艾家營(yíng)隧洞隧洞全長(zhǎng)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(guò)有序組織、科學(xué)研判，終選用懸臂式掘進(jìn)機(jī)在艾家營(yíng)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(guò)上下左右連續(xù)不斷移動(dòng)破碎巖石，并通過(guò)傳送履帶將碎巖運(yùn)走。懸臂式掘進(jìn)機(jī)開(kāi)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(kāi)挖長(zhǎng)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(kāi)挖時(shí)同步進(jìn)行出渣，開(kāi)挖完成后可直接進(jìn)行拱架支護(hù)，每循環(huán)開(kāi)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(kāi)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(kāi)挖過(guò)程中不進(jìn)行爆破作業(yè)，無(wú)爆破震動(dòng)，對(duì)圍巖擾動(dòng)小，且一次開(kāi)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(jìn)機(jī)進(jìn)行截割開(kāi)挖段，采用三臺(tái)階法施工，根據(jù)隧道斷面尺寸及現(xiàn)場(chǎng)圍巖情況，結(jié)合掘進(jìn)機(jī)的自身性能，臺(tái)階劃分經(jīng)實(shí)踐確定為: 上臺(tái)階高度為3.78m，大寬度10.38m，臺(tái)階長(zhǎng)度10~12m，掘進(jìn)進(jìn)尺2.0m；中臺(tái)階高度為2.45m，大寬度11.28m，為創(chuàng)造挖機(jī)扒砟和裝載機(jī)裝車出砟空間，臺(tái)階長(zhǎng)度控制在30~35m，掘進(jìn)進(jìn)尺兩側(cè)對(duì)稱2.0m；下臺(tái)階截割高度為3.73m，為創(chuàng)造裝掘進(jìn)機(jī)及其他機(jī)械行走空間，掘進(jìn)進(jìn)尺為單側(cè)4.0m。

鑫通懸臂掘進(jìn)機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定性好，具有爬坡能力大、破巖能力強(qiáng)、截割斷面范圍廣等亮點(diǎn)。鑫通EBZ200采用小截割頭設(shè)計(jì)，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(dòng)力大，上坡能力強(qiáng)，下坡回撤時(shí)間短，在巷道中調(diào)車靈活、，施工實(shí)戰(zhàn)表現(xiàn)出色。

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(guò)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(kāi)挖單價(jià)為鉆爆法的4～5倍。

懸臂掘進(jìn)機(jī)對(duì)圍巖強(qiáng)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(qiáng)度高，則難以發(fā)揮懸臂掘進(jìn)機(jī)優(yōu)勢(shì)，如在秀嶺隧道段懸臂掘進(jìn)機(jī)施工過(guò)程中，隧道左側(cè)拱部遇到青灰色砂巖，圍巖強(qiáng)度達(dá)到110MPa，此時(shí)懸臂掘進(jìn)機(jī)無(wú)法正常向前掘進(jìn)，現(xiàn)場(chǎng)采取對(duì)硬巖段鉆爆法處理通過(guò)，施工進(jìn)度遲緩。 鑫通懸臂掘進(jìn)機(jī)