Remiantis praktiniais TBM pjovimo galvučių gamintojų reikalavimais, buvo sukurta esminė pjovimo galvučių projektavimo eiga. Integruojant geologines tuneliavimo sąlygas, pjovimo galvutės struktūrinius parametrus ir eksploatacinius tuneliavimo parametrus, buvo sukurti pagrindinių projektavimo elementų, -pvz., pjaustytuvo išdėstymo, angos konfigūracijos ir pjovimo galvutės korpuso konstrukcijos,- skaičiavimo modeliai, todėl buvo pasiūlyta atitinkama projektavimo metodika, skirta pagerinti TBM pjovimo galvutės prisitaikymą prie konkrečios geologinės aplinkos. Ši projektavimo darbo eiga apima pjovimo galvutės korpuso tipo, pjaustytuvo išdėstymo, purvo latako dizaino ir atramos konstrukcijos pasirinkimą.
Praktinėse inžinerijos srityse pjaustytuvų parinkimas ir pirminių eksploatacinių parametrų (įskaitant pjovimo atstumą, įsiskverbimo gylį, trauką ir sukimo momentą) nustatymas turi būti grindžiamas vyraujančiomis geologinėmis sąlygomis. Įrankiai, tokie kaip ANSYS, naudojami atliekant mechaninio veikimo analizės modeliavimą (konkrečiai įvertinant didžiausią deformacijos ir įtempių lygį), o diskrečiųjų elementų metodo (DEM) modeliavimas naudojamas nešvarumų pašalinimo efektyvumui analizuoti. Be to, įtempių atkūrimo metodas -pagrįstas BP neuroniniais tinklais ir baigtinių elementų analize (FEA)-gali būti taikomas stebint įtempimą kritinėse TBM pjovimo galvutės vietose, taip sprendžiant iššūkius, susijusius su deformacijų stebėjimu esant sunkioms darbo sąlygoms.
Pjovimo galvutės dizainas turi būti veiksmingai pritaikytas sudėtingoms geologinėms aplinkoms, įskaitant didelio{0}}kietumo uolienų sluoksnius, vandens-turtingus smėlio sluoksnius ir sudėtinius grunto darinius. Pažymėtina, kad anglies kasyboje naudojamų viso paviršiaus -kietųjų uolienų TBM pjovimo galvučių konstrukcija skiriasi nuo įprastų kietųjų uolienų TBM, nes jos turi atitikti konkrečius matmenų ir svorio apribojimus, nustatytus požeminio transportavimo ir surinkimo reikalavimais. Dizaino naujovės dažnai pritaikomos atsižvelgiant į konkrečius projekto poreikius; pavyzdžiai apima tikslines dizaino ypatybes, pritaikytas „Kaukazo“ kietųjų uolienų TBM{5}}, pvz., sinchroninio tuneliavimo ir segmentų montavimo technologiją, aktyviąsias artikuliacijos sistemas ir abipusiai besisukančias pjovimo galvutes.
