盾构机被广泛地应用于城市轨道交通隧道的开挖，施工过程中会产生大量的弃土渣，其从地底出运到地面需经过水平运输和垂直运输两个阶段。
一、水平运输
弃渣水平运输主要为有轨运输、皮带机以及应用较少的无轨胶轮车运输。
有轨运输曾经是弃渣运输的普遍方式，其一般是结合龙门吊垂直运输结合在一起使用，近年来在长距离隧道中逐步被皮带机取代。
皮带机可连续运输，长运距工况下，效率更高，掘进速度更快，成本更优；但是在短距离运输时，皮带机安装拆卸占用的工期较长、一次性投入成本大，因而不宜采用。
隧道内皮带机水平输送（图源：网络）
无轨胶轮车无需铺设轨道，可节约周转材料的消耗成本，但设备造价相对偏高、运输效率不高、燃油消耗水平高于有轨运输且施工通风要求高，在短距离运输时具有一定优势，但不适合长距离运输。
二、垂直运输
将渣土由井底提升至地面的垂直运输，除了已经成熟应用的 龙门吊 外，可供选用的提升方式主要是 折返皮带机和大倾角皮带机 。
1.龙门吊
龙门吊是一种传统的出渣方式，除吊运盾构机挖掘出的渣土外，也用于管片的吊运。与普通的门式起重机相比，多了一套翻渣机构，用于将吊运的渣斗倾翻。龙门吊产品定型，技术成熟，制造和维护成本低，曾经使用广泛，但严重影响了盾构机施工效率的发挥。
龙门吊兼顾出渣和管片吊装（图源：网络）
2.折返皮带机
折返皮带机输渣方式是从井底到地面由若干条相互搭接、与水平面成一定倾角布置的普通皮带机组合而成的输渣系统；折返皮带机结构简单，但对场地条件(井的深度、长度等)的要求比较苛刻，占用空间较大，当不能满足渣土的动安息角要求时，无法实现有效地输送；渣土含水量较大时，容易在皮带机尾部产生渣水后溢，不同程度地影响输送效率和现场文明施工。
折返皮带机（图源：网络）
3.大倾角皮带机
大倾角皮带机采用特殊的胶带结构，可以与水平面呈大倾角甚至直角安装运行，布置倾角一般为70°~90°。大倾角皮带机由于其独特的结构设计，既能保证渣土的提升，又适用于小空间。因此，大倾角皮带机可用于场地条件无法满足折返皮带机安装运行的情况。从胶带结构形式上来说，大倾角皮带机通常有3种形式，分别为 波状挡边皮带机、斗式皮带机、夹带式皮带机 。
3.1波状挡边皮带机
波状挡边皮带机的胶带是由1条平面基带、2条平行排列的波状挡边条和隔板组成，三者形成了容纳物料的框斗，基带和挡边带是连接固定在一起。
波纹挡边皮带机（图源：网络）
波状挡边皮带机的工作原理：驱动滚筒通过摩擦力带动承载物料的波状挡边输送带做闭环运动，经过机头转向时利用物料的重力和离心力将物料从输送带的框斗中抛离。波状挡边皮带机主要适用于散装(无黏性)物料的输送。
3.2斗式皮带机
斗式提升皮带机可以是由2条平行的侧面基带和若干个固定于其上的框斗组成，也可以是1条底面基带上固定若干框斗组成，各个独立的框斗是输送物料的容器。
斗式皮带机（图源：网络）
斗式皮带机的工作原理与波状挡边皮带机类似，输送带在机头传动滚筒折返处卸渣。适用范围同波状挡边皮带机。
3.3夹带式皮带机
夹带式皮带机由2条自带动力的皮带机组成，主要布置形式为“S”型。2条皮带机从底部的受料区段到地面的卸渣区段由相互靠近的覆盖带和承载带形成两侧闭合的腔室，在皮带机头部2条输送带相互分离、各自折返。
夹带式皮带机（图源：网络）
夹带式提升皮带机的工作原理：通过2条皮带机相互靠近的覆盖带和承载带对进入其腔室的物料施以夹持力，当夹持力使输送带和物料之间产生的摩擦力大于物料自身的重力时，物料便在输送带的夹持下实现输送。夹带式皮带机适用于输送块度均匀、含水量小的物料。
压带式输送机在巴黎地铁工程中的应用（图源：网络）
三、各类皮带提升装置存在的局限
对于波状挡边皮带机和斗式皮带机，在输送的渣土通过卸渣段时，若渣土的重力和离心力不足以克服渣土的内摩擦力及与框斗的黏附力，部分渣土则粘附在输送带的框斗中；残留的渣土随输送带进入回程区域，运行过程中沿途撒落、损伤胶带、损坏托辊甚至滚筒，特别是现有的框斗残渣清除措施效果较差，加剧了落渣及对胶带、托辊、滚筒的损伤。因此，当这2类皮带机应用于粘性较强的渣土时，生产效率大大降低。
此外，夹带式大倾角皮带机必须要求渣土的块度均匀，当含有较大的石块时，容易划伤输送带；当渣土含水量较大时，内摩擦力明显降低，输送带的夹持力不足以产生足够的摩擦力，导致渣土难以顺利提升。
输送介质的不同，对皮带机的要求也同样存在差异。根据施工特点及其渣土特性，大倾角皮带机需满足如下要求。
