TBM，即硬岩隧道掘进机，一般用于山岭隧道或大型引水工程，是一种集掘进、出渣、导向、支护和通风等多功能为一体的大型高效隧道施工机械。相对于盾构机，TBM因其对设备的可靠性和长寿命要求极高，被称为工程机械的“航空母舰”和“掘进机之王”。

TBM根据其结构和使用环境的不同，又可以分为敞开式TBM、单护盾TBM和双护盾TBM。

敞开式TBM
敞开式TBM主要适用于硬岩，能利用自身支撑机构撑紧洞壁以承受向前推进的反作用力，在对于有一定自稳性的围岩施工时，特别是在硬岩、中硬岩掘进中，能充分发挥其优势，强大的支撑系统为刀盘提供了足够的推力。敞开式TBM上同时配置了钢拱架安装器和喷锚等设备，以适应不同地质变化，当采取有效支护手段后，也可应用于软岩隧道。

单护盾TBM
单护盾TBM只有一个护盾，大多用于软岩和破碎地层。

双护盾TBM
双护盾TBM具有两种掘进模式，即双护盾掘进模式和单护盾掘进模式。

敞开式TBM在工作时，支撑靴撑紧洞壁以承受向前推进的反作用力和反扭矩，刀盘旋转，推进液压缸推压刀盘，盘形切入切入岩石，在岩石面上作同心圆轨迹滚动破岩，岩碴靠自重掉入洞底，由铲斗铲起岩碴靠岩碴自重经溜槽落入皮带机出碴，连续掘进成洞。掘进时，伸出水平支撑，撑紧洞壁，收起前支撑和后支撑，气动皮带机，然后刀盘回转，开始掘进；掘进一个循环后，进行换步作业。其作业循环如下：
①撑靴撑紧在洞壁上，前支撑和后支撑收回，开始掘进；
②刀盘向前掘进一个循环后，掘进停止；
③前支撑和后支撑伸出，撑在洞壁上，撑靴收回，外凯向前滑移一个行程长度；
④利用前、后支撑进行方向调整；

⑤前后外凯撑靴重新撑紧在洞壁上，前支撑和后支撑收回，开始新的掘进循环。

单护盾TBM由于没有撑靴支撑，掘进时推力是靠护盾尾部的推进油缸支撑在管片上获得，机器的作业和管片的安装是在护盾的保护下进行的。由于单护盾TBM的掘进需要靠衬砌管片来承受后坐力，因此在安装管片时必须停止掘进，掘进和管片安装交替进行。

双护盾掘进模式：在围岩稳定性较好的地层中掘进时，位于后护盾的撑靴紧撑在洞壁上，为刀盘掘进提供反力，在主推进油缸的作用下使TBM 向前推进。此时TBM作业循环为：掘进与安装管片→撑靴收回换步→再支撑→再掘进与安装管片。双护盾掘进模式适用于稳定性较好的硬岩地层施工，在此模式下，掘进与安装管片同时进行，施工速度快。
单护盾掘进模式：单护盾掘进模式适应于不稳定及不良地质地段。在软弱围岩地层中掘进时，洞壁不能提供足够的支撑反力。这是，不再使用支撑靴与主推进系统，伸缩护盾处于收缩位置。此时双虎吨TBM就相当于一台简单的盾构。刀盘的推力由推进油缸支撑在管片上提供，TBM掘进与管片安装不能同步。作业循环为：掘进→辅助油缸收回→安装管片→再掘进。

敞开式TBM

掘进速度快；

对围岩扰动小，开挖质量高；

敞开式TBM上配置了钢拱架安装器、超前探测钻机、瞄杆钻机等设备，能对地质进行有效的探测和处理，以适应不同的地质变化。

单护盾TBM

单护盾TBM的出渣是由皮带输送机在常压下进行的；
单护盾TBM在恶劣地质、软岩和破碎地层中有很强的适应性；
自动化、信息化程度高。

双护盾

双护盾TBM施工使隧道掘进、衬砌、出渣、运输作业完全在护盾的保护下连续一次完成，实现了安全、高效、快速施工；
双护盾TBM具有双护盾掘进模式和单护盾掘进模式两种模式，对不良地质地段具有较强适应性；
自动化、信息化程度高。

敞开式TBM主要用在岩石整体性较好，有一定自稳性的围岩的隧道，特别适合在硬岩、中硬岩掘进。

单护盾TBM适用于劣性地质，主要适用于中等长度隧道，有一定自稳性的软岩及破碎岩层。

双护盾TBM一般适应于中~厚埋深、中~高强度、稳定性基本良好的地质的隧道，并能适应各种不良地质，对岩石强度变化有较好适应性。