古代美索不达米亚人早已开挖隧道，但水下隧道却到19世纪才开挖成功。在土壤鬆软处挖隧道，要防止因泥和水渗入而坍塌。1818年，英国工程师布伦诺尔设计出挖掘机，在泰晤士河底下挖掘隧道。
他观察过一种名叫凿船虫的蛀木软体动物，发现这种虫子利用圆管形硬壳支撑孔洞四周的特朵铖，继续向前钻进。于是受到启发，製造了一个箱形铁壳（称为盾构），利用千斤顶在鬆软的土壤中向前推进。挖掘工人则在铁壳内一面挖掘，一面在隧道内壁衬砖。
1825年至1841年间，利用布侖诺尔设计的盾构凿通韦平到罗瑟海斯的世界第一条水下隧道，长约1100米。
1865年，英国桥樑工程师巴洛发明一种盾构，并注册了专利，这种盾构是圆筒形，直径较布侖诺尔设计的为小，不用砖铺砌隧道内壁，而用铁块砌块。巴洛和工程师格雷特黑德利用这种盾盾构在一年之内凿通泰晤士河下的第二条隧道。格雷特黑德还改进挖隧道技术，以压缩空气抵消外面的水压，1890年，伦敦用这种技术建成世界第一条地下铁道。