毕业设计论文小羊地隧道施工组织设计.docx

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毕业设计论文小羊地隧道施工组织设计

附:

施工平面布置图

施工进度CATT图

1施工平面总布置

1.1工程概况

1.1.1工程概况

小洋地水电站位于闽江流域文川溪支流姑田河上游,地处连城县姑田镇境内,是姑田河梯级开发的第二级水电站。

水库控制流域面积59.5Km2,多年平均径流量6263万m3,多年平均流量1.986m3/s,正常蓄水位574.30m,总库容198m3。

电站装机2×800KW,多年平均发电量590万KW.h。

该工程主要建筑物有:

浆砌石双曲拱坝、引水系统、发电厂房、开关站等。

引水隧洞进水口布置在拦河坝上游左岸山坡上,进水口前底板高程EL552.00m。

在进水口前设一道拦污栅,拦污栅后设一道检修闸门,不采用竖井。

用一台100kN电动葫芦启闭。

隧洞地质条件较好,多数为基本稳定围岩。

引水隧洞长890m,引水隧洞断面为直径2.5m的圆形,隧洞纵向坡比从桩号0+000m~桩号0+150m为2‰,从桩号0+150m~桩号0+487.282m为64‰,从桩号0+487.282m~桩号0+507.282m为压力钢管连接段,从桩号0+507.282m~桩号0+887.282纵向坡比为2‰,从桩号0+887.282m~桩号1+297.863m为25.8%。

隧洞开挖采用普通爆破。

引水隧洞工程主要包括隧洞开挖工程、隧洞衬砌工程、进水口工程以及明管连接段和放水蝶阀等。

1.1.2工期要求:

根据标书要求,本工程引水隧洞施工工期为10个月,施工期为2005年11月27日至2006年9月30日。

1.1.3对外交通:

小洋地水电站位于文川溪姑田河上游,地处连城县姑田镇境内。

距连城城关约45km,距永安小陶约25km。

本工程对外交通条件以公路为主,小洋地村已有林业公路11Km与205国道连城县姑田镇相连,坝址距小洋地村约2.0km,目前已有由业主出资新建的公路通过左河岸坝顶,并到达隧洞进水口。

但无论是原林业公路或新建公路,其路面均破坏严重,无法满足重车通行,特别是新建公路的跨河简易桥尚未建成,所以本工程的对外交通尚属不便。

1.1.4本工程的合同项目及工作范围:

本工程的合同范围为引水隧洞土建工程,其主要项目为引水隧洞的隧洞开挖和隧洞衬砌、进水口及明管段等。

本工程应完成的临时设施项目为:

临时场内施工道路开挖,道路及场地的恢复;现场施工临时发电、供水、供风、砂石料加工、混凝土拌制、运输等附属企业设施,还包括临时房屋和生活辅助设施等其它附属的设施。

1.2施工总平面布置

1.2.1风、水、电系统布置:

1、施工供风

供风系统布置应根据施工进度计划的安排,计算出最大石方开挖强度,供风量满足开挖强度要求。

隧洞总计石方洞挖量为6370.87m3,且隧洞下游段由电站厂房施工单位承建,实际本标段石方洞挖量为4347.25m3,明挖量为386m3。

为节约开支,降低管理费用和减少设备闲置,我公司计划设1台6m3固定式空压机于中间明管处,于此分别向上下游两端供风。

Φ32风管安装到工作面,高压橡胶皮管接到风钻机。

2、供水系统

生产用水采用水泵直接从河道中抽取及拦截山沟水相结合,根据现场地形和用水区域进行布置。

在明管段附近高程大约EL540m处设一个30m3蓄水池,用于隧洞上下游两向的施工,用水泵抽取河道水至蓄水池供应生产用水需要。

施工用水从蓄水池中用Φ50镀锌管作为主管接引到工作面。

生活用水在生活区附近选取合适位置拦截山泉水,并设沉淀过滤消毒处理设施以满足饮用水要求,供应生活用水。

3、排水系统

隧洞进口接抽水管到工作面附近的集水井,用水泵抽排,从洞内向出口自流排出,在出口处再用水泵抽排。

其余施工区排水:

