924隧道洞身开挖作业指导书Word文档下载推荐.docx

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9.5文物保护措施23

隧道洞身开挖作业指导书

1.适用范围

适用于蒙华铁路MHTJ-4标段薛家畔1号隧道、薛家畔2号隧道、阳城隧道、青阳隧道、红石湾隧道、武家坡隧道、新窑隧道、银山1号隧道、银山2号隧道、银山3号隧道范围内所有隧道正洞、辅助坑道的洞身开挖施工。

2.作业准备

2.1内业技术准备

作业指导书编制后,应在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计,阅读、审核施工图纸,澄清有关技术问题,熟悉规范和技术标准。

制定施工安全保证措施,提出应急预案。

对施工人员进行技术交底,对参加施工人员进行上岗技术培训,考核合格后持证上岗。

2.2外业技术准备

施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。

管理人员及各个机械设备的操作员提前到达施工现场,并熟悉自己的作业内容。

3.技术要求

隧道洞身开挖施工遵循新奥法原理,坚持“少扰动、早喷锚,勤量测、紧封闭”的原则。

开挖以大型专用设备为主,形成超前地质预报、开挖、支护、装运等多条主要生产作业线,实现机械化施工。

隧道开挖采用人工配合机械开挖或者光面爆破开挖,严格控制超欠挖。

V级衬砌采用三台阶大拱脚临时仰拱法或三台阶临时仰拱法或中隔壁(CRD)法,IV级衬砌采用三台阶法施工,III级衬砌采用台阶法施工,采用无轨运输。

4.施工要求与施工工艺

4.1施工要求

隧道按新奥法原理组织施工,及时采用物探技术对围岩地质情况进行超前探测,根据探测结果及时反馈和修正开挖方法及开挖工艺。

施工中采用“管超前、短进尺、弱爆破、少扰动、早喷锚、勤量测、早封闭”等施工技术措施,确保隧道施工安全、优质、均衡、高效、按期生产。

本标段隧道洞口、明洞工程采用明挖法施工,浅埋段工程施工采用双侧壁导坑法和三台阶大拱脚临时仰拱法,深埋段工程:

Ⅲ级围岩施工采用台阶法,Ⅳ级围岩施工采用三台阶法、Ⅴ级围岩施工三台阶大拱脚临时仰拱法或三台阶临时仰拱法或交叉中隔壁(CRD)法。

4.1.1洞口工程

(1)洞口土方采用机械施工,边、仰坡预留约30cm的整修层,用人工刷坡并及时夯实整平成型,防止超挖,保证边仰坡平顺。

(2)洞口段出现地层滑塌、崩塌时,应采取相应的工程措施,并应适当放缓坡率,保证施工人员的安全和边、仰坡的稳定。

(3)洞口段施工期间实施不间断监测和防护。

(4)洞口段开挖至隧道底高程后,应及时施作排水侧沟及出水口,并与洞外排水系统协调联通。

4.1.2明洞工程

(1)明洞地段的土方开挖时,采用机械开挖,开挖坡面按设计要求及时进行防护和支护。

 

(2)临时边仰坡采用锚喷支护,喷混凝土厚15cm,Φ22砂浆锚杆,长4m,间距1.5×

1.5m,Φ8钢筋网间距25×

25cm。

(3)明洞侧壁基础要设置在稳固的地基上,基础埋设宽度和深度符合设计要求;

若两侧地基松软或软硬不均时,要采取有效措施进行加固。

4.1.3浅埋段工程

隧道浅埋段施工时,控制爆破、短开挖、强支撑、及时衬砌,做到步步为营、稳扎稳打,以策施工安全。

4.1.4深埋段工程

洞身开挖岩石采用光面爆破开挖、土质采用人工配合机械开挖,均采用无轨运输出碴。

隧道开挖爆破炮眼残留率硬岩达到80%以上,中硬岩达到60%以上。

4.2施工工艺

4.2.1明挖法

(1)测量放线 

开挖施工前,根据设计图纸提供的坐标、高程准确定位,并按设计坡度放出开挖上开口线,经检查复核确定无误时方可进行开挖施工。

开挖过程中,应经常校核测量开挖平面位置、水平标高、控制桩号、水准点和边坡坡度等是否符合施工图纸的要求。

(2)场地清理:

包括植被清理和表土清挖。

其范围包括开挖面、料场、存弃渣场等施工用地需要清理的全部区域的地表。

(3)土方开挖采用挖掘机开挖,装载配合,自卸汽车运输的方法,洞口土方自上而下分层开挖,严禁掏底开挖或上下重叠开挖,结合正洞开挖方法,预留进洞台阶,形成进洞面及边、仰坡,边、仰坡防护和处理措施应同时考虑防止洞口段产生整体滑动。

石方开挖采用浅孔小台阶爆破,严禁采用洞室爆破,边、仰坡开挖采用松动控制爆破并预留光爆层,光面爆破成型。

施工中应按批准的爆破设计组织施工,严禁超量装药。

爆破后,应及时清除松动石块。

(4)机械开挖的边坡修整:

使用机械开挖土方时,实际施工的边坡坡度应适当留有修坡余量,再用人工修整,其修整的边坡应满足施工图纸要求的坡度和平整度。

(5)边坡面渗水排除:

在开挖边坡上遇有地下水渗流时,根据渗水量的大小,在边坡修整和加固前,采取有效的疏导和保护措施。

4.2.2台阶法开挖

施工顺序:

上台阶开挖出渣施作上台阶初期支护开挖下台阶出渣施作下台阶初期支护开挖仰拱出渣施作仰拱。

开挖方法:

采用多功能作业台架风动凿岩机钻眼,光面爆破。

台阶长10m,每循环进尺3.0m。

施工步序见图4-1台阶法施工工艺流程图。

图4-2台阶法施工纵断面图。

图4-1台阶法施工工艺流程图

图4-2台阶法施工纵断面图

4.2.3中隔壁(CRD)法施工

开挖①部出渣施作①部导坑周边的初期支护和临时支护开挖②部出渣施作②部导坑周边的初期支护和临时支护开挖③部出渣施作③部导坑周边的初期支护和临时支护开挖④部出渣施作④部导坑周边的初期支护开挖⑤部出渣施作⑤部仰拱开挖⑥部出渣施作⑥部仰拱。

利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁及导坑侧壁Φ42小导管超前支护,开挖①部,喷混凝土封闭掌子面。

施作①部导坑周边的初期支护和临时支护,即初喷4cm厚混凝土,铺设钢筋网,架立I20a型钢钢架和I18临时钢架,并设锁脚锚杆,安设I18横撑。

钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。

b.开挖②部

在滞后①部10m后,开挖②部,喷混凝土封闭掌子面,导坑周边部分初喷4cm厚混凝土,铺设钢筋网,接长I20a型钢钢架和I18临时钢架,并设锁脚锚杆,根据实际地址情况,必要时安设I18横撑,钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。

c.开挖③部并施作导坑周边的初期支护和临时支护,步骤及工序同1。

d.开挖④部并施作导坑周边的初期支护和临时支护,步骤及工序同2。

e.在滞后于④部30m后,开挖⑤部,隧底周边部分初喷4cm厚混凝土,接长I18临时钢架,复喷混凝土至设计厚度。

(4)安设I20a型钢钢架之仰拱单元。

f.开挖⑥部并施作导坑周边的初期支护,步骤及工序同5。

并使型钢钢架之封闭成环。

g.根据监控量测结果分析,待初期支护收敛后,拆除I18临时钢架及上部临时横撑。

台阶长7m,每循环进尺一榀钢架。

施工工序:

如图4-3、图4-4、图4-5所示。

图4-3中隔壁(CRD)施工工序示意图

4.2.4双侧壁导坑法

左(右)侧导坑上部开挖→左(右)侧导坑上部初期支护及临时支护→左(右)侧导坑下部开挖→左(右)侧导坑下部初期支护及临时支护→中槽上台阶开挖→中槽上台阶拱部支护(与两侧支护闭合)→中槽中台阶开挖→中槽下台阶开挖→中槽底部支护(与两侧支护闭合)→拆除临时支护→仰拱、填充→拱墙衬砌。

