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ＮＡＴＭが地山の支保機能を有効に活用しようとする工法であるのに対し、シールド工法は地山の変形を極力発生させないように、シールドや覆工によって支えようとする工法であり、対象としていた地山特性の違いから大きな違いがあると言えます。
以下に、相違点を挙げてみますが、土木学会のトンネル標準示方書や、インターネット上で「ＮＡＴＭ工法」や「シールド工法」といったキーワードで検索すれば、概要が記載された多くのホームページがあるので、それらを参照していただければと思います。

１．掘削方法
［ＮＡＴＭ］
　自立した切羽を、発破やブーム掘削機、トンネルボーリングマシン（ＴＢＭ）を利用して掘削　する。この際、地山の特性を考慮して、一度に掘削する断面の大きさを、種々設定して掘削す　る。
［シールド工法］
　最近、最も多く用いられる密閉型シールドでは、泥土や泥水を用いて切羽を保持しながら、シ　ールド後方で組み立てた覆工に反力を取って掘削する。　

２．切羽の安定
［ＮＡＴＭ］
　一度に掘削する断面の大きさ（断面の分割方法）や、一掘進長、さらには吹付けコンクリー
　ト、ロックボルトなどの支保工を、地山の特性を考慮して設定することにより、切羽の安定を　図る。
［シールド工法］
　密閉型シールドでは、泥土や泥水に十分な圧力を保持させ、切羽の土・水圧と抵抗させること　によって安定を図る。

３．覆工方法
［ＮＡＴＭ］
　掘削完了後、吹付けコンクリート内側に現場打ちコンクリートを打設する。
［シールド工法］
　一次覆工と二次覆工がある。
　一次覆工は、セグメントと呼ばれるプレキャストの部材をボルト等を用いて組み立てることに　よって形成される。
　二次覆工は、一次覆工の内側に現場打ちコンクリートを打設する。
　なお最近、用途によっては二次覆工が省略されるケースも多い。