艾家營隧洞隧洞全長2418.426米，存在軟弱圍巖的施工風(fēng)險(xiǎn)，洞身圍巖巖層破碎，節(jié)理裂隙較發(fā)育，并且部分洞身位于地下水位以下，圍巖穩(wěn)定性差，易發(fā)生坍塌、掉頂、涌水。為提高施工效率，確保施工安全，項(xiàng)目組經(jīng)過有序組織、科學(xué)研判，終選用懸臂式掘進(jìn)機(jī)在艾家營隧洞進(jìn)行應(yīng)用。

懸臂式掘進(jìn)機(jī)主要由行走機(jī)構(gòu)、工作機(jī)構(gòu)、裝運(yùn)機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)組成。隨著行走機(jī)構(gòu)向前推進(jìn)，工作機(jī)構(gòu)中的切割頭通過上下左右連續(xù)不斷移動(dòng)破碎巖石，并通過傳送履帶將碎巖運(yùn)走。懸臂式掘進(jìn)機(jī)開挖作業(yè)，一是能夠有效提高施工效率，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化作業(yè)。使用前每日開挖長度僅能到達(dá)3到4米，使用后每日掘進(jìn)可達(dá)6米左右，并且開挖時(shí)同步進(jìn)行出渣，開挖完成后可直接進(jìn)行拱架支護(hù)，每循環(huán)開挖時(shí)間縮短一半；二是能夠有效控制施工成本。使用懸臂式掘進(jìn)機(jī)有效控制超挖，可節(jié)省后續(xù)巖石襯砌的費(fèi)用和噴射混凝土用量，同時(shí)開挖掌子面只需要2人，大大減少了人員投入與成本；三是能夠有效提高安全系數(shù)。在開挖過程中不進(jìn)行爆破作業(yè)，無爆破震動(dòng)，對(duì)圍巖擾動(dòng)小，且一次開挖成型，減少后續(xù)人工修整，安全性大幅提高。

懸臂式掘進(jìn)機(jī)工藝流程： 施工準(zhǔn)備，上循環(huán)噴射混凝土施作完畢后，挖掘機(jī)對(duì)上中下臺(tái)階進(jìn)行整平處理，并在中臺(tái)階至上臺(tái)階間修路，路寬5m 左右，創(chuàng)造出掘進(jìn)機(jī)行走及截割施作空間。同時(shí)，接通電源及冷卻水管，啟動(dòng)機(jī)器，對(duì)掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行截割前安全故障排查，確認(rèn)可進(jìn)行正常截割工作后，在兩位協(xié)助人員配合下由操作手將其開至上臺(tái)階。

采用掘進(jìn)機(jī)截割開挖相對(duì)于鉆爆開挖，直接避免了拆遷等巨額附加經(jīng)濟(jì)費(fèi)用，省去了炸藥及導(dǎo)爆管的相關(guān)費(fèi)用， 增加了掘進(jìn)機(jī)的租賃和用電費(fèi)用，總體而言其單位開挖費(fèi)用有所增加，但仍在可控范圍內(nèi)。同時(shí)，施工安全可靠，生產(chǎn)時(shí)間效益及經(jīng)濟(jì)效益可以得到充分，安全、、快速完成施工任務(wù)， 達(dá)到了預(yù)期效果。鑫通機(jī)械懸臂式掘進(jìn)機(jī)

鑫通懸臂掘進(jìn)機(jī)整機(jī)專注可靠性設(shè)計(jì)，破巖能力強(qiáng)，可針對(duì)堅(jiān)硬巖施工。具有新型的切割機(jī)構(gòu)，并采用硬巖切割頭配合硬巖截齒，提升切割頭破巖能力，降低硬巖切割時(shí)的磨損；采用自動(dòng)卷纜系統(tǒng)，避免人工拖拽電纜，施工的安全性；采用加高型運(yùn)輸機(jī)并配有防撞裝置，卡車可在后方直接接料，提高出料效率。

