2.2 设备配置
土石坝沥青混凝土防渗体施工机械主要是骨料加工系统设备、沥青混凝土拌和系统设备、运输设备、摊铺设备、碾压设备和其他设备。施工设备的配置主要是根据沥青混凝土防渗体施工强度、施工进度、工期等要求进行选择与配置。
2.2.1 骨料加工系统设备
骨料加工是用机械的方法，将开采出来的矿料（通常称骨料）加工成水工沥青混凝土防渗体所需要的各种不同规格的粒径集料。骨料加工系统设备主要包括粗碎、中碎、细碎、筛分、分选、粉磨、输送等设备。
骨料加工系统设备配置一般是根据沥青混凝土防渗体施工强度来确定骨料加工生产能力，根据防渗体配合比确定各种粒径骨料需用量，确定加工系统中各工序设备机械性能指标。通过设备配套调整各工序设备规格型号和数量，系统所配置的设备生产能力一般要大于设计生产能力。
（1）破碎设备。粗碎选择颚式破碎机、旋回破碎机，中碎选择反击式破碎机、锤式破碎机、圆锥式破碎机，细碎选择锤式破碎机、反击式破碎机、圆锥式破碎机、立式冲击破碎机。颚式破碎机机械性能见表2-3，颚式破碎机结构见图2-2,旋回破碎机机械性能见表2-4，旋回破碎机结构见图2-3。圆锥破碎机机械性能见表2-5，弹簧式圆锥破碎
表2-3 颚式破碎机机械性能表
图2-2 颚式破碎机结构图
1—固定额衬板；2—边护板；3—动颚衬板；4—肘板座；5、16—肘板；6—前斜铁；7—后斜铁；8—拉杆；9—机架；10—动颚轴；11—动颚；12—主轴；13—液压连杆；14—飞轮；15—液压调整部
表2-4 旋回破碎机机械性能表
图2-3 旋回破碎机结构图
φ—直径；L—长度；B—宽度；H—高度；
1—传动轴部；2—底座部；3—偏心套部；4—中架体部；5—破碎锥部；6—横梁部
机结构见图2-4(a)，液压式圆锥破碎机结构见图2-4(b)。锤式破碎机机械性能见表2-6，锤式破碎机结构见图2-5。反击式破碎机机械性能见表2-7，单转子反击式破碎机结构见图2-6(a)，双转子反击式破碎机结构见图2-6(b)。
表2-5 圆锥破碎机机械性能表
图2-4 圆锥破碎机结构图
1、12—机架部；2、14—传动部；3—偏心套部；4—碗形轴承座；5、11—破碎圆锥部； 6—支撑套部；7—调整套部；8—进料部；9—弹簧部；10—上机架； 13—偏心套部；15—液压缸部；16—液压系统；17—润滑部
表2-6 锤式破碎机机械性能表
图2-5 锤式破碎机结构图
1—电动机；2—联轴器；3—轴承；4—主轴；5—圆盘；6—销轴；7—轴套；8—锤子；9—飞轮；10—进料口；11—机壳；12—衬板；13—筛板
表2-7 反击式破碎机机械性能表
续表
图2-6 反击式破碎机结构图
1—机体；2—板锤；3—转子；4—给料斗；5—链幕；6—反击板；7—拉杆；8—第一转子；9—给料口；10—机体；11—第一反击板；12—反胶反击板；13—第二反击板；14—调整弹簧；15—第二调整栅板；16—第二转子；17—第一均整栅板
（2）筛分设备在骨料筛分中对于5mm以上的物料，选择单层、双层或三层筛网的圆振动筛、直线振动筛、双轴振动筛及共振筛；对于小于5mm的粉细物料，选择直线筛、等厚筛。YA型圆振动筛机械性能见表2-8,YA型圆振动筛结构见图2-7。ZKX系列直线振动筛机械性能见表2-9，ZKX系列直线振动筛结构见图2-8。
表2-8 YA型圆振动筛机械性能表
续表
图2-7 YA型圆振动筛结构图
1—吊耳；2—弹簧减振装置；3—筛箱；4—电机；5—振动器；6—排料口；7—起吊孔；8—支撑底架
表2-9 ZKX系列直线振动筛机械性能表