采用机械加人工辅助开挖方式。

台阶长5m,每循环进尺按1榀钢架间距控制。

施工步序见图4-6双侧壁导坑法施工工艺流程图。

4.2.5三台阶法开挖

上台阶开挖出渣施作上台阶初期支护开挖中台阶出渣施作中台阶初期支护开挖下台阶出渣施作下台阶初期支护开挖仰拱出渣施作仰拱初期支护

I利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护;

开挖上台阶;

II施作上台阶初期支护;

开挖中台阶;

III施作两侧初期支护;

下台阶开挖;

IV施作下台阶两侧初期支护;

开挖仰拱;

V施作仰拱初期支护;

VI施作仰拱;

VII施作仰拱填充。

上台阶与中台阶距离不能大于7m,中台阶与下台阶距离不能大于7m。

每循环进尺一榀钢架。

三台阶法施工见图4-7(三台阶法工序断面示意图)、图4-8(三台阶法工序纵断面图)

图4-6双侧壁导坑法开挖工序图

图4-7三台阶法工序断面示意图

图4-8三台阶法工序纵断面图

4.2.6三台阶临时仰拱法

上台阶开挖出渣施作上台阶初期支护和临时仰拱中台阶开挖出渣施作中台阶初期支护下台阶开挖出渣

施作下台阶初期支护拆除临时拱架仰拱开挖出渣

施作仰拱初期支护。

三台阶法见图4-9(三台阶临时仰拱法工序断面图)、图4-10(三台阶临时仰拱法工序纵断面图)

4.2.7瓦斯地段开挖方法

隧道通过瓦斯地层的原则:

加强通风、快喷锚。

隧道通过有瓦斯溢出地层,每次开挖进尺Ⅲ级Ⅳ级围岩不大于2榀钢架间距,Ⅴ级围岩每次开挖进尺不大于1榀钢架间距。

采用台阶法开挖,保证每次开挖面积小,瓦斯溢出量不大,开挖轮廓能够迅速得到支护。

详见4.2.1。

每开挖循环出渣通风后,工人进入掌子面,需先测瓦斯浓度,在其不超标的前提下进行施工作业。

开挖前,首先在隧道拱部施做超前小导管,对拱部进行超前预加固,然后在超前小导管和注浆加固后的拱圈保护下,利用风镐、湿钻进行拱部开挖。

隧道岩石土质地段采用人工配合机械法开挖,石质地段采用钻爆法开挖,毫秒延期电雷管微差正向起爆,雷管最后一段延时不大于130ms。

对于正洞大断面开挖,考虑爆破效果、安全等因素,只能采用台阶分步法方案,在台阶开挖所暴露的周边部分,可采用喷射砼及时封闭,防止瓦斯逸出。

图4-9三台阶临时仰拱法工序断面图

图4-10三台阶临时仰拱法工序纵断面图

4.3钻爆设计

本标段隧道采用微振动控制光面爆破技术,并根据围岩情况及时修正爆破参数,达到最佳爆破效果,减少炮轰波对围岩的扰动,达到保护围岩的目的。

(1)设计原则:

根据地质条件,开挖断面、开挖进尺,爆破器材等编制光面爆破设计。

根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线,辅助炮眼交错均匀布置,周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上,掏槽炮眼加深10cm。

严格控制周边眼装药量,间隔装药,使药量沿炮眼全长均匀分布。

爆破采用乳化炸药,非电毫秒雷管起爆光面爆破,周边眼采用导爆索起爆,以减小起爆时差。

(2)钻爆参数的选择:

通过爆破试验确爆破参数。

(3)炮眼布置及爆破参数选择

光面爆破参数见表4-1。

表4-1光面爆破参数表

岩石种类

周边眼间距E(cm)

周边眼最小抵抗线W(cm)

相对距E/W

周边眼装药参数Kg/m

硬岩

55~70

60~80

0.8~1.0

0.25~0.3

中硬岩

45~65

0.2~0.25

软岩

35~50

0.5~0.8

0.07~0.12

Ⅲ级围岩台阶法光面爆破炮眼布置见图4-10。

4-10Ⅲ级围岩台阶法光面爆破炮眼布置图

Ⅳ、Ⅴ级围岩三台阶开挖爆破炮眼布置见图4-11。

图4-11Ⅳ、Ⅴ级围岩三台阶开挖爆破炮眼布置图

(4)装药结构:

