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。

鑫通懸臂掘進(jìn)機(jī)切割高度和切割寬度均在7m以上，可實(shí)現(xiàn)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(jī)專(zhuān)注硬巖切割可靠性設(shè)計(jì)，具有可靠性高、破巖能力強(qiáng)的特點(diǎn)，其工作機(jī)構(gòu)一機(jī)多配，可適應(yīng)不同地層施工，同時(shí)該機(jī)還配備了智能卷纜、聲光報(bào)警、軟啟動(dòng)、遙控等功能。

為提高施工功效，確保施工安全，有效控制隧道超挖，控制施工成本，中鐵鐵路引進(jìn)鑫通EBZ200懸臂掘進(jìn)機(jī)，這是全線(xiàn)首臺(tái)隧道掘進(jìn)機(jī)的工程應(yīng)用，為隧道機(jī)械化施工探索實(shí)踐邁出積極一步。

隧道采用懸臂掘進(jìn)機(jī)施工，開(kāi)挖輪廓成型好，超欠挖控制好，減少了初期支護(hù)脫空的質(zhì)量隱患；加之初期支護(hù)與巖面密貼性好，支護(hù)效果較好，圍巖變形相對(duì)小,且避免了火工品的使用,消除了安全隱患。但對(duì)于塌方、突涌風(fēng)險(xiǎn)高以及軟巖大變形等復(fù)雜地質(zhì)條件下，懸臂掘進(jìn)機(jī)預(yù)加固能力弱、靈活性差，施工風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)鉆爆法較高。 鑫通懸臂掘進(jìn)機(jī)

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)