（3）粉磨与分选设备。粉磨设备选择复合反击式破碎机、棒磨机、球磨机、立磨机、锤式破碎机，分选设备选择离心式选粉机、旋风式选粉机。MQG干式格子型球磨机规格技术性能见表2-10，MQG干式格子型球磨机结构见图2-9。MB中间周边排料型棒磨机规格机械性能见表2-11，MB中间周边排料型棒磨机结构见图2-10。悬辊式立磨机又称雷蒙机（Raymond）或碗形磨（Bowl mill），其机械性能见表2-12，悬辊式立磨机（雷蒙机）配套风力分析机机械性能见表2-13，悬辊式立磨机结构见图2-11，风力分析机结构见图2-12。
图2-8 ZKX系列直线振动筛结构图
1—筛座；2—弹簧座；3—筛网；4—筛框；5—电动机；6—激振器
表2-10 MQG干式格子型球磨机规格技术性能表
图2-9 MQG干式格子型球磨机结构图
1—给料器；2、6—进出料端盖；3—筒体；4—格板；5—轴承；7—齿轮
表2-11 MB中间周边排料型棒磨机规格机械性能表
续表
图2-10 MB中间周边排料型棒磨机结构图
1—给料器；2—进料端盖；3—筒体；4—齿轮；5—钢棒
表2-12 悬辊式立磨机（雷蒙机）配套风力分析机械性能表
表2-13 悬辊式立磨机（雷蒙机）配套风力分析机机械性能表
续表
注 1mmHg=133.332Pa；R为雷蒙机。
图2-11 悬辊式立磨机结构图
1—梅花架；2—辊子；3—磨环；4—铲刀；5—给料器；6—返回风箱；7—排料部
图2-12 风力分析机结构图
1—鼓风叶轮；2—甩料盘；3—辅助叶轮；4—给料管；5—内筒；6—风箱；7—椎体；8—外筒；9—粗料排出口；10—细料排出口
（4）输送设备。骨料加工系统半成品及成品粗骨料的输送一般采用通用型TD75型胶带输送机，胶带输送机根据破碎、筛分设备能力，选择胶带机的胶带宽度和输送驱动电机和钢结构支架系统。
胶带输送机各种带宽适用最大块度见表2-14，TD75型通用胶带输送机生产能力见表2-15，胶带输送机的输送角度见表2-16。
表2-14 胶带输送机各种带宽适用最大块度表
矿料中的填料粉细矿粉输送，采用正压气力输送、负压气力输送、螺旋输送机、埋刮板机、爪链机、斗提机等。
表2-15 TD75型通用胶带输送机生产能力表
表2-16 胶带输送机的输送角度表
2.2.2 沥青混凝土拌和系统设备
沥青混凝土拌和系统设备是土石坝沥青混凝土生产的关键设备，其实际生产能力应满足沥青混凝土施工铺筑强度和质量要求。能够对沥青混凝土组成的各级骨料进行称量、加热、筛分、配重、拌和、储存及卸料等，使它能连续生产，同时又具有较高强度的生产能力。根据沥青混凝土拌和施工工艺的不同，沥青混凝土拌和楼分为强制间歇式及滚筒式两种类型。
拌和设备选择通常根据沥青混凝土工程规模、工期和坝址气候条件、铺筑强度和质量要求、设备经济技术指标等条件，综合比较后进行选择。选择时应注意，拌和设备额定生产能力是以公路沥青混凝土为对象的，由于水工沥青混凝土沥青与公路沥青混凝土相比较，施工配合比要求和计量精度要求高，搅拌时间要长。因此，拌和系统设备生产能力要比生产公路施工时要低。根据国内施工经验，其生产能力一般为设计能力的50%～70%。同时所选择的系统设备生产能力一般要高于摊铺能力的5%左右。
大型、中型工程选择固定式和半固定式拌和设备，小型工程可选择移动式。当铺筑强度较大时，一般选择连续烘干、间歇计量和间歇拌和的综合式生产方式，采用强制间歇式沥青混凝土拌和楼和配套的附属设备。
