Structura de bază a unei mașini de forat tunel (TBM) include: O secțiune de excavare (capul de tăiere, arborele principal și unitatea de antrenare); o secțiune de susținere a reacției la excavare (saboți de susținere); și o secțiune de avans (advance jacks).
În timpul funcționării, se repetă următoarele acțiuni: extinderea saboților de susținere pentru a fixa corpul mașinii de peretele tunelului; rotiți capul de tăiere și activați cricurile pentru a avansa; după o lovitură, retrageți pantofii de sprijin, mutați-i în față și reveniți la poziția de pornire.
Structura capului de tăiere: capete de tăiere sferice și capete de tăiere plane: frezele de tăiere sunt dispuse la intervale în partea din față a capului de tăiere. În general, există tăietori de tăiere centrală, tăietori de tăiere frontale (freze de tăiere a suprafeței de excavare) și freze de tăiere laterale. Distanța dintre frezele de tăiere depinde de capacitatea de încărcare a tăietorilor de tăiere, rezistența rocii și progresul țintă zilnic al tunelului. Pe perimetrul exterior, pentru a preveni ca corpurile de tăiere să zboare de pe capetele de tăiere, acestea sunt dispuse la un anumit unghi, iar secțiunea transversală-de tăiere a capului de tăiere este în formă de arc-. Acesta este sensul cuvântului „sferic”. În acest caz, frezele de tăiere laterale sunt utilizate în același mod ca și frezele de tăiere frontale.
Pentru a evita instalarea unor freze speciale de tăiere, se pot folosi tăietoare plate. Tendințele recente subliniază interschimbabilitatea tăietorilor, ceea ce duce la utilizarea sporită a tăietorilor sferici.
Capete de tăiat cu suport periferic și tip arbore central: Capetele de tăiat susținute periferic constau dintr-un corp cilindric și un cadru principal. Acestea folosesc rulmenți cu diametru mare-și au o structură de sprijin periferică cu deschidere mare-în spate. Roca excavată este ridicată din golurile de pe circumferința exterioară a capului de tăiere, folosind cadrul principal ca buncăr și transportată la dispozitivul de excavare. Acest design al capului de tăiere este similar cu cel utilizat la mașinile de forat tuneluri (TBM) pentru roca moale. Este foarte eficient în condiții geologice pliabile. Proeminența tăietorului poate fi relativ mică, iar frezele pot fi înlocuite intern. Capetele de tăiere cu ax central sunt structuri circulare cu plăci cu un ax central susținut de rulmenți cu diametru mic-. Capul de tăiere este montat pe o placă circulară. Noroiul este colectat de raclete situate pe periferia exterioară a capului de tăiere și apoi alimentat la dispozitivul de eliminare a deșeurilor de sus prin buncăre de la periferia exterioară.
Capul de tăiere este montat pe o șa în partea din față a plăcii. Deoarece nu este restricționat de un arbore principal, configurația sa este relativ flexibilă. Această structură este utilizată în mod obișnuit în TBM-urile de tip deschis-. Cu toate acestea, deschiderea de evacuare a noroiului este limitată, astfel încât, în funcție de condițiile geologice, este posibil să nu fie eficientă pentru eliminarea deșeurilor. Capul de tăiere este antrenat de un motor de antrenare situat în partea din spate a tutunului, folosind arborele principal al capului de tăiere ca arbore de antrenare.
Configurația pantofului de susținere servește ca forță de reacție în timpul propulsiei; această forță de reacție este forța de propulsie și cuplul capului de tăiere. Pentru a rezista pe deplin acestei forțe de reacție și pentru a evita deteriorarea pereților tunelului, acesta ar trebui să fie cât mai mare posibil pentru a reduce presiunea de împământare. De obicei, presiunea de împământare este de 3–5 MPa. Pantofii de susținere în acest scop se numesc pantofi de sprijin principal; există, de asemenea, diverși pantofi de sprijin pentru scopuri precum controlul vibrațiilor și controlul direcției.
Pantofi de susținere TBM de tip scut-: în TBM de tip scut-, există pantofi de sprijin principal (coada) și pantofi de susținere a feței (față) utilizați pentru reacția de propulsie. În general, pantofii de susținere principali sunt aranjați în perechi orizontal în stânga și în dreapta, dar în cazurile cu diametru mare-, uneori 4 până la 5 sunt aranjați în jurul perimetrului.
Pantofi de susținere TBM de tip-deschis: există două tipuri: pantof de sprijin simplu și pantof de sprijin dublu. Tipul de pantof de sprijin unic are o pereche de pantofi de susținere pe partea stângă și dreaptă a grinzii principale. Acest lucru poate găzdui schimbări în orientarea fasciculului principal în timpul propulsiei.
Tipul de pantofi cu suport dublu are o pereche de pantofi de susținere în față și o pereche în spate. Pantofii de susținere frontală pot avea 4 (în formă de X-), 2 sau 3 (în formă de T{-).
Corecția direcțională se efectuează înainte ca saboții de susținere să fie instalați în oricare dintre tipurile, dar la tipul de încălțăminte de sprijin unic, direcția poate fi schimbată în timpul săpăturii.
Tipul de încălțăminte cu suport dublu nu poate schimba direcția în timpul săpăturii, dar este mai puțin afectat de schimbările geologice și are performanțe bune{0}}în linie dreaptă.