在各个施工区内公路旁侧修有排水沟,将生产和生活污水集中排至污水沉淀池作处理后再外排。

计划做好如下工作。

生活区周围挖好排水沟槽,将污水排到污水沉淀池。

拌和站等主要生产区内挖好排水沟槽,将雨水及生产废水排至污水沉淀池。

土方开挖时根据现场实际情况挖好排水沟、集水坑,将雨水、积水引排至河里。

弃土区内做好排水系统,避免雨水冲刷土坡,造成水土流失。

4、施工用电

根据招标文件,施工用电由发包人提供到施工现场100m范围内低压侧,低压侧以外由施工单位自行架设。

本工程供电主要为开挖设备、通风排气设备、给排水系统的机械用电,用电总容量约60KVA。

建设单位将在中洞明管段设置一台50KVA变压器。

施工生产及生活用电由变压器直接接入配电房,低压为380V~400V,用电缆或附套线接引到各用电点。

配电房安装漏电保护开关,以保证用电安全。

另外,拟配备1台20kw柴油机发电机作为备用电源,以保证工程的施工进度,满足施工要求。

5、照明系统

本工程夜间施工或洞内作业,根据施工工作面的需要,临时布置数盏便于移动的1000w碘钨灯。

洞内施工采用电缆将低压电(36V)引到洞内工作面进行照明。

6、通信系统

本工程位于连城县山区,通讯网络较差,为加强通讯联系,工地申请安装1部直拨程控电话,解决对外通讯联络问题,另外计划再配备2对高频手持式报话机,解决场内通信。

1.2.2场内交通

为了保证工程施工的顺利进行,各个工作面需修筑场内临时道路。

引水隧洞施工的交通,需新修通往中洞口的交通路,以满足施工要求。

1.2.3砂、石料备料系统

本工程需砂约530m3,碎石约670m3,毛石约240m3。

由于本工程区附近缺乏天然砂砾料,施工用砂采用天然砂和人工砂各掺半,所需天然砂从姑田镇山峰砂场用5t自卸汽车运至工地砂子堆料场,运距40km。

毛石选用洞碴中的较大块石。

所需碎石可利用洞碴料质地较好的片石进行破碎。

碎石生产工艺流程图如下:

碎石生产工艺流程图

1.3施工辅助企业

1.3.1木材加工厂

本工程模板工程量主要集中在隧洞衬砌、进水口等的砼工程,计划在工地配置一处木材加工厂,台班产量为10m2,布置在施工区公路旁较宽阔处,配置带锯、圆锯、压刨床、电刨、台钻等木工机械,并设消防灭火器,建筑面积共30m2。

占地面积150m2。

1.3.2钢筋加工厂

布置在木材加工厂附近,计划配置钢筋加工厂,台班产量为10t,配有钢筋调直机、砂轮锯、弯曲机、对焊机、压接钳等,建筑面积共30m2,占地面积150m2。

1.3.3机械修配厂

工地设常规机械加工修理,布置在施工公路旁边,建筑面积50m2,占地面积100m2。

1.4施工辅助设施

工地试验室:

紧靠砼系统布置,配备砂石料级配筛分,含水率、坍落度测试仪等测试器材,并设养护水池。

砂浆、砼试块运至连城县建委试验室试压。

停车场:

布置在民技工生活区附近,占地面积200m2。

1.5仓库系统

水泥库:

本工程水泥运输较方便,水泥库计划设置一主一副,主库为备用水泥库,副库靠近砼拌和站布置,以减少水泥中间转运,水泥库为砖瓦结构。

综合仓库:

布置在木材加工厂旁边用于堆放油毡、五金材料、劳保生活用品等,为砖瓦结构。

炸药仓库:

拟在中洞的山沟内修建炸药仓库一座,为砖混结构。

1.6办公生活和福利设施

本工程生活设施主要布置在公路边施工安全地段及中洞进场公路边较宽阔处。

固定职工住房标准按6m2/人,砖瓦结构。

民工住房标准按4m2/人,砖瓦结构,水泥砂浆地面抹平,可适当租用当地小洋地村民房。

1、办公设施:

砖瓦结构,设置会议室、办公室,建筑面积60m2,占地面积100m2,

2、管理人员、技术人员生活区:

砖瓦结构,管理技术人员约3人,可租用当地民房,并与办公设施相结合。

3、民技工生活区:

