盾构机，又名盾构隧道掘进机，是一种集高科技于一体的隧道掘进专用工程机械。顾名思义，盾构机采用“盾构法”进行工作，“盾”，即“保护”，指它的盾壳；“构”，即“构筑”，指管片拼装。可以简单理解为：一个圆柱体钢组件，沿着隧洞轴线一边向前推进，一边对土壤进行挖掘。它的壳体对挖掘出的还未衬砌的隧洞段可以起到临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还要承受地下水压并将地下水挡在外面。
对于“盾构法的灵感”，我们可以从一位自然界的小巧建筑师——“船蛆”的身上来揭秘。船蛆是一种生活在海洋中的软体动物，它们以木材为食，能够在木板中钻洞并居住其中。
船蛆的前端尖锐且布满锯齿的壳，是它用来穿透木板、开辟空间的利器。这一构造与盾构机前端的巨大刀盘非常相似，盾构机就是利用巨大刀盘像一条钢铁长龙般钻入地下，一边旋转着脑袋一边“吃掉”岩石和泥土。
盾构机的设计灵感最初是由法国工程师布鲁诺尔在 18 世纪末从船蛆钻洞现象中获得的。布鲁诺尔观察到船蛆在钻穿木板时，会分泌液体涂在孔壁上，形成坚韧的保护壳，抵抗木板潮湿后的膨胀，以防被压扁。这一自然现象激发了他的灵感，提出了盾构机掘进隧道的原理。
船蛆示意图
当我们将视线转到盾构机的中后部，会发现其结构的复杂性和精巧性。盾构机的中后部集成了前盾和后盾的坚固保护，以及一个至关重要的液压驱动系统，其中的液压千斤顶是它动力的源泉，正如船蛆强健体段中的肌肉纤维。同时，为了让隧道更加稳固，盾构机每前进一段距离，便会自动在隧道内壁上拼装一环混凝土管片，而衬砌管片与隧道壁之间的空隙也要用灰浆填充，保持整体内衬层的稳定性，并防止水向隧道渗漏。
在废物处理方面，盾构机与船蛆展现了一种令人惊叹的共鸣。盾构机内置的高效传送带系统，能够在掘进过程中迅速清理产生的大量废弃物，确保作业现场的清洁与高效。而船蛆，这种生活在海洋中的软体动物，同样拥有高效的废物处理机制。它们通过身体后部的特殊管道，将代谢废物迅速排出体外，保持身体内部的清洁，这种自然界的精妙设计，不仅有助于船蛆在恶劣环境中生存，也为人类提供了宝贵的生物启发。
“骐跃号”盾构机
如今，中国的盾构机不仅能够穿山越岭，还能穿江越海，广泛应用于各类隧洞修建工程，甚至在中俄天然气输送项目中，成功完成了长江盾构工程。这一系列成就，不仅展示了中国盾构机技术的卓越性能，更体现了中国在基础设施建设领域的强大实力。
