1隧道爆破专项方案101.docx
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1隧道爆破专项方案101
横二线武夷新区洪尾至新岭公路工程A1-2标
赤坭佈隧道爆破方案
编制:
复核:
审核:
南平高速建设有限公司横二线武夷新区洪尾至新岭公路工程
A1-2合同段项目部
2018年10月1日
一、编制依据
1)与建设单位签订的工程承包合同、协议、会议纪要。
(2)横二线武夷新区洪尾至新岭公路工程A1-2标赤坭佈隧道设计图纸。
(3)国家有关方针政策和国家、交通部有关标准规范、规程和验标等。
部颁《公路工程技术标准》(JTGB01-2014)
部颁《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)
部颁《公路隧道施工技术规范》(JTGF60-2009)
部颁《公路工程施工安全技术规程》(JTJF90-2015)
部颁《公路土工合成材料应用技术规范》(JTJ/T019-98)
部颁《公路工程基本建设工程概、预算编制办法》及相关定额
部颁《公路环境保护设计规范》(JTJ/T006-98)
部颁《公路勘测规范》(JTJC10-2007)
(4)建设单位下达的工程施工安排要点、工期和质量要求。
(5)横二线武夷新区洪尾至新岭公路工程A1-2标现场踏勘、调查资料。
(6)我单位原有施工经验、科研成果,对高速公路、一级公路的研究及本单位的技术力量、设备能力等
二、编制原则
根据设计文件要求,和现场踏勘为基础,针对工程特点、难点、重点,结合我单位的施工特长、经验、技术、设备能力,本着“安全为先,质量为本”的安全质量原则,以“确保安全、提高质量、均衡生产、文明施工、降低成本、如期高效”的项目管理思路,根据以下原则进行施工组织设计的编制:
(1)严格遵守施工图设计要求的原则
施工组织设计编制将严格遵守施工图设计的各项要求。
(2)强化质量管理原则
在项目实施过程中,在质量、工期、安全生产、文明施工、交通组织及环境保护各个环节的管理更加规范和标准。
强调过程控制和可追溯性,强调质量记录,通过贯彻执行ISO9001质量体系标准,积极推广使用四新技术,通过强化质量管理,确保质量目标的实现。
(3)确保工期的原则
根据中标通知及施工合同规定的工期,合理安排施工顺序,优化资源配置,并充分考虑气候、季节及交叉施工对工期的影响,科学组织,均衡生产。
做到布局合理、突出重点、全面展开、平行交叉流水作业,确保工期并力争提前。
(4)争创行业一流、建造合格工程的原则
确定本标段的质量目标,执行ISO9001-2000系列质量标准,确保工程质量达到合格标准,建造一流的精品工程。
(5)安全第一、预防为主、综合治理的原则
确立安全目标,完善规章制度,强化现场的各项制度、措施的落实,确保安全生产目标的实现。
(6)确保现况道路畅通、现况管线安全的原则
施工组织设计以确保现况道路畅通、交通安全、现况管线安全为原则,尽量减少对现况交通的干扰,保证交通线路的安全通畅。
(7)力求施工方案的适用性和先进性的原则
结合工程特点,运用流水作业和网络技术,做好劳力、材料、机械设备的综合调配,推广运用四新技术,坚持在实事求是的基础上,力求方案的适用性、合理性、先进性和经济性。
(8)科学配置的原则
充分发挥我单位技术实力、施工机械设备配套能力及项目管理优势。
根据本工程的工程量大小及各项管理目标的要求,在施工组织中实行科学配置,选派有类似工程施工经验的管理人员和专业化施工队伍,投入高效先进的施工设备,确保流动资金的周转使用,做到专款专用。
(9)遵纪守法的原则
施工中遵守国家的法律、法规,尊重群众利益,减少扰民。
三、工程概况
3.1工程概况