砖瓦结构,本工程以半机械化施工为主,民技工约40人,人均建筑面积以4m2计,修建建筑面积共为160m2,占地面积200m2。

4、其他福利设施:

如食堂、澡堂、卫生所、娱乐室等配套修建,建筑面积共为100m2,占地面积200m2。

本工程的临时房屋建筑有工人宿舍、食堂、办公及生活福利房,各种仓库工具房、检修间及值班房等,施工辅助企业有钢筋加工厂、木工厂等。

 

施工临建设一览表

序号

名称

建筑面积

(m2)

占地面积

(m2)

结构形式

备注

施工辅助企业

480

1700

砖瓦房

1

木材加工厂

30

150

砖瓦房

含堆场

2

钢筋加工厂

30

150

谷达油毛毡

含堆场

3

配电室

20

100

砖瓦房

4

砼系统

200

300

谷达油毛毡

5

砂石系统

80

500

谷达油毛毡

含堆场

6

机械修配厂

50

200

谷达油毛毡

7

工地试验室

20

100

谷达油毛毡

8

停车场

50

200

谷达油毛毡

仓库

300

600

砖瓦房

1

水泥库

150

300

砖瓦房

2

综合仓库

100

200

砖瓦房

3

油库、炸药库

50

100

砖混房

办公室福利设施

380

600

1

办公室

60

100

砖瓦房

租赁

2

宿舍

60

100

砖瓦房

租赁

3

民工工棚

160

200

砖瓦房

4

其他

100

200

砖瓦房

合计

1140

2900

2主要施工机械设备及进场时间汇总表

序号

机械名称

规格、型号

单位

数量

进场时间

1

固定式空压机

6m3

1

2005/11/27

2

支架风钻

Y一24、7655(26)

4

2005/11/27

3

手风钻

7655(26)

4

2005/11/27

4

潜水泵

JQB一2—10

3

2005/12/5

5

灌浆机

BW200/40

1

2006/04/5

6

拌和机

Jz一350

1

2006/3/5

7

插入式插捣器

1.2—1.5kw

2

2006/3/5

8

交流电焊机

10KVA

1

2006/3/5

9

高压水枪

SQ——80

2

2006/2/15

10

手扶拖拉机

12马力

4

2005/11/27

11

平板振捣器

1.5klw

1

2006/2/15

12

钢筋切断机

2.5kw

1

2006/2/15

13

人力推斗车

8

2006/2/15

14

砂轮机

2

2005/11/27

15

沙浆机

0.1m3

2

2005/11/27

3引水隧洞开挖施工程序及施工方法

3.1地质情况

由现场参观可知,隧道所经山体大致为坚硬致密的花岗岩体,洞口覆盖层较薄,未跨越较大的冲沟或断层。

3.2测量放样

1、根据发包者提供的基本控制点,数据经复测无误后,在施工区内设立施工测量一级控制网点,利用激光测距仪和J2经纬仪以及水准仪施测,精度达到规范要求。

洞挖进洞后将控制点引入洞内。

开挖时,将隧洞开挖轮廓线点放在开挖掌子面上。

2、测量仪器设备配备表

序号

名称

规格

精度

单位

数量

备注

1

经纬仪

TD

±2″

1

北京

2

水准仪

DS3-2D

±3mm/km

1

南京

3

水准尺

5m

2

江西

4

计算机

HEDY

1

日本

5

钢尺

50m

2

上海

6

对讲机

STANDAR

2

日本

7

测伞

φ1.8m

1

国产

3、测量人员设置

测量工程师1人(兼负责人)

测量技术员1人

测量工2人

3.3施工程序:

由于本工程隧洞开挖尺寸较小,隧洞开挖采用全断面掘进法。

采用循环掘进,隧洞每米开挖量为7.6m3,预计每天二个循环,每项进尺2.3m,月进度约105m。

下一循环否

3.4隧洞开挖施工方法

3.4.1钻孔

按设计炮眼布置图,将炮眼布于掌子面上,采用RT24型气腿式风钻孔。

掏槽眼布置形式为楔型掏槽眼,按正方形布置,共五孔,其中中心孔不装药,装药孔的间距约为30~40cm。

(参见炮眼布置图)