周边眼用小直径药卷间隔装药,岩石很软时采用导爆索代替炸药卷。

(5)堵塞方式:

所有装药炮眼用炮泥堵塞,周边眼堵塞长度不小于25cm。

(6)爆破效果监测

定人、定位、定机、定质、定量的“五定”岗位责任制;

分区按顺序钻孔,避免相互干扰、碰撞、拥挤;

固定钻孔班,以便熟练技术,掌握规律,提高钻孔的速度和准确性。

按各断面炮孔爆破设计装药量装药联线,周边眼采用小直径药卷不隅。

检查项目及质量标准主要有:

断面周边超欠挖检查;

开挖轮廓圆顺,开挖面平整检查;

爆破进尺是否达到爆破设计要求;

爆出石砟块是否适合装砟要求;

炮眼痕迹保存率,硬岩≥80%,中硬岩≥60%并在开挖轮廓面上均匀分布;

两次爆破衔接台阶不大于10cm。

(7)爆破设计优化

每次爆破后检查爆破效果,分析原因及时修正爆破参数,提高爆破效果。

根据岩石节理裂隙发育、岩性软硬、爆破后石砟的块度情况,修正眼距,用药量,特别是周边眼。

根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度,使炮眼眼底基本在同一断面上。

5.劳动力组织

三臂凿岩台车操作员1人,空压机操作员2人、装载机操作员4人、挖机操作员2人、自卸汽车驾驶员10人,炮工2人,管理员2人。

6.机具设备

施工机具设备详见下表。

表6-1每个工作面机械设备配置表

序号

机械名称

规格型号

单位

数量

备注

1

三臂凿岩台车

SUNWARD

2

空压机

LWJ-20/7

4

通风机

SFD-NO12.5

6

装载机

ZL50

7

自卸汽车

EQ3242G

5

9

挖掘机

PC220-8

10

凿岩机

YT-28

3

11

切割机

Y90L-2

12

徕卡全站仪

TCRA1102

7.施工技术措施

开挖作业人员必须经过专门培训的专业人员,由技术人员进行技术指导、监督及质量把关。

7.1保证光面爆破效果的措施

(1)针对不同开挖断面、围岩级别及围岩破碎程度采用不同炮眼布置、深度、装药量等进行光爆参数设计,并根据开挖后的爆破效果及时调整爆破参数。

(2)根据地质条件、开挖断面尺寸、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆破器材等制定钻爆方案。

根据地质情况和爆破效果,调整钻爆参数。

(3)钻眼严格控制外插角的角度,按照设计控制开挖断面,控制超欠挖。

隧道开挖后,在两侧及洞顶每隔10~20m设一个标志桩,实测开挖断面尺寸。

(4)装药前先将炮眼内的石粉等吹洗干净,经检查合格后装药,严格控制装药量。

周边眼采用间隔装药,辅助眼采用不耦合装药。

7.2超欠挖控制措施

(1)光面爆破前,根据钻爆设计图准确标出炮眼位置。

(2)钻孔时按设计要求控制炮眼的间距、深度和角度。

(3)硬岩光面爆破参数必须进行现场设计动态调整。

(4)实行定人、定位、定机、定质、定量的“五定”岗位责任制;

固定钻孔班,以便熟练技术,掌握规律,提高钻孔的速度按爆破设计装药量装药联线。

8.安全要求

8.1进洞人员实名登记制度

(1)凡进洞施工人员必须有带班负责人在洞口值班室进行现场登记,明确施工人数、时间及地点,出洞时清点人数做好记录。

(2)施工机械必须经洞口值班人员登记后方能进洞。

(3)进洞施工人员必须佩带安全防护用品,凡未佩戴安全防护用品者,洞口值班人员有权阻止进洞。

(4)洞口值班人员必须佩戴袖标执行任务,值班安全员监督检查进出洞口人员的登记情况是否属实。

(5)雷管与炸药运输不得同车入洞,无爆破员跟踪监管的爆破物品不得入洞。

(6)爆破前禁止非爆破人员进洞,必须待洞口报警解除且值班人员同意后方能入洞。

8.2消防物资检查制度

(1)不定期例行检查、维护和保养 

消防物资应有专人保管和使用,值班员交接班前后必须进行检查和保养,要经常保持消防设施及消防器材的清洁,防止丢失损坏。

(2)定期检查、维护保养。

每周应对消防器械进行外观检查,确保其始终处于完好状态;

