盾构开挖隧道三个最根本问题
盾构开挖隧道需要解决三个最根本的问题：切削工作面、平衡工作面压力、排出土舱渣土。对于切削工作面，在相同的地层和刀盘设计条件下，没有大的区别，剩下的就是平衡和排渣了。关于土压平衡盾构与泥水平衡盾构的是与非，先来看看什么叫土压平衡、什么叫泥水平衡。
土压平衡盾构原理
下面的土压平衡原理图说明了开挖面水土压力是通过盾构推进速度和螺旋机排渣速度变化调节土舱里的渣土堆聚量来进行平衡的。为了达到很好的平衡效果，土舱里的渣土需要有足够的粘性和流动性。但由于压力调节的媒介性质和滞后性，调压精度只能达到1bar级别。
土压平衡盾构原理
泥水平衡盾构原理
下面的泥水平衡原理图说明了开挖面水土压力是通过盾构调压舱的压缩空气压力来进行平衡的。为了达到很好的平衡效果，土舱里的渣土同样需要有足够的粘性和流动性。由于气压调节的快速、精确，压力平衡调节可以达到0.1bar级别，因此，泥水平衡盾构具有先天优势。
泥水平衡盾构原理
地质适应范围
然后，我们来看看土压平衡盾构和泥水平衡盾构（图中的混合盾构区间）的地质适应范围。常用的依据就是下面的粒径分布表：
质适应范围分布表
从上表可以看出，适应土压平衡盾构工作的粒径范围为0.2mm以下（蓝色区域），在进行土壤改良后，可以上延到约1.5mm（灰色区域）。而泥水平衡盾构的粒径适应范围下起0.01，上至80mm（黄色区域）。如果超出上述范围，其适应性就会降低，甚至不适应。另一个重要依据就是下面所示地层的渗透性系数K。一般认为K值以10-7为一个分界线，其上适合采用泥水平衡盾构，其下适合采用土压平衡盾构。对于土压平衡盾构，如果采用适当的土壤改良措施，K值上限可以到10-4。
地层的渗透性系数K
那么，为什么无论是粒径和K值，对土压平衡盾构的限制比对泥水平衡盾构的限制要大呢？其根本原因是土压平衡盾构的是压力平衡媒介是渣土、出渣方式是螺旋机。如果渣土的粒径太大、水渗透性系数太高就会造成两个主要后果：开挖面土层水的流失，不能建立压力平衡、螺旋机喷涌不能正常出渣。
从下图可见，地层的压力经过土舱、螺旋机逐步衰减后，需要在到达螺旋机排渣口前压力降为零，否则就会发生喷涌。而泥水平衡盾构前有泥膜防止地层中水的流失，后有泥浆泵保压出渣，所以泥水平衡盾构对高水压、高渗透性的地层，具有土压平衡盾构不具备的优势。
地层压力与螺旋机出土关系
地层粒径和渗透性系数是盾构选型最基本的依据，这是毫无疑问的。但是我们必须了解一个前提，那就是这个选型的范围是粒径不超过60-80mm。如果超出这个范围，或者60-80mm粒径的物体含量太高，那么必须根据水压、洞径、粒径大小和分布、开挖面稳定性、埋深、成本、工期、场地等因素综合考虑而定。
土压平衡/泥水平衡特点
土压平衡盾构的优势是排渣能力强、压力平衡直观、设备和操作相对简单；缺点是对高水压适应能力差，很难保持不稳定开挖面的稳定和防止渗透性强的地层中水的流失。
泥水平衡盾构的最大优势是保持开挖面的稳定、防止地层中水的流失、可以在高水压、高渗透性地层工作；缺点是在粘土地层容易结泥饼、易堵塞、难分离，在有大量大粒径物体地层中容易滞排、易受碎石器能力和寿命的限制，另外相对土压平衡盾构，泥水平衡盾构的采购成本、场地要求和施工水平要求较高。
综上所述，无论是土压平衡盾构还是泥水平衡盾构在其适应的地层里均能发挥其应有的功效；泥水平衡盾构在控制地层沉降方面具有明显的优势；地层粒径和渗透性系数仍然是盾构选型最根本的依据。