TBM 공법은 쉴드공법 이라고도 하며 1815년 마크 브루넬이 부두 근처에서 우연히 배좀벌레조개가 구멍을 뚫어놓은 나뭇조각을 보고 굴을 효과적으로 뚫는 기술을 생각해냈다. 좀조개는 나무를 파먹으며 속으로 들어가는데 나무가 물을 먹으면 팽창하게 되어 좀조개가 낑겨버리게 된다. 좀조개 몸에서는 이를 방지하기 위해 파고 들어가는 동시에 굴진시 생기는 톱밥을 뒤로 보내고 생긴 공동외벽에 굳는 액체를 바른다. 이를 보고 착안하고 발전시킨게 TBM이다. 조그만한 벌레가 토목공사의 안전과 편리함을 불러오게 된것이다. TBM(Tunnel Boring Machine)이라는 거대한 기계를 이용해서 파는 방법으로 일단 현장에 도착한 TBM 부품을 터널 시작지점에서 조립한 후 TBM을 천천히 전진시킨다. 굴착시 TBM과 연결된 컨베이어 벨트로 TBM이 파낸 암석을 터널 입구까지 운반한다. 이후에는 NATM공법과 똑같이 숏크리트 또는 락볼트 처리 후 라이닝 벽면작업을 하는 공법이다. 보통 길다란 균일 암반을 지나는 터널을 뚫고자 할때 쓰이는 공법으로 TBM공법으로 먼저 뚫고 NATM공법을 병행하여 터널을 넓히는 방법을 사용하는 경우도 있는데 중앙고속도로의 '죽령터널'이 이 공법으로 시공되었다.
실드 공법의 경우에는 TBM 공법과 비슷하나 숏크리트와 락볼트를 쓰지 않고 TBM이 지나간 자리를 터널 규격에 맞는 세그먼트라는 콘크리트 블럭을 터널 벽면과 바닥,천장에 설치, 고정시키고 마지막으로 세그먼트키(마지막 블럭)를 설치한 후 터널 벽면과 세그먼트 사이의 틈을 콘크리트로 채우며 이 과정을 반복해 전진하는 공법이며 굴착과 세그먼트 설치까지 NATM공법보다 더욱 자동화 되어있어 인력을 적게 소모하는것이 가장 큰 장점이다. 주로 해저(하저)터널이나 지하철의 도심 구간 같이 NATM 공법과 TBM공법으로 굴착할 수 있는 지반보다 상대적으로 연약한 지반에 사용된다. 예를 들면 프랑스와 영국을 잇는 해저터널이 이 방식으로 건설 되었는데, 만나기로 한 장소에 영국이 먼저 도착해서 TBM을 아래방향으로 보내 묻어버리고 그 지점에 프랑스가 도착해서 연결하였다.
이 TBM의 커터헤드는 상당히 비싼 물건으로, 2012년에 국산화에 성공하였다. 건설교통신문 보도내용. 그 전에는 줄곧 외국의 기술에 의존하였는데 뚫으려고 하는 터널이 사용목적에 따라 크기가 모두 다르기 때문에 주문하는 시공사가 외국의 TBM 발주업체에 주문 생산 후 수입하는 방식이어서 비쌀 수 밖에 없다. 때문에 국산화가 매우 중요한 부품으로 여겨져 왔다.