3.1.1工程简介
赤坭佈隧道位于南平市建阳区童游街道水尾村埂头组,起讫桩号为右洞YK11+595-YK12+310,长715m,左洞ZK11+539-ZK12+317,长778m;左右洞平均长746.5m,属中隧道,采用分离式双洞布置;隧道右洞进出口均处在直线上、洞身处在曲线上,隧道左洞进出口均处在直线上、洞身处在曲线上;右洞纵坡为-2.40%,左洞纵坡为-2.50%。
3.1.2主要设计技术标准
序号
项目
技术标准
1
公路等级
一级公路
2
路线长度(km)
5.096
3
设计速度(km/h)
80
5
平曲线最小半径(m)
1100
6
最大纵坡(%)
3.0
7
路面面层类型
沥青/复合式/水泥路面
8
汽车荷载等级
公路-Ⅰ级
3.1.3隧道建筑限界
项目
净宽(m)
净高(m)
行车道(m)
侧向宽度(m)
检修道
主洞
10.25
5.0
3.75×2
0.5+0.75
0.75+0.75
紧急停车带
13.25
5.0
3.75×2+3.0
0.5+0.75
0.75+0.75
车行横通道
4.5
5.0
/
/
/
人行横通道
2.0
2.5
/
/
/
3.2自然条件及工程环境
3.2.1地形地貌
本项目规划路线位于福建省建阳市境内,隧址区属构造-剥蚀丘陵地貌。
地形起伏较大,进口处地面高程约180.0m,出口处地面高程170.0m,隧道轴线最高点高程295.0m,相对高差105-115m,沿线地形呈波状起伏,山脊(顶)浑圆,进口侧山坡自然坡度约15~20°,出口侧山坡自然坡度约40~50°,植被较发育,主要为松树及毛竹。
3.2.2岩层、岩性
本合同段沿线通过地段地层自上而下有(自新至老):
(1)粉质粘土(Qd1)3-122:
以粘粉粒为主,褐红色,湿、可塑。
以粘粉粒为主,干强度中等,切面粗糙,韧性高,局部含有少量碎石、砾石等,表层含少量植物根系。
主要分布于隧道顶端表层。
(2)砂土状强风化云母石英片岩AnZj12-111:
灰褐色,岩体极破碎,呈散体状结构,岩芯呈砂土状,手捏易散,属极软岩。
土、石工程分级为Ⅲ级,为硬土
(3)碎块状强风化云母石英片岩AnZj12-112:
浅褐色灰色夹灰黄色,芯以碎块状为主,碎块块径在3cm-5cm间,风化裂隙发育,岩体破碎,手折可断,RQD=0,属软岩。
(4)中风化云母石英片岩AnZj12-113:
灰-灰黑色,可见石英、云母、斜长石等主要矿物,由长石石英砂岩变质而成,岩芯呈柱状、碎块状,RQD值为70%-85%,属较软岩,该层基本不可压缩,力学强度高.岩体基本质量等级为Ⅳ级。
3.2.3地质构造及地震
根据国标《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)福建省区划一览表,本测区沿线场地抗震设防烈度为6度,场地类别以Ⅱ类场地为主,基本地震动峰值加速度为0.05g,中硬场地土的地震动反应谱特征周期为0.35s,近期未发生过较大地震,为地震相对稳定区。
3.2.4工程水文地质
本路段隧道746.5m/1座(赤坭佈隧道),隧址区地下水主要为进出口段风化带网状孔隙裂隙水及断层构造裂隙水。
估算出隧道涌水量约为825.8m3/d。
该隧道场址区地表水及地下水对混凝土结构具微腐蚀性,对钢筋混混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。
3.2.5自然条件对工程建设的影响
隧道洞口处植被较发育,主要为松树及毛竹,场地稳定,未发现滑坡、泥石流、崩塌、岩溶塌陷及采空等不良地质。
进口侧山坡自然坡度约15~20°,出口侧山坡自然坡度约40~50°,地质为第四系可塑状粉质粘土、全风化云母石英片岩、砂土状强风化云母石英片岩、碎块状强风化云母石英片岩、局部少量中风化岩,岩土结构松散,围岩级别为Ⅴ级。