每半年应对消防器械的重量和压力进行一次彻底检查,并应及时充填;

防毒面具及滤毒罐应经常保持清洁、干燥,防止锈蚀、剐伤和其它损坏,每半月至少进行一次全面检查维修。

8.3瓦斯检查制度

瓦斯隧道采用人工现场监测,使得开挖过程中监测瓦斯浓度做到不间断,对隧道范围进行24小时全天候监控。

(1)工作面的瓦斯监测连续进行,回风道的瓦斯监测每班监测两次,装药前,放炮前,爆破后由瓦斯专职监测人员进行监测(即一炮三检制度)。

(2)瓦斯突出危险地段或瓦斯涌出量大、变化异常地段,应设专人观测。

(3)长期停工后复工作业面、处理塌方的工作面,作业前必须先检查瓦斯浓度。

8.4隧道通风要求

(1)成立专人的通风安装、使用、维修、维护的通风班组,每天进行巡检。

保证管路顺直,无死弯、漏洞,其开机人员每天按班组对风机运行进行记录登记。

(2)通风选用大功率的双级通风机,隧道洞口配备1台110KW×

2的通风机。

为了减少风阻,在保证有效净空的情况下,选用大直径(1.5m)的风管。

严格控制通风时间,确保置换掌子面附近足够的施工距离。

(3)通风系统安装后,首先,由项目部组织人员对通风设施进行验收,确认通风效果是否与设计相符。

其次,项目部组织相关人员每周对通风进行定期检查。

(4)隧道瓦斯地段,钻眼、喷锚、出碴运输、安装格栅钢架、掌子面塌方、塌方处理、瓦斯浓度大于或者等于0.5%时,风机要高速运转,加强检测确保洞内任一处瓦斯浓度降至0.5%以下才能施工。

(5)通风设施安装完正常运转后,每10天进行1次全面测风,对掌子面和其他用风地点,根据实际需要随时测风,每次测风结果做好记录并写在测风地点的记录牌上。

若风速不能满足规范要求,采用适当的措施,进行风量调节。

(6)每7天在风管进风、出风口测一次风速及风压,并计算漏风率,如漏风率大于1%,分析查找原因,尽快改正,确保送至掌子面的风量与设计相符。

8.5瓦斯地段安全措施

(1)降低瓦斯浓度必须加强通风,通风采用压入式,防止瓦斯积聚。

二次衬砌台车附近由于断面变化瓦斯容易积聚,需加强瓦斯监测并设局扇加强通风。

(2)隧道瓦斯地段供电应配置2套电源。

建立双电源的目的,是为了保证洞内通风,特别是通过瓦斯段时的连续通风,以防因停电而使通风中断,造成瓦斯聚集而诱发瓦斯事故。

当建立双电源有困难时,可设置备用发电机,备用发电机的发电量应满足通风机的需要,如果连备用发电机也没有,当通风中断,恢复通风时可由外向里逐步推进,直至全隧瓦斯浓度降低到1%以下后,再向洞内送电。

(3)隧道瓦斯地段对固定敷设的电缆、照明、通信、信号采用防爆型,电气设备和作业机械均使用通用设备(非防爆型),但机械驶入或启动时,必须先做好有害气体浓度监测,瓦斯浓度控制在0.25%以下为正常作业状态,否则,不得启动电气设备及施工机械。

(4)对全体员工进行安全教育,普及瓦斯知识,并按岗位、分工种,分别对通风工、电工、瓦检员、爆破员等进行岗位培训。

8.6其它安全要求

机械设备、车辆安装尾气净化装置,由洒水车进行洒水防尘。

浅埋段、破碎带地段隧道开挖要采用机械开挖或浅孔控制爆破方法,加强监测,根据监测和地质情况及时调整爆破参数,保证爆破安全,不良地质隧道先治水,短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌,稳步前进。

