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。

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。