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。

懸臂式掘進機工藝流程： 施工準(zhǔn)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(rèn)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。

懸臂掘進機上臺階法：掘進機到達上臺階后掘進機開始截割工作，同時挖掘機挖掉中臺階與上臺階間的臨時道路。整個上臺階掌子面分左右兩部分進行截割，掘進機靠左側(cè)，截割頭放置于臺階面高度處，對上臺階掌子面左側(cè)底部進行鉆進截割，截割深度約為一個截割頭長度（90cm），然后由下至上、由內(nèi)向外截割，直至開挖輪廓線以內(nèi)20~30cm。照此方法使其進尺達到2.0m，后由專人利用測量定位后的接電激光裝置，尺量指揮，截割至開挖輪廓線。

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(qū)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。

我國自20世紀(jì)60年代開始引進懸臂掘進機，主要應(yīng)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(shè)備。20世紀(jì)80年代末至今，隨著懸臂掘進機的設(shè)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。

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