崩落眼的主要作用是爆落岩体,大致均匀地分布在掏槽眼外围。

崩落眼与开挖断面垂直,为保证一次掘进的深度和掘进后工作面比较平整,其眼底应落在同一平面上。

崩落眼共计22孔。

周边眼布置在开挖断面的四周,其主要任务为控制开挖轮廓线。

本工程采用光面爆破,周边孔距一般取50~60cm。

根据本工程的洞挖断面,周边眼及底孔共计17孔,孔距为56cm。

在钻周边眼时,为使下一工作面有一定的钻眼操作空间,周边眼应往外斜15cm,即炮眼与掘进方向往洞外略偏约4°。

3.4.2装药及爆破

钻孔完后进行炮眼洗孔,吹孔后,检测孔深,经检查炮孔合格后即可装药(掏槽眼的中心空眼不装药)。

炸药采用永安产岩花牌普通岩石炸药,并装塑料防水袋。

如果地下水严重地带宜采用乳化炸药。

装药量详见隧洞爆破参数表。

布孔数全断面44孔,布孔密度为5.7孔/m2,每一掘进循环耗炸药26.1kg,按循环进尺2.3m计,每自然方耗洞开挖炸药量1.60kg/m3。

各炮孔装药完后,按不同作用的爆破眼选择不同起爆时段的塑料导爆管,非电毫秒雷管与火雷管相连,采用火雷管引爆。

隧洞开挖爆破参数表

序号

孔名

段别

孔数

孔深(m)

药径(cm)

单孔装

药量(kg)

药量(kg)

备注

1

掏槽眼

3

5

2.8

φ32

1.2

4.8

其中一孔不装药

2

崩落眼

6

22

2.5

φ32

0.6

13.2

3

周边眼

9

14

2.5

φ25

0.45

6.3

外偏角4°光爆

4

底孔

12

3

2.5

φ32

0.6

1.8

外偏角4,光爆

合计

44

 

26.1

3.4.3通风排烟:

起爆完后,用轴流通风机向作面吹风排烟及时供给工作面充足新鲜空气,改善洞内的温度、湿度、气流速度、空气质量及降低粉尘和有害气体的浓度,使之达到符合正常施工的要求。

洞内通风以后的空气质量,应符合洞内作业的卫生标准,标准参考下表

洞内空气和粉尘的卫生要求

项目

最高允许含量

附注

%(按体积计)

mg/m3

氧气(O2)

>20

一氧化碳最高允许含量与作业时间

二氧化碳(CO2)

<0.5

作业

时间

最高允许含量(mg/m3)

甲烷(CH4)

<1

有害气体单独存在

一氧化碳(CO)

<0.0024

30

一小时以内半小时以内15~20min

50

100

200

二氧化氮(NO2)

<0.0004

8

二氧化硫(SO2)

<0.00052

15

硫化氢(H2S)

<0.00066

10

反复作业的间隔时间应在两小时以上

醛类(丙稀醛)

0.3

含10%以上游离二氧化硅的粉尘

2

含80%以上游离二氧化硅的粉尘不宜超过1mg/m3

含10%以下游离二氧化硅的水泥粉尘

6

含10%以下游离二氧化硅的其他粉尘

10

由于本工程的全洞长为850m,双向掘进,每头长约为430m,采用压入式通风即可。

为保障洞内施工空气质量符合要求在出碴时仍应持续通风,同时还要重视防尘和有害气体的控制。

其措施为:

采用湿钻凿岩钻孔,爆破后喷雾降尘,出碴前对石碴喷水防尘,洞内施工严禁使用汽油发动机。

3.4.4安全处理:

在出碴前,对爆破后的洞顶、洞侧及掌子面的悬挂石,爆破松动岩块,采用人工撬除干净以确保施工安全。

进洞施工工人必须配带安全帽,以防松动石块坠落伤人。

3.4.5出碴:

出碴采用自卸拖拉机运碴,扒碴机结合人工进行装碴。

堆碴高度较低时用拖拉机运碴。

为便于出碴车辆的错车及调头,每间隔约100m应进行适当拓宽,拓宽段在衬砌时用埋石混凝土回填密实。

3.4.6支护:

对于段地质条件较差,裂隙发育,岩石风化程度为强风化,需及时支护。

洞内开挖时,地质工程师跟班作,及时对地质情况进行预测,提出开挖方案和安全措施,基岩破碎地段宜采取浅孔多循环弱爆破作业。

支护材料备足,勤检查,早发现问题,及时支护。

如地质情况恶劣,需采取边挖边衬砌的施工方法。

如遇塌方段,光加固端部未被破坏的支护再进行衬砌。

如果洞身未堵塞时,先护顶,再清碴;洞身堵塞时,采用插针法、插板法进行支护,再逐步清碴处理后进行衬砌。

3.4.7施工排水

本工程采用双向掘进,掘进方向为自下游往上游时,可自流排水到出洞口,在出洞口集中抽排;在洞底中间设排水沟,将洞内渗水排至出洞口,在出洞口选择合适位置集水坑,用潜水泵抽排。

掘进方向为自上游往下游时,无法自流排水,必须在工作面附近设集水井集中用水泵抽排至进洞口。

4隧洞衬砌及喷砼施工程序及施工方法

4.1施工程序

4.1.1隧洞衬砌施工流程图

测量

安装钢筋

安装模板

予埋浆灌浆管

仓面清洗

钢筋模板质检

钢筋运输

模板运输

模板制作

制筋制作

砼浇筑

砼运输

砼制备

施工缝处理

4.1.2隧洞衬砌施工程序

根据本工程的地质情况,隧洞的永久支护有钢筋砼衬砌、内衬砼衬砌和喷砼衬砌三种形式,中间段预计地质条件较好,不需进行衬砌。

衬砌段及喷砼段下部底板浇筑好后,可先进行喷砼施工,再进行隧洞的钢筋砼衬砌。

隧洞钢筋砼衬砌施工时,按先浇筑底板,再浇筑下半拱,最后进行上半拱浇筑及封拱。

4.2隧洞衬砌施工方法

隧洞开挖完成后,全洞各断面进行认真复测,如有欠挖、应认真处理,应做到整个隧洞不欠挖。

衬砌前应对整个隧洞进行断面清洗。

模板采用钢模和木模相结合,拱架用槽钢制作好,内部模板采用木模板,在拱模先搭设好后,再装模板。

浇筑时先进行下半拱砼浇筑,般约20m留一道伸缩缝间设止水。

浇筑下半拱时可每两个伸缩缝间作为一个浇筑块。

钢模在加工厂制作好运至现场安装,钢筋模板经验收合格后即可进行浇。

砼的动输采用混凝土泵输送至作面,再将用混凝土泵将砼泵入仓面采用摇入式振捣器进行振捣。

砼浇至洞中线高程时应先搭设凹槽,以利上下拱间的砼结合。

上半拱分两次浇筑,先浇筑侧上部,再封顶拱。

上半拱衬砌施工应先搭设脚手架,脚手架,脚手脚型式采用钢管架。

脚手架搭设好后安装侧上部模板(占上半拱的2/3),并在设计位置安装好预埋灌浆管,管口采用宽边胶带封死以免砼浇筑时管口被混凝封住而致予埋管失效。

上部的模板安装方法同下半拱,每次以两道伸缩缝间作为一浇筑块,每次浇筑长约20m一段,浇筑后再进行封顶拱,顶拱必须逐模立模,逐模浇筑,此时模板工必须跟班作业。

封顶拱时,在伸缩缝位置由于有设止水,较难振捣密实,此处应特别注意振捣质量。

4.3喷砼施工

4.3.1施工准备

喷砼前做好以下准备工作:

1、喷砼施工前做好喷砼的配合比试验,确定好速凝剂的用量。

2、在喷砼施工面安装好用以量测喷砼厚度的插入基岩的钢筋。

3、清理作业面,包括清除松动石,拆除各种障碍物,清洗受喷岩面。

4、检查作业机具等其余一般混凝土施工的准备工作。

4.3.2喷砼作业

喷砼采用干喷法进行施工。

喷射机的压力风采用二台6m3空压机联合供风。

根据设计配合比先行拌好混凝土干料,运至砼喷射机的入料口,在出料口再加水喷射。

喷射过程中注意保持风压的稳定。

认真操作,及时调整供水量,控制好水灰比,减少回弹,保证喷层厚度,提高喷层表面平整度,并经常检查喷头,要保持喷头具有良好的工作性能。

喷砼作业完成后,及清理回弹料等松散堆积物。

在喷层终凝后及时进行洒水养护。

由于喷砼施工时,工作面附近污染较严重,应做好劳动保护,作业人员均佩戴防尘口罩、防护眼镜、风帽、雨衣、雨裤、长统胶鞋和手套等劳保用品。

 

