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。

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。

懸臂掘進(jìn)機(jī)上臺(tái)階法：掘進(jìn)機(jī)到達(dá)上臺(tái)階后掘進(jìn)機(jī)開(kāi)始截割工作，同時(shí)挖掘機(jī)挖掉中臺(tái)階與上臺(tái)階間的臨時(shí)道路。整個(gè)上臺(tái)階掌子面分左右兩部分進(jìn)行截割，掘進(jìn)機(jī)靠左側(cè)，截割頭放置于臺(tái)階面高度處，對(duì)上臺(tái)階掌子面左側(cè)底部進(jìn)行鉆進(jìn)截割，截割深度約為一個(gè)截割頭長(zhǎng)度（90cm），然后由下至上、由內(nèi)向外截割，直至開(kāi)挖輪廓線以內(nèi)20~30cm。照此方法使其進(jìn)尺達(dá)到2.0m，后由專人利用測(cè)量定位后的接電激光裝置，尺量指揮，截割至開(kāi)挖輪廓線。

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。

我國(guó)自20世紀(jì)60年代開(kāi)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(zhǎng)度可達(dá)30m以上，且經(jīng)過(guò)近30年的研究及實(shí)踐，其在我國(guó)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。

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)