鑫通懸臂掘進(jìn)機(jī)切割高度和切割寬度均在7m以上，可實(shí)現(xiàn)中等斷面隧道一次開挖成型，大斷面隧道分兩層開挖成型，適用于地鐵、公路、鐵路等中、大斷面隧道工程。該機(jī)專注硬巖切割可靠性設(shè)計(jì)，具有可靠性高、破巖能力強(qiáng)的特點(diǎn)，其工作機(jī)構(gòu)一機(jī)多配，可適應(yīng)不同地層施工，同時(shí)該機(jī)還配備了智能卷纜、聲光報(bào)警、軟啟動(dòng)、遙控等功能。

鑫通懸臂掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行開挖施工，通過懸臂掘進(jìn)機(jī)開挖施工，一是開挖，可連續(xù)化施工作業(yè)，掘進(jìn)機(jī)每循環(huán)開挖時(shí)間可縮短一半。二是施工成本控制效果顯著，掘進(jìn)機(jī)施工易于控制超欠挖，開挖輪廓光滑平整，節(jié)約后續(xù)噴射混凝土用量，大大降低施工成本。三是掘進(jìn)機(jī)在開挖過程中對(duì)圍巖擾動(dòng)小，且一次開挖成型，減少后續(xù)人工修整，同時(shí)避免爆破開挖，安全性大大提高。四是踐行綠色天隴理念，掘進(jìn)機(jī)由傳統(tǒng)的機(jī)械燃油開挖改為電驅(qū)掘進(jìn)，減少對(duì)洞內(nèi)施工環(huán)境的污染，有效改善施工人員作業(yè)環(huán)境。五是在開挖過程中作業(yè)人數(shù)少，掘進(jìn)機(jī)開挖每班組掌子面只需3人，大大降低了人員投入，達(dá)到機(jī)械化減人目的。

云南某隧道中引進(jìn)鑫通機(jī)械懸臂掘進(jìn)機(jī)施工，通過在適應(yīng)性、設(shè)計(jì)參數(shù)等方面的深入研究，并與鉆爆法在投資、施工進(jìn)度、安全質(zhì)量等方面進(jìn)行對(duì)比分析，證明懸臂掘進(jìn)機(jī)在云南地區(qū)具有較好的適應(yīng)性，具備較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。整體表現(xiàn)為：懸臂掘進(jìn)機(jī)適用于圍巖強(qiáng)度適中、圍巖破碎、節(jié)理裂隙發(fā)育以及地下水不發(fā)育的隧道；懸臂掘進(jìn)機(jī)對(duì)圍巖擾動(dòng)小，初期支護(hù)可取消系統(tǒng)錨桿，并可以加大鋼架間距；懸臂掘進(jìn)機(jī)在隧道施工中進(jìn)度優(yōu)勢(shì)明顯，特別對(duì)于Ⅳ級(jí)圍巖，進(jìn)度較鉆爆法提高了近67%；懸臂掘進(jìn)機(jī)早期資金投入較鉆爆法高，且各級(jí)圍巖條件下懸臂掘進(jìn)機(jī)開挖單價(jià)為鉆爆法的4～5倍。

我國自20世紀(jì)60年代開始引進(jìn)懸臂掘進(jìn)機(jī)，主要應(yīng)用于煤礦巷道的掘進(jìn)施工中，其成巷，每天成巷長度可達(dá)30m以上，且經(jīng)過近30年的研究及實(shí)踐，其在我國煤礦行業(yè)已經(jīng)是十分成熟的煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)設(shè)備。20世紀(jì)80年代末至今，隨著懸臂掘進(jìn)機(jī)的設(shè)計(jì)和制造水平逐步發(fā)展，重型機(jī)大批涌現(xiàn)，使用范圍不斷擴(kuò)大，逐步推廣到水利水電、公路、城市軌道交通、鐵路等工程中。