洞门为端墙式结构,采用明挖施工,开挖后边坡、仰坡高度较大,边坡总体稳定性较差,需分台阶开挖,坡顶设截排水沟,开挖前需做好防排水措施。
四、施工方案
4.1.总体施工方案
赤坭佈隧道按新奥法原理组织施工,隧道拟从出口左、右线2个作业面同时向中间掘进(左洞开始施工于右洞开始之前)。
软弱围岩地段施工始终坚持“管超前、弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤测量、紧衬砌”的原则。
在施工中积极推广应用国内外隧道施工新技术、新工艺,投入大型机械设备,形成挖、装、运、锚、衬等多条机械化作业线;洞内装碴运输采用无轨运输;喷混凝土采用湿喷机,以降低回弹量和粉尘;砼衬砌采用整体液压钢模衬砌台车作业,施工中进行超前地质预报,采用先进的测量、探测技术取得围岩状态参数,通过数据分析和处理,及时反馈指导施工。
拟定总体施工方案如下:
4.1.1洞口工程施工采用挖掘机从上至下分层开挖,人工配合逐层边刷坡边防护。
4.1.2洞口浅埋V级土质围岩段采用CD法开挖、V级石质围岩及Ⅳ级围岩段采用上下台阶法开挖。
4.1.3紧急停车带、人行横洞根据其所处的围岩类别采用光面爆破开挖法施工。
4.1.4各种洞室根据布置位置与洞身同时开挖,布设好钢筋及预埋件后与洞身衬砌砼一次成型。
4.1.5爆破施工采用塑料导爆管、毫秒雷管光电爆破技术。
出碴为无轨运输,挖掘机扒碴,装载机装碴,自卸汽车运输。
施工通风采用压入式通风,二次衬砌砼采用全断面整体液压钢模衬砌台车机械化施工;路面待衬砌施工完后从大里程往小里程方向施工,砼全部采用商品混凝土(初喷砼除外)。
4.2洞身开挖
4.2.1Ⅴ级围岩段土质段
赤坭佈隧道左右线进口段围岩设计Ⅴ级围岩段74m,里程为ZK12+317~ZK
12+270、YK12+310~YK12+283岩性差、岩质破碎。
为了确保施工安全,洞口20m及土质围岩段采用中隔壁法进行开挖。
CD法又称中隔壁法,用于浅埋及比较软弱地层中,而且是大断面隧道的开挖。
CD法是在用钢支撑和喷射混凝土的隔壁分割开进行开挖的方法,是在地质条件要求分部开挖及时封闭的条件下采用。
CD法适用于双线Ⅳ级、Ⅴ级、Ⅵ级围岩隧道,地质条件困难,围岩软弱,覆盖层薄,含水量大,基底承载力低等条件。
采用CD法开挖,减小软弱围岩隧道及大跨度隧道分部开挖跨度和开挖高度,通过增加中壁墙等临时支护构件,形成分部开挖初期支护快速封闭环,使分部开挖环环相扣,最后完成全部断面开挖与初期支护
4.2.1.1CD法开挖及支护
(1)超前小导管预注浆对地层进行加固后,先左侧导坑上台阶先行开挖,随即依次开挖左侧导坑下台阶、右侧导坑上台阶、右侧导坑下台阶、拱墙、仰拱,采用挖掘机及人力配合风镐开挖,出渣车出土。
开挖循环进尺与设计钢架间距相同,即每次开挖进尺为一榀钢架距离。
由测量人员控制中线水平,施工时保证不欠挖,控制超挖。
开挖轮廓线尽可能圆顺,以减小应力集中,另一侧上部开挖落后3~5m。
(2)初期支护。
a、初喷:
在开挖后立即进行,以便尽早封闭拱顶暴露面,喷射混凝土厚4cm。
粘土层段视开挖后围岩的稳定情况而定。
b、钢支撑架:
钢支撑架制作符合设计规范,满足施工要求;安设时清除浮土,拱脚夯实或设置垫板,钢支撑架纵向间距按设计要求每榀0.7m(Z5-1每榀0.5m)。
c、挂网。
d、喷射混凝土:
第一次喷射厚度4cm,架立好钢支撑架后,从钢支撑架腹部打入下一循环的超前管棚,封好管口,复喷至设计厚度,使每分部及早封闭成环。
(3)超前小导管作业。
钻孔:
超前小导管采用风钻直接顶入,压浆前用高压风清孔。