（1）强制间歇式沥青混凝土拌和楼。强制间歇式沥青混凝土拌和楼通常采用固定楼体形式，拌制沥青混凝土的工艺是，先将各种级配的冷骨料（包括人工骨料及天然骨料），在干燥筒内加热、烘干后，经过二次筛分储存，对每级骨料中心配重，通常采用累计称量的办法，与单独称量计量的填充料、沥青，按照设定的配合比，分批投入搅拌灌内进行强制搅拌，成品料也分批卸出。强制间歇式沥青混凝土拌和楼通带采用楼体式，其拌和楼组成见图2-13。
图2-13 强制间歇式沥青混凝土拌和楼组成图
1—干燥滚筒；2—冷矿料输送机；3—冷矿料储存及配料装置；4—烟囱；5—集尘器；6—热矿料提升机；7—振动筛；8—热矿料储料仓；9—矿粉输送机；10—矿粉提升机；11—矿粉筒仓；12—操纵控制室；13—搅拌器；14—矿粉称量斗；15—热矿料称量斗；16—沥青称量桶；17—沥青输送泵；18—导热油加热装置；19—燃烧器；20—鼓风机；21—沥青保温罐；22—排风机
强制间歇式沥青混凝土拌和楼生产应用的历史悠久，并且采用相对简单的计量技术，可以获得相对精确的配合比，特别是在道路沥青混凝土的施工中，有了广泛的应用。在土石坝沥青混凝土防渗体工程应用时，其计量方式、计量精度难以满足水工沥青混凝土的技术要求，需经过一定的改造才能满足精度要求。如三峡水利枢纽工程茅坪溪土石坝心墙沥青混凝土拌和楼经改造后，成功实现了对沥青混凝土配重及称量的控制，保证了沥青混凝土的配合比精度。国内部分间歇式沥青混凝土搅拌设备性能见表2-17。
表2-17 国内部分间歇式沥青混凝土搅拌设备性能表
续表
（2）滚筒式沥青混凝土拌和楼。滚筒式沥青混凝土拌和楼一般采用移动楼体结构型式，全套设备分为若干个运输单元，在现场可快速组装，投入使用。沥青混凝土拌和工艺是冷骨料的烘干、加热与热沥青的拌和在同一滚筒内进行，其拌和方式是非强制式的，依靠骨料在旋转筒内的自行跌落而实现沥青材料对骨料的裹覆。
滚筒式沥青混凝土拌和楼的最大特点，就是简化了拌和工艺，从而简化了施工设备。这是因为具有一定含水量的湿骨料，在进入干燥筒之初，其中细颗粒的粉尘含水且黏附在骨料上，随着骨料被烘干，水分被蒸发出来，在筒内形成了惰性水蒸气的氛围，随后烘干加热了的骨料又被沥青裹覆，使得细颗粒的粉尘向外散发的机会大为减少，无须设置复杂的除尘设备，容易满足环保对施工的要求。
滚筒式沥青混凝土拌和设备的外部结构型式、驱动方式、支撑方式等，与强制间歇式拌和设备的干燥滚筒基本一致。两者之间的最大区别是前者的加热装置设在进料端，集尘装置设在滚筒的出料端，物料与气流同向流动。滚筒式沥青混凝土拌和楼组成见图2-14。国内部分滚筒式沥青混凝土拌和楼设备技术性能见表2-18。
图2-14 滚筒式沥青混凝土拌和楼组成图
1—冷集料和配料装置；2—矿粉供给系统；3—操作、控制中心；4—成品料储存仓；5—干燥拌和除尘系统；6—沥青供应和喷洒系统
表2-18 国内部分滚筒式沥青混凝土拌和楼设备技术性能表
2.2.3 运输设备
沥青混凝土运输设备是指从拌和系统到现场作业面铺筑设备之间的水平和垂直运输设备。运输设备主要是保温自卸车、汽车吊车、底开式立罐、平板汽车、带保温罐的装载机等设备。运输方式一般有以下两种基本方式。
（1）汽车运输。沥青混合料装在汽车上的底开式立罐中运到施工现场作业面吊车旁，现场吊车吊起立罐，将沥青混合料卸入喂料车转运至摊铺机受料斗内。
（2）沥青混合料由保温自卸车运至施工现场，卸入装载机改装的保温罐内，装载机将保温罐内沥青混合料转运卸入摊铺机内。
运输设备一般是根据铺筑强度、运距、运输方式、保温要求等，选择运输设备型号和数量。其中所选择汽车运输设备数量要按照出勤率进行选择，还要配备防雨篷布。
2.2.4 摊铺设备