1)连续运行。采用大倾角皮带机提升渣土时，通常会同步配置隧道连续皮带机，掘进过程中，渣土经螺旋输送机、皮带机、隧道连续皮带机持续输送到大倾角皮带机受料端，因而大倾角皮带机需要具备连续提升渣土的能力。
2)提升渣土的能力与掘进出土速度相匹配。只有二者性能相匹配，才能在保证连续掘进的同时大倾角皮带机不至于过高配置而造成资源浪费。
3)提升渣土的容器或者空间相对密闭，渣土含水量略大时不漏水、不洒落。
4)提升渣土的容器或者空间尺寸合适，允许渣土中存在较大粒径的块状石渣。
5)装卸方便、顺畅，清渣便捷。渣土装载是否顺畅主要取决于隧道皮带机的卸载能力。顺畅卸渣需要克服渣土黏度较大、附着性较强的问题，胶带上残留的渣土需要及时、彻底清理。
以上是大倾角皮带机用于粘性渣土提升需要重点解决的难题，也是上述3种类型大倾角皮带机的最大弱点。
四、复合式大倾角皮带机
胶带的结构形式决定了大倾角皮带机的类型，能否实现高效输渣、顺畅卸渣、便捷清渣很大程度上取决于胶带的结构形式。在现有技术的基础上需要重点解决渣土装卸、清理问题。
4.1复合式胶带
为了解决上述问题，研发了可分离的复合式胶带，将常规波纹挡边皮带中的一条输送带，替换为镂空式波纹挡边提升皮带和支撑皮带两条。复合式胶带由牵引胶带和支撑胶带组合而成。牵引胶带是由2条平行布置的波状挡边、横向连接于其间的隔板以及基带组成，形成一系列镂空的四面框架结构，并且总体成环；支撑胶带是环形板式胶带。
可分离的复合式胶带机（图源：网络）
二者在进入大倾角皮带机受料端之前合二为一，支撑胶带嵌套于牵引胶带内环，为牵引胶带的镂空框架提供封底，形成容纳渣土的框斗；渣土装载后，随着复合式胶带向上运行，到达卸料端时，牵引胶带和支撑胶带迅速分离，无底的框斗再次恢复镂空结构，渣土在重力作用下自然坠落。如此，解决了渣土装载、提升、卸料3个环节的问题。
Z型布置的复合式大倾角皮带机布置（图源：网络）
为保证辅助皮带与波纹挡边提升皮带的基带完全贴合，在波纹挡边皮带与辅助皮带贴合的另一面安装磁吸装置，磁吸装置产生的磁场力透过辅助皮带作用在波纹挡边提升皮带中基带的钢丝绳上。受料前在磁吸力的作用下，波纹挡边提升皮带与辅助皮带紧密贴合在一起，使镂空的波纹挡边提升皮带形成一个个有底的料斗。可分离的复合式胶带，在卸料端分离卸料后，根据各自的特点，分别采用适宜的清渣方式。
复合式波纹挡边提升皮带机断面（图源：网络）
安装调试时，需特别注意支撑皮带机和牵引皮带机的中线重合、安装姿态满足设计要求，并严格控制空载调试质量，以保证运行过程中不会发生影响运行质量的跑偏或分离问题。
4.2复合式大倾角皮带机结构组成及工作原理
复合式大倾角皮带机呈“Z”型布置。其井下底部水平段为受料端，地面上的水平段为卸料端，中间段与水平面呈大倾角布设，甚至可以垂直于水平面。如果空间条件允许，中间段的布置倾角应略小，以防撒料。
复合式大倾角皮带机呈“Z”型布置（图源：网络）
与可分离的复合式胶带相对应，复合式大倾角皮带机由牵引皮带机和支撑皮带机2大部分复合而成。牵引胶带和支撑胶带缠绕各自的机尾滚筒后，在进入受料端之前组成一条完整的、带框斗的输送带。牵引胶带绕经牵引皮带机的机尾滚筒后，沿水平方向运行；支撑胶带绕经支撑皮带机的机尾滚筒后，亦沿水平方向运行；当牵引胶带运行至支撑皮带机的机尾滚筒后，与支撑胶带重合，复合而成一个完整的框斗，用来容纳从连续皮带机上卸下的渣料。
复合式大倾角皮带机总体布置图（图源：网络）
牵引皮带机的头部滚筒布置在支撑皮带机的头部滚筒(胶带运行方向)的前方，复合式胶带进入卸料端时，牵引胶带沿原运动方向继续运行，而支撑胶带则提前转向，2条胶带立即分离，由2条胶带复合而成的框斗便瞬间失去了底板，渣土在重力的作用下自然下落卸渣。牵引皮带机的头部滚筒布置在支撑皮带机的头部滚筒(胶带运行方向)的前方，复合式胶带进入卸料端时，牵引胶带沿原运动方向继续运行，而支撑胶带则提前转向，2条胶带立即分离，由2条胶带复合而成的框斗便瞬间失去了底板，渣土在重力的作用下自然下落卸渣。
复合式大倾角皮带机总体布置图（图源：网络）
应用复合式波纹挡边提升皮带机垂直运输渣土技术，在盾构施工中取得了非常好的效果，突破了龙门吊出渣的传统模式，也规避了门式起重机在垂直运输中的风险，解决了其他提升皮带机粘斗、文明施工差、掉渣严重的难题，具有出渣效率高、占用空间小、输送能力强、环保效果好等特点。