超前小导管选用普通φ50×5mm钢管加工而成,顶部切削成尖靴,尾部焊接垫圈,长度为2.8m或3m。
超前小导管按设计范围沿拱部周边轮廓线设置,超前小导管从钢支撑架腹部空间穿过,外插角15°,尾部与钢架焊连接成一体。
注浆:
为保证注浆质量,注浆前孔口处喷20cm混凝土封堵。
采用高压注浆泵,注压力控制在0.5~1Mpa,浆液配合比视地质情况及现场试验确定,保证浆液扩散互相咬接,以提高围岩的稳定性。
4.2.2Ⅳ级围岩段、Ⅴ级围岩段石质段
本合同段设计级Ⅳ围岩1093m,里程为ZK12+270~ZK12+145、ZK12+130~ZK11+755、YK12+283~YK12+157、YK12+142~YK11+675采用上下台阶开挖法施工。
Ⅴ级围岩段30m,里程为ZK12+145~ZK12+130、YK12+157~YK12+142采用上下台阶开挖法施工。
1)开挖工艺流程
2)上下台阶法开挖施工工艺流程见下图。
上下台阶开挖采用风动凿岩机钻眼,塑料导爆管非电起爆系统,毫秒微差有序起爆,预留光爆层爆破。
上台阶采用装载机出碴至下台阶,下台阶由装载机装碴出碴,自卸汽车运碴。
上台阶测量、画开挖轮廓线布炮眼
钻炮眼
装药爆破
每循环进尺2.5m
通风洒水
出碴
清危排险
初喷砼
打锚杆、架格栅、挂网
监监控量测
二次喷砼
开挖下台阶及初期支护
稳定性安全检查
铺设防水层、二次衬砌
上下台阶之间的距离根据具体地质情况定,以保证安全,施工顺畅为原则。
施工中合理调整工序,实行钻爆、装碴、运输机械化作业,开挖后及时施工初期支护,仰拱、二次衬砌紧跟。
4.3钻爆设计
隧道围岩强度、硬度平均较高,钻爆本着适当减少残眼率,提高单位用药量,采用光面爆破,中空、斜眼掏槽,辅助眼提高炸药单耗的原则进行预设计,在实施中再进行调整。
1)周边眼参数选择
采用简易经验公式:
g=(E+V)×L×a×(Rb)1/2
g—单孔装药量(Kg)E—孔距(m)V—抵抗线(m)
a—系数(取0.0375)L—孔深(m)Rb—岩石抗压强度(MPa)
Ⅴ级围岩E=0.4mV=0.6mRb=15~42MPa
Ⅳ级围岩E=0.4mV=0.6mRb=25~42MPa
单孔装药量
Ⅴ级围岩上台阶g=(0.4+0.6)×1.5×0.0375×(42)1/2=0.364Kg
Ⅴ级围岩下台阶g=(0.4+0.6)×3×0.0375×(42)1/2=0.728Kg
Ⅳ级围岩上台阶g=(0.4+0.6)×2.5×0.0375×(42)1/2=0.607Kg
Ⅳ级围岩下台阶g=(0.4+0.6)×4.8×0.0375×(42)1/2=1.17Kg
集中度
Ⅴ级围岩g/L=0.243Kg/mⅣ级围岩g/L=0.244Kg/m
密集系数
Ⅴ级围岩E/V=0.67Ⅳ级围岩E/V=0.67
注:
装药集中度按2号岩石硝铵炸药考虑,采用乳胶炸药时减量。
换算系数
K=1/2(2号岩石炸药猛度/换算炸药猛度+2号岩石炸药爆力/换算炸药爆力)=1/2(12/19+100/143)=0.67
2)光面爆破参数表及炮眼布置图(以乳胶炸药计)
Ⅴ级围岩段分层台阶法开挖周边眼光面爆破参数表
项目
周边眼间距E(cm)
最小抵抗线W(cm)
炮眼密集系数E/W
装药集中度
q(kg/m)
堵塞长度L(cm)
起爆方式
光面
爆破
40
60
0.67
0.243
≥20
非电毫秒雷管
Ⅳ级围岩段分层台阶法开挖周边眼光面爆破参数表
项目
周边眼间距E(cm)
最小抵抗线W(cm)
炮眼密集系数E/W
装药集中度
q(kg/m)
堵塞长度L(cm)
起爆方式
光面
爆破
40
60
0.67
0.244
≥20
非电毫秒雷管
台阶分层法开挖采用中空斜眼掏槽,空眼为2个,眼径为45mm,采用非电毫秒雷管、导爆管起爆。
Ⅴ级围岩上台阶钻爆参数表
