泥水加壓平衡盾構(gòu)(slurry pressure balance shield)，簡(jiǎn)稱(chēng)SPB盾構(gòu)或泥水盾構(gòu)。是在機(jī)械式盾構(gòu)的前部設(shè)置隔板，與刀盤(pán)之間形成泥水倉(cāng),開(kāi)挖面的穩(wěn)定是將泥漿送入泥水倉(cāng)內(nèi)，在開(kāi)挖面上用泥漿形成不透水的泥膜，通過(guò)該泥膜的張力保持水壓力，以平衡作用于開(kāi)挖面的土壓力和水壓力。開(kāi)挖的土砂以泥漿形式輸送到地面，通過(guò)泥水處理設(shè)備進(jìn)行分離，分離后的泥水進(jìn)行質(zhì)量調(diào)整，再輸送到開(kāi)挖面。
泥水盾構(gòu)根據(jù)泥水艙構(gòu)造形式和對(duì)泥漿壓力的控制方式的不同，泥水盾構(gòu)可分為：直接控制型和間接控制型。
直接控制型泥水盾構(gòu)工作原理為:送泥泵從地面泥漿池將新鮮泥漿輸入盾構(gòu)泥水艙，與開(kāi)挖泥土進(jìn)行混合，形成稠泥漿，然后由排泥泵輸送到地面泥水分離處理站，經(jīng)分離后排除土碴，而稀泥漿流向調(diào)漿池，再對(duì)泥漿密度和濃度進(jìn)行調(diào)整后，重新輸入盾構(gòu)循環(huán)使用。
間接控制型泥水盾構(gòu)的控制原理為:其泥水系統(tǒng)由泥漿和空氣雙重回路組成。在盾構(gòu)的泥水艙內(nèi)插裝一道半隔板，在半隔板前充以壓力泥漿，在半隔板后面盾構(gòu)軸心線以上部分充以壓縮空氣，形成空氣緩沖層，氣壓作用在半隔板后面與泥漿的接觸面上，由于接觸面上氣、液具有相同壓力，因此只要調(diào)節(jié)空氣壓力，就可以確定和保持在開(kāi)挖面上相應(yīng)的泥漿支護(hù)壓力。
泥水系統(tǒng)的作用
1、向開(kāi)挖面密閉艙提供掘進(jìn)施工需求的泥漿，用優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土配制的泥漿的比重、粘度等技術(shù)指標(biāo)必須滿足在高透水砂層中形成泥膜和穩(wěn)定開(kāi)挖面的要求。
2、及時(shí)把切削土砂形成的混合泥漿輸送到地面進(jìn)行分離和處理，再將回收的泥漿調(diào)整利用。
3、泥水系統(tǒng)與盾構(gòu)機(jī)的選型、掘進(jìn)速度、地質(zhì)條件等緊密聯(lián)系在一起的，不同的地質(zhì)工況條件取決了不同的泥水系統(tǒng)模式。
造漿系統(tǒng)
包括泥水拌制系統(tǒng)和漿液調(diào)整系統(tǒng)
1、盾構(gòu)在掘進(jìn)過(guò)程中，需要進(jìn)行新舊泥漿交替補(bǔ)充到盾構(gòu)開(kāi)挖面，形成一定厚度的泥膜便于刀盤(pán)切削。
2、當(dāng)舊漿液漿量不足，需要及時(shí)補(bǔ)充新鮮漿液，造漿系統(tǒng)根據(jù)漿液的粘度、比重等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整。以便及時(shí)向盾構(gòu)泥水艙補(bǔ)充漿液，使開(kāi)挖面快速形成泥膜，便于開(kāi)挖面穩(wěn)定和盾構(gòu)順利掘進(jìn)。
3、拌制泥漿的主要材料是膨潤(rùn)土、CMS等
泥水拌制系統(tǒng)
1、泥水拌制系統(tǒng)由新漿槽、新漿泵、新漿攪拌器、新漿貯備槽、CMS攪拌槽、CMS攪拌器、CMS泵、分配閥和加水設(shè)備組成。
2、CMS攪拌槽貯存化學(xué)漿糊、新漿槽貯存膨潤(rùn)土等材料，將攪拌后的CMS化學(xué)漿糊送入新漿槽進(jìn)行混合攪拌制成新鮮漿液。
泥水處理分系統(tǒng)的作用是將刀盤(pán)切削土砂形成的泥水進(jìn)行顆粒分離。選擇泥水處理設(shè)備時(shí)，必須考慮兩個(gè)方面:1、必須能有效地分離所排泥漿中的泥土和水分;2、必須具有與推進(jìn)速度相適應(yīng)的處理能力。
采用振動(dòng)篩作為首道初級(jí)分離，振動(dòng)篩的作用是對(duì)泥水作預(yù)處理，去除團(tuán)狀和塊狀等粗大顆粒。經(jīng)粗篩分離后把2~4mm以上的顆粒分離出去堆放在渣場(chǎng)，其含水率小于25%，可直接汽車(chē)運(yùn)輸；二級(jí)旋流器分級(jí)濃縮后底流經(jīng)沉砂嘴進(jìn)入二級(jí)脫水篩，經(jīng)二級(jí)脫水篩處理后的渣土含水率小于25%，可直接汽車(chē)運(yùn)輸；可配置2臺(tái)離心機(jī)，基本上滿足盾構(gòu)施工需求，考慮到地質(zhì)條件的變化及掘進(jìn)效率的提高，可備用一臺(tái)離心機(jī)。
