Tünel kalkanı, tünelleri yumuşak zeminde, özellikle nehirlerin altında veya su taşıyan tabakalarda sürmek için kullanılan makine. Bir nehrin altında tünel açma sorunu, çamur ve suyun sızmasını ve tünel istikametinin çökmesini engellemesinin zorluğu nedeniyle yüzyıllardır mühendislik hayal gücüne meydan okumuştur. 1818'de İngiltere'deki émigré Fransız deniz subayı Marc Isambard Brunel, kabuk plakaları keresteden geçmesine ve talaşın arkasından itmesine izin veren küçük bir deniz sondajcısı, gemi kurdu eylemini gözlemledi. Brunel, vidalı krikolar vasıtasıyla yumuşak zeminden ileriye doğru itilebilen dev bir demir kasa veya kalkan inşa ederken, madenciler yüzdeki panjur açıklıklarından kazıldı.
tünelleri ve yeraltı kazıları: Kalkan tünelleri
Kayıp toprak riski, işçilerin ileride mayın yapabileceği bireysel ceplere sahip bir kalkan kullanılarak da azaltılabilir; bunlar çabucak olabilir
Planda dikdörtgen olan Brunel'in kalkanı, 1825-42 Londra'da Thames altında dünyanın ilk sualtı tünelini sürmek için başarıyla kullanıldı. 1865 yılında Londra'dan Peter Barlow, 8 metrelik (2.5 m) çapında dairesel kesitli çok daha basit bir kalkanın patentini aldı ve James Henry Greathead, Thames altında bir yıldan daha az bir sürede mütevazı bir maliyetle küçük delikli bir tünel sürdü. Aynı zamanda, New York City'den Alfred Ely Plajı, aynı zamanda kesitte dairesel olan ve Broadway altında kısa bir deneysel metro sürmek için kullandığı bir kalkan tasarladı. 1880'lerde Greathead, astar kurulurken sel baskınını önlemek için Londra metro tünelindeki kalkanının arkasında basınçlı hava kullandı. Kalkan ve basınçlı hava kombinasyonu en büyük nehirlerin altında tünel açmayı mümkün kıldı.
Modern tünel kalkanları esasen Greathead tasarımıyla aynıdır; yani hidrolik krikolar tarafından öne sürülen güçlü çelik silindirler. Öndeki bir diyafram veya perde, erkeklerin kalkanın önünde çalışmasına izin vermek için açılabilen bir kapıya sahiptir veya kalkan çok yumuşak bir zeminden itildiğinde kapatılabilir. Diyaframın önünde silindir, üst kısımdan daha uzağa uzanan dairesel bir kesme kenarı ile uzatılır ve blendajın önünde çalışanlar için koruyucu bir başlık oluşturur. Diyaframın arkasında, kalkanın bir yardımcısı olan bir dikme kolu, çelik halka segmentlerini art arda yerleştirerek tünel kaplamasını oluşturur. Çelik daha sonra duvar ile kaplanır. Kalkanı ilerletmek için hidrolik krikolar, tamamlanan astarın ucuna karşı desteklenir.
