層和含水砂層中采用氣壓盾構法施工，並第一次在襯砌背後壓漿來填補盾尾和襯砌之間的空隙，創造瞭比較完整的氣壓盾構法施工工藝，為現代化盾構法施工奠定瞭基礎，促進瞭盾構法施工的發展。20世紀30～40年代，僅美國紐約就采用氣壓盾構法成功地建造瞭19條水底的道路隧道、地下鐵道隧道、煤氣管道和給水排水管道等。從1897～1980年，在世界范圍內用盾構法修建的水底道路隧道已有21條。德、日、法、蘇等國把盾構法廣泛使用於地下鐵道和各種大型地下管道的施工。1969年起，在英、日和西歐各國開始發展一種微型盾構施工法，盾構直徑最小的隻有1米左右，適用於城市給水排水管道、煤氣管道、電力和通信電纜等管道的施工。
中國於第一個五年計劃期間，首先在遼寧阜新煤礦，用直徑2.6米的手掘式盾構進行瞭疏水巷道的施工。中國自行設計、制造的盾構，直徑最大為11.26米，最小為3.0米。正在修建的第二條黃浦江水底道路隧道，水下段和部分岸邊深埋段也采用盾構法施工，盾構的千斤頂總推力為108兆牛，采用水力機械開挖掘進。在上海地區用盾構法修建的隧道，除水底道路隧道外，還有地鐵區間隧道、通向河海的排水隧洞和取水管道、街坊的地下通道等。
盾構法的優越性 盾構法施工得到廣泛使用，因其具有明顯的優越性：①在盾構的掩護下進行開挖和襯砌作業，有足夠的施工安全性；②地下施工不影響地面交通，在河底下施工不影響河道通航；③施工操作不受氣候條件的影響；④產生的振動、噪聲等環境危害較小；⑤對地面建築物及地下管線的影響較小。
盾構法施工準備工作 采用盾構法施工時，首先要在隧道的始端和終端開挖基坑或建造豎井，用作盾構及其設備的拼裝井（室）和拆卸井（室），特別長的隧道，還應設置中間檢修工作井（室）。拼裝和拆卸用的工作井，其建築尺寸應根據盾構裝拆的施工要求來確定。拼裝井的井壁上設有盾構出洞口，井內設有盾構基座和盾構推進的後座。井的寬度一般應比盾構直徑大1.6～2.0米，以滿足鉚、焊等操作的要求。當采用整體吊裝的小盾構時，則井寬可酌量減小。井的長度，除瞭滿足盾構內安裝設備的要求外，還要考慮盾構推進出洞時，拆除洞門封板和在盾構後面設置後座，以及垂直運輸所需的空間。中、小型盾構的拼裝井長度，還要照顧設備車架轉換的方便。盾構在拼裝井內拼裝就緒，經運轉調試後，就可拆除出洞口封板，盾構推出工作井後即開始隧道掘進施工（圖2）。盾構拆卸井設有盾構進口，井的大小要便於盾構的起吊和拆卸。
盾構法施工工序 主要有土層開挖、盾構推進操縱與糾偏、襯砌拼裝、襯砌背後壓註等。這些工序均應及時而迅速地進行，決不能長時間停頓，以免增加地層的擾動和對地面、地下構築物的影響。
土層開挖 在盾構開挖土層的過程中，為瞭安全並減少對地層的擾動，一般先將盾構前面的切口貫入土體，然後在切口內進行土層開挖，開挖方式有：①敞開式開挖。適用於地質條件較好、掘進時能保持開挖面穩定的地層。由頂部開始逐層向下開挖，可按每環襯砌的寬度分數次完成。②機械切削式開挖。用裝有全斷面切削大刀盤的機械化盾構開挖土層。大刀盤可分為刀架間無封板的和有封板的兩種，分別在土質較好的和較差的條件下使用。在含水不穩定的地層中，可采用泥水加壓盾構和土壓平衡式盾構進行開挖。③擠壓式開挖。使用擠壓式盾構的開挖方式，又有全擠壓和局部擠壓之分。前者由於掘進時不出土或部分出土，對地層有較大的擾動，使地表隆起變形，因此隧道位置應盡量避開地下管線和地面建築物。此種盾構不適用於城市道路和街坊下的施工，僅能用於江河、湖底或郊外空曠地區。用局部擠壓方式施工時，要根據地表變形情況，嚴格控制出土量，務使地層的擾動和地表的變形減少到最低限度。④網格式開挖。使用網格式盾構開挖時，要掌握網格的開孔面積。格子過大會喪失支撐作用，過小會產生對地層的擠壓擾動等不利影響。在飽和含水的軟塑土層中，這種掘進方式具有出土效率高、勞動強度低、安全性好等優點。
推進操縱與糾偏 推進過程中，主要采取編組調整千斤頂的推力、調整開挖面壓力以及控制盾構推進的縱坡等方法，來操縱盾構位置和頂進方向。一般按照測量結果提供的偏離設計軸線的高程和平面位置值，確定下一次推進時須有若幹千斤頂開動及推力的大小，用以糾正方向。此外，調整的方法也隨盾構開挖方式有所不同：如敞開式盾構，可用超挖或欠挖來調整；機械切削開挖，可用超挖刀進行局部超挖來糾正；擠壓式開挖，可用改變進土孔位置和開孔率來調整。
襯砌拼裝 常用液壓傳動的拼裝機進行襯砌（管片或砌塊）拼裝。拼裝方法根據結構受力要求，可分為通縫拼裝和錯縫拼裝。通縫拼裝是使管片的縱縫環環對齊，拼裝較為方便，容易定位，襯砌圓環的施工應力較小，但其缺點是環面不平整的誤差容易積累。錯縫拼裝是使相鄰襯砌圓環的縱縫錯開管片長度的1/2～1/3。錯縫拼裝的襯砌整體性好，但當環面不平整時，容易引起較大的施工應力。襯砌拼裝方法按拼裝順序，又可分為先環後縱和先縱後環兩種。先環後縱法是先將管片（或砌塊）拼成圓環，然後用盾構千斤頂將襯砌圓環縱向頂緊。先縱後環法是將管片逐塊先與上一環管片拼接好，最後封頂成環。這種拼裝順序，可輪流縮回和伸出千斤頂活塞桿以防止盾構後退，減少開挖面土體的走動。而先環後縱的拼裝順序，在拼裝時須使千斤頂活塞桿全部縮回，極易產生盾構後退，故不宜采用。
襯砌背後壓註 為瞭防止地表沉降，必須將盾尾和襯砌之間的空隙及時壓註充填。壓註後還可改善襯砌受力狀態，並增進襯砌的防水效果。壓註的方法有二次壓註和一次壓註。二次壓註是在盾構推進一環後，立即用風動壓註機通過襯砌上的預留孔，向襯砌背後的空隙內壓入豆粒砂，以防止地層坍塌；在繼續推進數環後，再用壓漿泵將水泥類漿體壓入砂間空隙，使之凝固。因壓註豆粒砂不易密實，壓漿也難充滿砂間空隙，不能防止地表沉降，已趨於淘汰。一次壓註是隨著盾構推進，當盾尾和襯砌之間出現空隙時，立即通過預留孔壓註水泥類砂漿，並保持一定的壓力，使之充滿空隙。壓漿時要對稱進行，並盡量避免單點超壓註漿，以減少對襯砌的不均勻施工荷載；一旦壓漿出現故障，應立即暫停盾構的推進。
盾構法施工時，還須配合進行垂直運輸和水平運輸，以及配備通風、供電、給水和排水等輔助設施，以保證工程質量和施工進度，同時還須準備安全設施與相應的設備。