La struttura di base di una fresatrice per tunnel (TBM) comprende: Una sezione di scavo (testa fresante, albero principale e unità di azionamento); una sezione di sostegno della reazione di scavo (scarpe di sostegno); e una sezione di anticipo (jack di anticipo).
Durante il funzionamento si ripetono le seguenti azioni: espandere i pattini di supporto per fissare il corpo macchina alla parete del tunnel; ruotare la testa di taglio e azionare i martinetti per avanzare; dopo una corsa, ritrarre i pattini di supporto, spostarli in avanti e tornare alla posizione iniziale.
Struttura della testa di taglio: Teste di taglio sferiche e teste di taglio piane: I coltelli di taglio sono disposti a intervalli nella parte anteriore della testa di taglio. Generalmente, ci sono frese da taglio centrali, frese da taglio frontali (frese da taglio per superfici di scavo) e frese da taglio laterali. La spaziatura delle frese dipende dalla capacità di carico delle frese, dalla resistenza della roccia e dall'obiettivo di avanzamento giornaliero dello scavo. Sul perimetro esterno, per evitare che i corpi taglienti volino via dalle teste taglienti, sono disposti con una certa angolazione e la sezione trasversale-di taglio della testa tagliente è a forma di arco-. Questo è il significato di "sferico". In questo caso le lame laterali vengono utilizzate allo stesso modo delle lame anteriori.
Per evitare l'installazione di tagliabordi speciali, è possibile utilizzare frese piatte. Le tendenze recenti enfatizzano l'intercambiabilità delle frese, portando a un maggiore utilizzo di frese sferiche.
Teste portacoltelli con supporto periferico e con mandrino centrale: le teste portacoltelli con supporto periferico sono costituite da un corpo cilindrico e un telaio principale. Utilizzano cuscinetti di ampio-diametro e presentano una struttura di supporto periferica con ampia-apertura nella parte posteriore. La roccia scavata viene sollevata dagli spazi presenti sulla circonferenza esterna della testa fresante, utilizzando il telaio principale come tramoggia, e trasportata al dispositivo di scavo. Questo design della testa di taglio è simile a quello utilizzato nelle alesatrici per tunnel (TBM) per roccia tenera. È altamente efficace in condizioni geologiche collassabili. La sporgenza della taglierina può essere relativamente piccola e le taglierine possono essere sostituite internamente. Le teste di taglio a mandrino centrale sono strutture a piastre circolari con un mandrino centrale supportato da cuscinetti di piccolo-diametro. La testa di taglio è montata su una piastra circolare. Il liquame viene raccolto da raschiatori situati sulla periferia esterna della testa di taglio e quindi alimentato al dispositivo di smaltimento dei rifiuti dall'alto tramite tramogge sulla periferia esterna.
La testa di taglio è montata su una sella nella parte anteriore della piastra. Poiché non è limitato da un albero principale, la sua configurazione è relativamente flessibile. Questa struttura è comunemente utilizzata nelle TBM di tipo-aperto. Tuttavia, l'apertura di scarico del liquame è limitata, quindi, a seconda delle condizioni geologiche, potrebbe non essere efficace per lo smaltimento dei rifiuti. La testa di taglio è azionata da un motore di azionamento situato nella parte posteriore della TBM, che utilizza l'albero principale della testa di taglio come albero motore.
La configurazione del pattino di supporto funge da forza di reazione durante la propulsione; questa forza di reazione è la forza di propulsione e la coppia della testa di taglio. Per resistere pienamente a questa forza di reazione ed evitare di danneggiare le pareti del tunnel, esso dovrebbe essere il più grande possibile per ridurre la pressione al suolo. In genere, la pressione di terra è 3–5 MPa. Le scarpe di supporto a questo scopo sono chiamate scarpe di supporto principale; sono inoltre disponibili diversi pattini di supporto per scopi quali il controllo delle vibrazioni e il controllo della direzione.
Pattini di supporto per TBM di tipo-a scudo: nelle TBM di tipo-a scudo, sono presenti pattini di supporto principali (coda) e pattini di supporto frontale (anteriore) utilizzati per la reazione di propulsione. I pattini di supporto principali sono generalmente disposti a coppie orizzontalmente a sinistra e a destra, ma nei casi di-diametro grande, a volte ne sono disposti da 4 a 5 attorno al perimetro.
Pattini di supporto per TBM di tipo aperto-: esistono due tipi: pattino di supporto singolo e pattino di supporto doppio. Il tipo con pattino di supporto singolo è dotato di una coppia di pattini di supporto sui lati sinistro e destro della trave principale. Ciò può adattarsi ai cambiamenti nell'orientamento della trave principale durante la propulsione.
Il tipo a doppio pattino di supporto ha una coppia di pattini di supporto nella parte anteriore e una coppia nella parte posteriore. I pattini di supporto anteriori possono averne 4 (a forma di X-), 2 o 3 (a forma di T-).
In entrambi i tipi, la correzione direzionale viene eseguita prima dell'installazione dei pattini di supporto, ma nel tipo con pattino di supporto singolo la direzione può essere modificata durante lo scavo.
Il tipo di pattino a doppio supporto non può cambiare direzione durante lo scavo, ma è meno influenzato dai cambiamenti geologici e offre buone prestazioni in linea retta-.