隧道爆破作业按《爆破安全规程》操作施工,洞内爆破时,必须统一指挥,所有人员应撤至不受有害气体、震动及飞石伤害的地点,安全距离大于200米。

爆破后必须经过通风排烟,且至少相距15分钟以上,才准安全检查人员进入工作面,经过检查和处理确认安全后,其它施工人员才准进入工作面。

隧道开挖后及时进行施工支护,围岩量测数据有变或喷混凝土表面开裂、地表出现裂缝时,重视为危险警告信号,必须立即通知施工人员撤离现场,待加固处理后再行施工。

隧道掘进中,围岩量测是施工管理的主要环节。

根据不同地质采取相应的安全技术措施。

9.环保、水保措施及文物保护措施

9.1目标

环保、水保目标:

节约施工临时用地,降低材料和能源消耗,最大限度减少对周围环境和水源的污染,保护森林资源,爱护野生动物。

文物保护目标:

发现文物及时上报,不擅自挖掘,保护好现场,积极配合文物管理部门工作,把文物损坏降低到最低。

9.2建立环保、水保及文物保护管理机构完善保证体系

针对工程及环境特点,从人、机、料、法、环、测六个方面,建立完整的环境保护和水土保持保证体系,保证环保管理体系的有效运行。

指挥部设环保、水保及文物保护工作,每个作业队设专职环保员,施工班组设兼职环保员。

项目成立环保领导小组,明确各小组成员职责,贯彻执行有关国家环境保护法律、法规和当地人民政府、建设单位、工程监理环保规定中的强制性条款;

严格执行建设行政主管部门批复该工程的环境影响报告书的精神。

9.3施工环境保护措施

(1)施工时要控制对植被的破坏、水源、噪音的污染,严格遵守《环境保护法》以及相关的法律、法规、规章制度,严格执行“三同时”不留尾巴、不留后患,确保环保目标圆满实现。

(2)施工现场搅拌站废水和施工机械油污、隧道开挖排除的水必须经沉淀池沉淀并符合国家规定标准后方可排放。

①现场存放油料的地面进行防渗处理,在使用过程中,要采取防止油料跑、冒、滴、漏的措施,防止土壤或河流受到污染。

②工地临时厕所的化粪池采取防渗措施,做好防蝇、灭蛆工作。

③化学用品、外加剂等应库内存放,妥善保管,防止污染环境。

(3)固体废弃物的处理,桥梁桩基钻碴、泥浆运至指定弃碴场。

在施工中要根据自身特性采取回收利用、减量化处理、焚烧处理、稳定和固化处理、填埋等综合处理措施。

(4)噪音的防治,选择低污染或低噪声设备,并采取消音、隔音、护板等措施降低噪音。

机械车辆途经居民区地减速慢行,不鸣喇叭。

在固定的机械设备附近,修建临时隔间屏障,减少噪音传播。

(5)大气污染的防治,采取覆盖、密封、洒水等措施,防止和减少扬尘等。

严禁在现场焚烧任何废弃物及有毒废料(废机油、废塑料等)。

生活营地使用清洁能源,保证炉灶烟尘符合标准。

(6)开展形式多样的宣传教育活动,提高全员环保意识,使人人知道保护环境就是珍爱生命。

(7)制定检查计划,明确检查任务,确定检查方法,落实检查责任制。

项目部每季度组织一次环保大检查,发现问题,找出原因,制定纠正措施并及时整改。

(8)评比奖罚制度:

指挥部设立环保奖励基金,每次环保检查情况,进行单位间的综合评比奖罚。

9.4水土保持措施

(1)严格落实行“三同时”制度,加强对施工人员水土保持的教育管理。

严格遵守《中华人民共和国水土保持法》、《中华人民共和国水土保持法实施条例》及地方政府有关法律、条例。

在隧道处理河沟浅埋地段时,充分考虑雨季特点,调动人力、物力、财力等资源集中力量施工,避开雨季提前进行处理,完善河道铺砌。

修筑施工便道和隧道弃碴严禁向河道中倾倒,防止阻塞河道。

(2)弃碴场必须先挡后弃。

严格按设计完成挡护工程方可弃碴。

本着“早进晚出”的原则,尽量减少堑坡和开挖,对边仰坡及时进行防护,避免对原生态地

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