沥青混凝土摊铺设备是土石坝沥青防渗体施工的关键设备。土石坝沥青混凝土防渗体分为沥青混凝土面板和沥青混凝土心墙两种结构型式，两种结构防渗体施工时摊铺要求各不相同。在土石坝沥青混凝土防渗体施工中将摊铺设备分为防渗沥青混凝土心墙摊铺设备和防渗面板沥青混凝土摊铺设备两类。摊铺设备一般根据摊铺强度、施工进度计划、设计技术要求选择设备型号和数量配置摊铺设备。
（1）心墙沥青混凝土摊铺设备。沥青混凝土心墙为变截面的墙体结构，其摊铺宽度较窄，心墙两侧为过渡料。随着沥青混凝土心墙施工质量和施工要求不断提高，对沥青混凝土心墙摊铺设备要求也相应提高。
图2-15 摊铺机结构与工作过程图
1—发动机；2—方向盘；3—侧臂提升油缸；4—侧臂；5—烫平器升降操纵手把；6—烫平器；7—振捣器；8—螺旋摊铺器；9—驱动轮；10—刮板输送器；11—转向轮；12—顶推滚；13—沥青混合受料料斗；14—闸门
大型工程选择的摊铺机前面装有红外线加热器，具备摊铺高度和摊铺宽度可调功能，能够同时进行心墙沥青混凝土和两侧过渡料摊铺，设有预压实装置的第三代履带式摊铺机。中小型工程选择自行式和牵引式心墙沥青混凝土的摊铺机，摊铺机结构与工作过程见图2-15。德国第三代心墙摊铺机结构见图2-16。
（2）面板沥青混凝土摊铺设备。土石坝面板沥青混凝土摊铺设备，主要是选择带烫平装配的斜坡履带式摊铺机和带斜坡供料机、移动牵引台车的摊铺机。后一种摊铺机在斜坡距离较长时使用。沥青混凝土斜坡摊铺机结构见图2-17，斜面振动碾牵引车结构见图2-18。
2.2.5 碾压设备
碾压设备是沥青混合料摊铺后的压实形成结构的设备。一般根据工程设计技术要求和规范选择设备型号和数量。
图2-16 德国第三代心墙摊铺机结构图
1—摊铺方向；2—加热器；3—钢模板；4—沥青混凝土摊铺厚度调制器；5—过渡料；6—沥青混合料受料漏斗；7—沥青混合料链板式运输器或其他方法装料；8—装载机装过渡料；9—过渡料漏斗；10—过渡料整平器；11—沥青混凝土预压装置；12—橡胶轮；13—三个振动板（中间一个有加热器）
图2-17 沥青混凝土斜坡摊铺机结构图
1—推辊；2—牵引滑轮；3—料斗；4—前轮；5—转向系统；6—后轮；7—刮板运输机；8—螺旋铺平器；9—操作平台；10—振动烫平器（包括烫平板、柴油预热系统、倾角调整机构、大臂、横梁刮刀侧板、激振器和减振机构）；11—压边器；12—柴油预热系统；13—接缝加热器；14—机架；15—信号灯；16—液压控制系统；17—一次碾压卷扬机
图2-18 斜面振动碾牵引车结构图
1—跳板；2—行走底盘；3—液压绞车；4—拖式振动碾
（1）心墙碾压设备。为防止陷碾和满足正常工作要求，心墙压实选用小型设备。当宽度大于80cm的沥青混凝土心墙，选择自重1.0～1.5t，宽度为80cm、90cm的自行式振动碾。当宽度小于80cm的沥青混凝土心墙，可选择宽度为50cm的手扶式振动碾。两侧过渡料选择自重小于10t的振动碾。
（2）面板碾压设备。当沥青混合料设有初压摊铺机摊铺沥青混合料后，选择小于1.5t的振动碾进行初压，待摊铺机从摊铺条幅上移除后，选择3.0～6.0t的振动碾进行二次碾压。若摊铺机没有初压设备，可选择3.0～6.0t的振动碾进行初压和二次碾压。斜坡振动碾作业时需要配置可移动的牵引设备控制振动碾上下行驶速度。
（3）边角部位碾压设备。心墙和面板沥青混凝土防渗体边角部位，选择蛙式和内燃打夯机。
2.2.6 其他设备
其他设备是指辅助沥青混凝土施工的专用设备。可根据工程设计和施工要求进行选择设备型号和数量。主要包括沥青洒布机、沥青玛
脂专用拌和机、沥青玛
脂专用施工设备、沥青混凝土斜坡施工牵引设备、沥青混凝土人工摊铺使用的红外线加热设备及煤气燃气加热设备。