5钻孔灌浆工程施工程序及施工方法

本工程灌浆项目包括隧洞回填灌浆、隧洞固结灌浆等。

5.1施工程序

隧洞回填灌浆在隧洞衬砌完成后且混凝土强度达到70%以上时方可进行;隧洞固结灌浆在该部位回填灌浆7天以后才可进行。

为寻求合理的施工参数,更好地进行灌浆,在进行施工以前,遵照工程师的指令,进行生产性试验。

试验大纲经工程师批准后才能实施,并尽快提交有关资料,为以后的施工提供依据,确保施工后达到设计要求。

5.2钻孔冲洗及压水试验

1、钻孔

钻孔冲洗采用风、水联合进行,直至回水返清,并延续10min结束,对于不返水的孔,只用高压风将孔内杂物冲出即可。

固结孔选总孔数10%的孔(I序孔)进行压水试验,并计算相应的透水率值,以便了解灌前基础的透水情况。

压水试验:

压入流量观测每隔5分钟进行一次,当流量大于5升/分时,连续四次读数,其最大值与最小值之差小于最终值的10‰或当流量小于5升/分时,连续四次读数,其最大值与最小值之差小于最终值的20%或连续四次读数流量均小于0.5升/分,试验即可结束,取最终值作为计算值。

压水试验成果以单位吸水量(w)表示,即平均每米高水柱压力,每米试验段长度,每分钟内的压入流量。

计算公式如下:

W=Q/SL

W——单位吸水量(升/分·米·米);

Q——压入流量(升/分);

S——试验压力,按水柱高计(米);

L——试验段长度(米)。

5.3固结灌浆

固结灌浆在固填灌浆结束后进行,且其间隔时间不小于7天。

灌浆次序应按环间分序,环内加密的原则进行。

1、施工程序

钻孔洗孔压水试验灌浆封孔

2、钻孔:

按施工详图所示或监理人指示进行钻孔。

采用手风钻造孔。

孔径φ42~45mm。

所有钻孔应统一编号并注明各孔序号。

当钻孔遇到岩层有特殊情况时应详细记录并及时将有关资料报送工程师。

钻孔终孔后,孔内残留物厚度不超过20cm。

钻孔时为避免穿过混凝土的过程中碰到钢筋,在固结孔位置也预埋硬塑管。

3、洗孔:

为保证灌浆质量,灌浆前应对固结孔进行冲洗。

冲洗可用灌浆机压水进行,冲洗压力为灌浆压力的80%,要将残存孔底和粘滞在孔壁的岩粉铁屑冲洗孔外,并将岩层裂隙和孔洞中的充填物冲洗干净。

特别是在断层、破碎带,裂隙发育地段要更为重视洗孔工作,以保证灌浆效果。

4、压力试验:

为确定地层的渗透特性及检查灌浆效果,固结灌浆前应做简易压水试验,试验孔数不少于灌浆孔数的10%。

试验压力采用0.3Mpa,当吸水量稳定后读取数值计算出单位吸水量,试验结果整理后报送工程师,吸水量稳定的标准为在30分钟内,最大流量与最大流量与最小流量之差小于最终值的20%。

5、灌浆:

本工程固结灌浆孔深4m,固结灌浆采用孔口循环一次性灌注,分序加密的方法进行。

灌浆压力一般为0.3Mpa,灌浆浆液水灰比采用5:

1~0.5:

1(重量比)七个比级。

起始水灰比通过试验确定,变浆标准按规范或按监理人指令进行。

当各孔互相串浆或注入率小时可采用群孔(不多于3孔)并联灌浆,同时注意控制灌浆压力,以防岩石面混凝土面抬动。

6、结束与填封孔

本规定压力下,耗浆量小于0.4人/min时,持续灌注30分钟,灌浆工作即可结束。

如果采用多孔联灌,结束时的单位耗浆量按监理人指令进行。

灌浆结束后采用人工拌200#干硬性水泥砂浆封填。

封孔前必须将孔内污物清洗干净。

5.4回填灌浆

1、造孔

灌浆孔采用预埋塑管,在砼浇筑

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