艾家營隧洞隧洞全長2418.426米，存在軟弱圍巖的施工風險，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、科學研判，終選用懸臂式掘進機在艾家營隧洞進行應用。

懸臂式掘進機主要由行走機構、工作機構、裝運機構和轉載機構組成。隨著行走機構向前推進，工作機構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。

懸臂式掘進機工藝流程： 施工準備，上循環(huán)噴射混凝土施作完畢后，挖掘機對上中下臺階進行整平處理，并在中臺階至上臺階間修路，路寬5m 左右，創(chuàng)造出掘進機行走及截割施作空間。同時，接通電源及冷卻水管，啟動機器，對掘進機進行截割前安全故障排查，確認可進行正常截割工作后，在兩位協(xié)助人員配合下由操作手將其開至上臺階。

采用掘進機截割開挖相對于鉆爆開挖，直接避免了拆遷等巨額附加經(jīng)濟費用，省去了炸藥及導爆管的相關費用， 增加了掘進機的租賃和用電費用，總體而言其單位開挖費用有所增加，但仍在可控范圍內(nèi)。同時，施工安全可靠，生產(chǎn)時間效益及經(jīng)濟效益可以得到充分，安全、、快速完成施工任務， 達到了預期效果。鑫通機械懸臂式掘進機

鑫通懸臂掘進機整機專注可靠性設計，破巖能力強，可針對堅硬巖施工。具有新型的切割機構，并采用硬巖切割頭配合硬巖截齒，提升切割頭破巖能力，降低硬巖切割時的磨損；采用自動卷纜系統(tǒng)，避免人工拖拽電纜，施工的安全性；采用加高型運輸機并配有防撞裝置，卡車可在后方直接接料，提高出料效率。

鑫通懸臂掘進機切割高度和切割寬度均在7m以上，可實現(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。該機專注硬巖切割可靠性設計，具有可靠性高、破巖能力強的特點，其工作機構一機多配，可適應不同地層施工，同時該機還配備了智能卷纜、聲光報警、軟啟動、遙控等功能。

鑫通懸臂掘進機進行開挖施工，通過懸臂掘進機開挖施工，一是開挖，可連續(xù)化施工作業(yè)，掘進機每循環(huán)開挖時間可縮短一半。二是施工成本控制效果顯著，掘進機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。三是掘進機在開挖過程中對圍巖擾動小，且一次開挖成型，減少后續(xù)人工修整，同時避免爆破開挖，安全性大大提高。四是踐行綠色天隴理念，掘進機由傳統(tǒng)的機械燃油開挖改為電驅掘進，減少對洞內(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，掘進機開挖每班組掌子面只需3人，大大降低了人員投入，達到機械化減人目的。

云南某隧道中引進鑫通機械懸臂掘進機施工，通過在適應性、設計參數(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)具有較好的適應性，具備較高的推廣應用價值。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。

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