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马蹄形盾构机是由中铁装备集团自主研发的新型异形盾构机，因其开挖断面呈“U”形得名。

相对圆形盾构机的一个大刀盘旋转、一套控制系统的“粗放”施工，马蹄形盾构机可以针对不同土质层进行面积、角度的精细开挖。

马蹄形盾构机的诞生是中国铁路隧道施工技术与装备发展史的里程碑事件，标志着世界异型隧道掘进机研制技术迈向新阶段，实现异型盾构装备的自主化和智能化。

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土压平衡式盾构使用于1974年，它是外径为3.72m的水工隧道盾构，以后由于土压系盾构的排土机构在性能上得到了改善，并开发了各种能使开挖面稳定的机构，从1978年开始，在日本该盾构的制造台数急剧上升，到1981年12月，该形式的盾构占全部盾构台数的29%。

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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，盾构机检测，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。

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