段别
炮眼名称
眼深cm
眼数
每孔药卷数量
每孔药量kg
药量kg
备注
中空眼
100
2
Ф45
1
掏槽眼
100
6
4
0.6
3.6
Ф32
3
辅助眼
80
27
3
0.45
12.15
5
辅助眼
80
20
3
0.45
9
7
辅助眼
80
23
3
0.45
10.35
9
辅助眼
80
27
3
0.45
12.15
11
周边眼
80
46
1
0.15
6.9
Ф25
13
底板眼
100
17
4
0.6
10.2
Ф32
开挖面积(m2)
95.12
炮眼个数
164
比炮眼数(个/m2)
1.724
总装药量(kg)
64.35
比耗药量(kg/m3)
4.72
台阶法开挖采用中空斜眼掏槽,空眼为2个,眼径为45mm,采用非电毫秒雷管、导爆管起爆。
Ⅴ级围岩下台阶钻爆参数表
段别
炮眼名称
眼深cm
眼数
每孔药卷数量
每孔药量kg
药量kg
备注
1
底板眼
100
40
5
0.75
30
Ф25
3
辅助眼
80
11
3
0.45
4.95
Ф32
5
辅助眼
80
13
3
0.45
5.85
Ф32
7
辅助眼
80
13
3
0.45
5.85
Ф32
9
辅助眼
80
13
3
0.45
5.85
Ф32
开挖面积(m2)
59.4
炮眼个数
90
比炮眼数(个/m2)
1.515
总装药量(kg)
52.5
比耗药量(kg/m3)
0.34
Ⅳ级围岩上台阶钻爆参数表
段别
炮眼名称
眼深cm
眼数
每孔药卷数量
每孔药量kg
药量kg
备注
中空眼
270
2
Ф45
1
掏槽眼
270
4
10
1.5
6
Ф32
3
辅助眼
270
27
10
1.5
40.5
5
辅助眼
270
20
9
1.35
27
7
辅助眼
270
23
9
1.35
31.05
9
辅助眼
250
27
8
1.2
32.4
11
周边眼
250
46
7
1.05
48.3
13
底板眼
270
17
10
1.5
40.5
Ф32
开挖面积(m2)
95.12
炮眼个数
164
比炮眼数(个/m2)
1.724
总装药量(kg)
225.75
比耗药量(kg/m3)
0.54
台阶法开挖采用中空直眼掏槽,空眼为2个,眼径为45mm,采用非电毫秒雷管、导爆管起爆。
Ⅳ级围岩下台阶钻爆参数表
段别
炮眼名称
眼深cm
眼数
每孔药卷数量
每孔药量kg
药量kg
备注
1
底板眼
480
40
13
1.95
78
Ф32
3
辅助眼
480
11
12
1.8
19.8
5
辅助眼
480
13
12
1.8
23.4
7
辅助眼
480
13
12
1.8
23.4
9
辅助眼
480
13
13
1.8
23.4
开挖面积(m2)
59.4
炮眼个数
90
比炮眼数(个/m2)
1.515
总装药量(kg)
168
比耗药量(kg/m3)
0.3
3)装药结构
炸药采用Φ32mm×200mm(250g)和Φ25mm×200mm(150g)的EL系列乳化油炸药。
装药时周边眼采用间隔装药,其余炮眼采用连续装药。
如下图:
4.4钻爆作业技术要求
1)钻眼要求
A光面爆破的要求
①残留炮孔痕迹,在开挖轮廓面上均匀分布。
炮孔痕迹保留率:
硬岩不少于80%,中硬岩不少于70%,软岩不少于50%。
②相邻两孔之间的岩面平整,孔壁无明显的爆破裂隙。
③相邻两孔之间出现的台阶形误差不大于150mm。
B钻爆作业必须按照爆破设计进行钻眼、装药、接线和引爆。
C钻眼前绘出开挖断面中线、水平和断面轮廓,并根据爆破设计标出炮眼位置,经检查符合设计要求后方可钻眼。
D钻眼符合下列要求:
①掏槽眼:
深度、角度按设计施工,眼口排距、行距误差均不得大于5cm。
②辅助眼:
深度、角度按设计施工,眼口排距、行距误差均不得大于10cm。
③周边眼:
开眼位置在设计断面轮廓线上,允许轮廓线调整,其误差不得大于5cm;炮眼方向可以3~5°斜率外插,眼底不超出开挖断面轮廓线10cm,最大不超过15cm。
④内圈炮眼至周边眼的排距误差不大于5cm,炮眼深度超过2.5m时,内圈炮眼与周边眼用相同的斜率钻眼。
2)装药
A装药前应对作业场地、爆破器材堆放场地进行清理,装药人员应对准备装药的全部炮孔进行检查。
B从炸药运入现场开始,应划定装运警戒区,警戒区内应禁止烟火,禁止与金属构件接触;搬运爆破器材应轻拿轻放。
C各种爆破作业都应做好装药原始记录。
记录应包括装药基本情况、出现的问题及处理措施。
D照明
①爆破装药现场采用放爆灯具进行照明。
爆破期间除引爆电路外,所有动力及照明电路均应断开或改移到距爆破点不小于50m的地点。
②爆破装药用电灯照明时,在作业现场或洞室内使用电压不高于36V的照明器材。
E人工装药
①炮孔装药,应使用木质或竹制炮棍。
②装药发生卡塞时,若在雷管和起爆药包放入之前,可用非金属长杆处理。
装入起爆药包后,不应用任何工具冲击、挤压。
③在装药过程中,不应拔出或硬拉起爆药包中的导火索、导爆管、导爆索和电雷管脚线。
3)填塞
A爆破装药后都应进行填塞,不应使用无填塞爆破。
B不应使用石块和易燃材料填塞炮孔。
C不应捣鼓直接接触药包的填塞材料或用填塞材料冲击起爆药包。
D分段装药的炮孔,其间隔填塞长度应按设计要求执行。
E发现有填塞物卡孔应及时进行处理(可用非金属杆或高压风处理)。
4)爆破警戒、信号
A装药警戒范围由现场领工员确定,装药时应在警戒区边界设置明示标志并派出岗哨。
进行爆破时所有人员必须撤至不受有害气体、振动及飞石伤害的警戒区外,并设置安全警戒:
一般距爆破工作面距离不少于200m。
B执行警戒任务的人员,应按指令到达指定地点并坚守工作岗位。
C预警信号:
该信号发出后爆破警戒范围内开始清场工作。
D起爆信号:
起爆信号应在确认人员、设备等全部撤离爆破警戒区,所有警戒人员到位,具备安全起爆条件时发出。
起爆信号发出后,准许负责起爆的人员起爆。
E解除信号:
安全等待时间过后,检查人员进入爆破警戒范围内检查、确认安全后,方可发出解除爆破警戒信号。
在此之前,岗哨不得撤离,不允许非检查人员进入爆破警戒范围。
F各类信号均应使爆破警戒区域及附近人员能清楚地听到或看到。
5)爆后检查
A爆后检查等待时间:
爆破后,经通风吹散炮烟、检查确认井下空气合格后,等待时间超过15min,方准许作业人员进入爆破作业地点。
B爆后检查内容
①确认有无盲炮;
②有无冒顶、危岩,支撑是否破坏,炮烟是否排除。
C处理
①检查人员发现盲炮及其他险情,应及时上报或处理;处理前应在现场设立危险标志,并采取相应的安全措施,无关人员严禁接近。
②发现残余爆破器材应收集上缴,集中销毁。
6)盲炮处理
A处理盲炮前应由领工员定出警戒范围,并在该区域边界设置警戒,处理盲炮时无关人员不准许进入警戒区。
B导爆索和导爆管起爆网路发生盲炮时,应首先检查导爆管是否有破损或断裂,发现有破损或断裂的应修复后重新起爆。
C不应接出或掏出炮孔中起爆雷管。
D盲炮处理后,应仔细检查爆堆,将残余的爆破器材收集起来销毁;在不能确认爆堆无残留的爆破器材之前,应采取预防措施。
E盲炮处理后应由处理者填写登记卡片或提交报告,说明产生盲炮的原因、处理的方法和结果、预防措施。
F浅孔爆破的盲炮处理
①可打平行孔装药爆破,平行孔距盲炮不应小于0.3m。
为确定平行炮孔的方向,可以盲炮孔口掏出部分填塞物。
②可用木、竹或其他不产生火花的材
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