艾家營隧洞隧洞全長2418.426米，存在軟弱圍巖的施工風(fēng)險，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，項目組經(jīng)過有序組織、科學(xué)研判，終選用懸臂式掘進機在艾家營隧洞進行應(yīng)用。

懸臂式掘進機主要由行走機構(gòu)、工作機構(gòu)、裝運機構(gòu)和轉(zhuǎn)載機構(gòu)組成。隨著行走機構(gòu)向前推進，工作機構(gòu)中的切割頭通過上下左右連續(xù)不斷移動破碎巖石，并通過傳送履帶將碎巖運走。懸臂式掘進機開挖作業(yè)，一是能夠有效提高施工效率，實現(xiàn)連續(xù)化作業(yè)。使用前每日開挖長度僅能到達3到4米，使用后每日掘進可達6米左右，并且開挖時同步進行出渣，開挖完成后可直接進行拱架支護，每循環(huán)開挖時間縮短一半；二是能夠有效控制施工成本。使用懸臂式掘進機有效控制超挖，可節(jié)省后續(xù)巖石襯砌的費用和噴射混凝土用量，同時開挖掌子面只需要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)。在開挖過程中不進行爆破作業(yè)，無爆破震動，對圍巖擾動小，且一次開挖成型，減少后續(xù)人工修整，安全性大幅提高。

采用鑫通懸臂式掘進機進行截割開挖段，采用三臺階法施工，根據(jù)隧道斷面尺寸及現(xiàn)場圍巖情況，結(jié)合掘進機的自身性能，臺階劃分經(jīng)實踐確定為: 上臺階高度為3.78m，大寬度10.38m，臺階長度10~12m，掘進進尺2.0m；中臺階高度為2.45m，大寬度11.28m，為創(chuàng)造挖機扒砟和裝載機裝車出砟空間，臺階長度控制在30~35m，掘進進尺兩側(cè)對稱2.0m；下臺階截割高度為3.73m，為創(chuàng)造裝掘進機及其他機械行走空間，掘進進尺為單側(cè)4.0m。

鑫通懸臂掘進機整機結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定性好，具有爬坡能力大、破巖能力強、截割斷面范圍廣等亮點。鑫通EBZ200采用小截割頭設(shè)計，破巖截齒排布，具備的截割切割力和破巖力，能夠適應(yīng)各種工法的隧道施工；行走驅(qū)動力大，上坡能力強，下坡回撤時間短，在巷道中調(diào)車靈活、，施工實戰(zhàn)表現(xiàn)出色。

云南某隧道中引進鑫通機械懸臂掘進機施工，通過在適應(yīng)性、設(shè)計參數(shù)等方面的深入研究，并與鉆爆法在投資、施工進度、安全質(zhì)量等方面進行對比分析，證明懸臂掘進機在云南地區(qū)具有較好的適應(yīng)性，具備較高的推廣應(yīng)用價值。整體表現(xiàn)為：懸臂掘進機適用于圍巖強度適中、圍巖破碎、節(jié)理裂隙發(fā)育以及地下水不發(fā)育的隧道；懸臂掘進機對圍巖擾動小，初期支護可取消系統(tǒng)錨桿，并可以加大鋼架間距；懸臂掘進機在隧道施工中進度優(yōu)勢明顯，特別對于Ⅳ級圍巖，進度較鉆爆法提高了近67%；懸臂掘進機早期資金投入較鉆爆法高，且各級圍巖條件下懸臂掘進機開挖單價為鉆爆法的4～5倍。

懸臂掘進機對圍巖強度及完整性比較敏感，若圍巖整體性好、節(jié)理裂隙不發(fā)育、強度高，則難以發(fā)揮懸臂掘進機優(yōu)勢，如在秀嶺隧道段懸臂掘進機施工過程中，隧道左側(cè)拱部遇到青灰色砂巖，圍巖強度達到110MPa，此時懸臂掘進機無法正常向前掘進，現(xiàn)場采取對硬巖段鉆爆法處理通過，施工進度遲緩。 鑫通懸臂掘進機