艾家營(yíng)隧洞隧洞全長(cháng)2418.426米，存在軟弱圍巖的施工風(fēng)險，洞身圍巖巖層破碎，節理裂隙較發(fā)育，并且部分洞身位于地下水位以下，圍巖穩定性差，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(guò)有序組織、科學(xué)研判，終選用懸臂式掘進(jìn)機在艾家營(yíng)隧洞進(jìn)行應用。

懸臂式掘進(jìn)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(zhù)行走機構向前推進(jìn)，工作機構中的切割頭通過(guò)上下左右連續不斷移動(dòng)破碎巖石，并通過(guò)傳送履帶將碎巖運走。懸臂式掘進(jìn)機開(kāi)挖作業(yè)，一是能夠有效提高施工效率，實(shí)現連續化作業(yè)。使用前每日開(kāi)挖長(cháng)度僅能到達3到4米，使用后每日掘進(jìn)可達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，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)機有效控制超挖，可節省后續巖石襯砌的費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。在開(kāi)挖過(guò)程中不進(jìn)行爆破作業(yè)，無(wú)爆破震動(dòng)，對圍巖擾動(dòng)小，且一次開(kāi)挖成型，減少后續人工修整，安全性大幅提高。

懸臂式掘進(jìn)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(jìn)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(jìn)機行走及截割施作空間。同時(shí)，接通電源及冷卻水管，啟動(dòng)機器，對掘進(jìn)機進(jìn)行截割前安全故障排查，確認可進(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(kāi)至上臺階。

采用掘進(jìn)機截割開(kāi)挖相對于鉆爆開(kāi)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(guān)費用， 增加了掘進(jìn)機的租賃和用電費用，總體而言其單位開(kāi)挖費用有所增加，但仍在可控范圍內。同時(shí)，施工安全可靠，生產(chǎn)時(shí)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(wù)， 達到了預期效果。鑫通機械懸臂式掘進(jìn)機

鑫通懸臂掘進(jìn)機整機專(zhuān)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(shí)的磨損；采用自動(dòng)卷纜系統，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(chē)可在后方直接接料，提高出料效率。

鑫通懸臂掘進(jìn)機切割高度和切割寬度均在7m以上，可實(shí)現中等斷面隧道一次開(kāi)挖成型，大斷面隧道分兩層開(kāi)挖成型，適用于地鐵、公路、鐵路等中、大斷面隧道工程。該機專(zhuān)注硬巖切割可靠性設計，具有可靠性高、破巖能力強的特點(diǎn)，其工作機構一機多配，可適應不同地層施工，同時(shí)該機還配備了智能卷纜、聲光報警、軟啟動(dòng)、遙控等功能。

鑫通懸臂掘進(jìn)機進(jìn)行開(kāi)挖施工，通過(guò)懸臂掘進(jìn)機開(kāi)挖施工，一是開(kāi)挖，可連續化施工作業(yè)，掘進(jìn)機每循環(huán)開(kāi)挖時(shí)間可縮短一半。二是施工成本控制效果顯著(zhù)，掘進(jìn)機施工易于控制超欠挖，開(kāi)挖輪廓光滑平整，節約后續噴射混凝土用量，大大降低施工成本。三是掘進(jìn)機在開(kāi)挖過(guò)程中對圍巖擾動(dòng)小，且一次開(kāi)挖成型，減少后續人工修整，同時(shí)避免爆破開(kāi)挖，安全性大大提高。四是踐行綠色天隴理念，掘進(jìn)機由傳統的機械燃油開(kāi)挖改為電驅掘進(jìn)，減少對洞內施工環(huán)境的污染，有效改善施工人員作業(yè)環(huán)境。五是在開(kāi)挖過(guò)程中作業(yè)人數少，掘進(jìn)機開(kāi)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(jìn)鑫通機械懸臂掘進(jìn)機施工，通過(guò)在適應性、設計參數等方面的深入研究，并與鉆爆法在投資、施工進(jìn)度、安全質(zhì)量等方面進(jìn)行對比分析，證明懸臂掘進(jìn)機在云南地區具有較好的適應性，具備較高的推廣應用價(jià)值。整體表現為：懸臂掘進(jìn)機適用于圍巖強度適中、圍巖破碎、節理裂隙發(fā)育以及地下水不發(fā)育的隧道；懸臂掘進(jìn)機對圍巖擾動(dòng)小，初期支護可取消系統錨桿，并可以加大鋼架間距；懸臂掘進(jìn)機在隧道施工中進(jìn)度優(yōu)勢明顯，特別對于Ⅳ級圍巖，進(jìn)度較鉆爆法提高了近67%；懸臂掘進(jìn)機早期資金投入較鉆爆法高，且各級圍巖條件下懸臂掘進(jìn)機開(kāi)挖單價(jià)為鉆爆法的4～5倍。

我國自20世紀60年代開(kāi)始引進(jìn)懸臂掘進(jìn)機，主要應用于煤礦巷道的掘進(jìn)施工中，其成巷，每天成巷長(cháng)度可達30m以上，且經(jīng)過(guò)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械化掘進(jìn)設備。20世紀80年代末至今，隨著(zhù)懸臂掘進(jìn)機的設計和制造水平逐步發(fā)展，重型機大批涌現，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。