La estructura básica de una tuneladora (TBM) incluye: Una sección de excavación (cabezal de corte, su eje principal y unidad motriz); una sección de soporte de reacción de excavación (zapatas de soporte); y una sección de avance (gatos de avance).
Durante la operación se repiten las siguientes acciones: expandir las zapatas de soporte para fijar el cuerpo de la máquina a la pared del túnel; girar el cabezal de corte y activar los gatos para avanzar; Después de una pasada, retraiga las zapatas de soporte, muévalas hacia el frente y regrese a la posición inicial.
Estructura del cabezal de corte: Cabezales de corte esféricos y cabezales de corte planos: Los cortadores de corte están dispuestos a intervalos en la parte delantera del cabezal de corte. Generalmente, hay cortadores de corte central, cortadores de corte frontal (cortadores de corte frontal de excavación) y cortadores de corte lateral. La separación de las cuchillas depende de la capacidad de carga de las mismas, de la resistencia de la roca y del objetivo de avance diario de la excavación. En el perímetro exterior, para evitar que los cuerpos de corte salgan volando de los cabezales de corte, están dispuestos en un cierto ángulo y la sección transversal de corte-del cabezal de corte tiene forma de arco-. Éste es el significado de "esférico". En este caso, las cuchillas de corte lateral se utilizan de la misma forma que las cuchillas de corte frontal.
Para evitar la instalación de cortadores de bordes especiales, se pueden utilizar cortadores planos. Las tendencias recientes enfatizan la intercambiabilidad de los cortadores, lo que lleva a un mayor uso de cortadores esféricos.
Cabezales de corte de tipo husillo central y con soporte periférico: Los cabezales de corte con soporte periférico constan de un cuerpo cilíndrico y un marco principal. Utilizan rodamientos de gran-diámetro y cuentan con una estructura de soporte periférica de gran-apertura en la parte trasera. La roca excavada se levanta de los espacios en la circunferencia exterior del cabezal de corte, utilizando el marco principal como tolva, y se transporta al dispositivo de excavación. Este diseño del cabezal de corte es similar al utilizado en las tuneladoras (TBM) para roca blanda. Es muy eficaz en condiciones geológicas colapsables. El saliente del cortador puede ser relativamente pequeño y los cortadores se pueden reemplazar internamente. Los cabezales de corte de tipo husillo central son estructuras de placas circulares con un husillo central sostenido por cojinetes de pequeño-diámetro. El cabezal de corte está montado sobre una placa circular. La suciedad se recoge mediante raspadores ubicados en la periferia exterior del cabezal de corte y luego se alimenta al dispositivo de eliminación de desechos desde arriba a través de tolvas en la periferia exterior.
El cabezal de corte está montado sobre un soporte en la parte delantera de la placa. Debido a que no está restringido por un eje principal, su configuración es relativamente flexible. Esta estructura se utiliza comúnmente en tuneladoras de tipo abierto-. Sin embargo, la abertura de descarga de lodo es limitada, por lo que, dependiendo de las condiciones geológicas, puede no ser eficaz para la eliminación de residuos. El cabezal de corte es impulsado por un motor de accionamiento ubicado en la parte trasera de la tuneladora, utilizando el eje principal del cabezal de corte como eje impulsor.
La configuración de la zapata de soporte sirve como fuerza de reacción durante la propulsión; esta fuerza de reacción es la fuerza de propulsión y el par del cabezal de corte. Para resistir completamente esta fuerza de reacción y evitar dañar las paredes del túnel, se debe hacer lo más grande posible para reducir la presión de puesta a tierra. Normalmente, la presión de conexión a tierra es de 3 a 5 MPa. Los zapatos de soporte para este propósito se denominan zapatos de soporte principales; También existen varias zapatas de soporte para fines tales como control de vibraciones y control de dirección.
Zapatas de soporte para TBM tipo escudo-: en las TBM tipo escudo-, hay zapatas de soporte principales (cola) y zapatas de soporte frontal (delanteras) que se utilizan para la reacción de propulsión. Las zapatas de soporte principales generalmente están dispuestas en pares horizontalmente a la izquierda y a la derecha, pero en casos de gran-diámetro, a veces se disponen de 4 a 5 alrededor del perímetro.
Zapatas de soporte para tuneladoras-tipo abierto: Existen dos tipos: zapata de soporte simple y zapata de soporte doble. El tipo de zapata de soporte única tiene un par de zapatas de soporte en los lados izquierdo y derecho de la Te principal. Esto puede adaptarse a cambios en la orientación de la viga principal durante la propulsión.
El tipo de zapata de doble soporte tiene un par de zapatas de soporte en la parte delantera y un par en la parte trasera. Las zapatas de soporte delanteras pueden tener 4 (en forma de X-), 2 o 3 (en forma de T-).
La corrección direccional se realiza antes de instalar las zapatas de soporte en cualquier tipo, pero en el tipo de zapata de soporte única, la dirección se puede cambiar durante la excavación.
El tipo de zapata de doble soporte no puede cambiar de dirección durante la excavación, pero se ve menos afectado por los cambios geológicos y tiene un buen rendimiento en línea recta-.