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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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土压平衡式盾构的开挖面稳定机构，按地质条件可以分成二种型式，一种是适用于内摩擦角小且易流动的淤泥、粘土等等的粘质土层；另一种是适用于土的内摩擦角大、不易流动、透水性大的砂、砂砾等等的砂质士层。

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在粉质粘土、粉砂、粉细砂等的粘性土层中，开挖面稳定机构的排土方式是：由刀盘切削后的泥土先进入土腔内，在土腔内的土压与开挖面的土压（在粘性土中，开挖面土压与水压的混合、压力作用）达到平衡的同时，由螺旋输送机把开挖的泥土送往后部，再从出土闸门口出土。

这种机构首先是由挖掘的泥土充满土腔，在软弱的粘性土地层中，由刀盘切削后的泥土强度一般都比原状土的强度低，因而易流动。即使是在内聚力很高的土层中，也由于刀盘的搅拌作用和螺旋输送机的搬运作用搅乱了土体，使土的流动性增大，因此充满在土腔内和螺旋输运机内泥土的土压、可与开挖面的土压达到相等。