隧道施工质量控制点及施工组织设计Word下载.doc
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根据开挖揭示的实际地质状况,Ⅲ级围岩可采用台阶法或三台阶临时仰拱法施工;
Ⅳ级围岩可采用三台阶临时仰拱法或CRD法施工;
Ⅴ级围岩可采用CRD法或CD法施工。
具体见图5-2隧道主要开挖方法及适用围岩类型。
3.1.2.1台阶法开挖
Ⅲ级围岩地段采用台阶法开挖。
台阶法开挖顺序见图5-3。
机械配备自制多功能作业台架人工钻孔、装药,YT-28凿岩机配合,光面爆破,ZLC50侧卸装载机装碴,5t自卸汽车运输。
Ⅲ级围岩上下台阶每循环进尺2.5m。
掏槽方式:
上台阶采用双中空直眼掏槽。
装药结构:
周边眼采用空气柱间隔不耦合装药,光爆药卷每隔一定距离绑扎在定位竹片上,导爆索连接。
炮眼均用炮泥堵塞,长度不小于20cm。
其它眼采用连续装药方式。
炮眼直径d取42mm。
炮眼深度L=2.5m,掏槽孔比其它孔深0.2~0.5m。
选用Φ25mm药卷(长165mm,80g/卷)。
周边眼距E与抵抗线W:
E取60cm。
②中台阶
(1)滞后①2.0m弱爆破开挖②部;
(2)喷8cm厚混凝土封闭掌子面;
(3)中台阶周边部分初喷4cm厚混凝土;
(4)接长型钢钢架,并设锁脚锚杆;
(5)钻设径向锚杆、挂网后复喷混凝土至设计厚度;
(6)喷射临时仰拱C20混凝土至设计厚度。
③下台阶
(1)滞后②2.0m弱爆破开挖③部;
(3)周边及隧底部分初喷4cm厚混凝土;
(4)接长I16型钢钢架;
(5)安装隧道底部I16型钢钢架;
(6)钻设拱墙部径向锚杆、挂网后,复喷拱墙及隧底混凝土至设计厚度。
④仰拱施工根据监控量测结果分析,待初期支护收敛后,灌注④部边墙基础与仰拱及隧底填充(仰拱与隧底填充分次施工)。
⑤拱、边墙二次衬砌利用衬砌模板台车一次性灌注⑤部衬砌(拱墙衬砌一次施作)。
表3-3三台阶临时仰拱法开挖施工步骤说明
3.2一般施工工艺要点
3.2.1爆破施工要点
钻爆作业是隧道施工的关键技术,直接影响隧道的施工进度、安全和经济效益,同时对开挖断面的准确成型,保护围岩的稳定性至关重要。
根据新奥法的原则和本隧道的地质条件,决定针对不同的岩性和开挖方式,事先进行钻爆设计,采用光面爆破,下台阶开挖采用预裂爆破。
爆破设计是实施光面爆破技术的基础,光面爆破设计参数的选定,与围岩级别、岩体结构、岩性、断面尺寸和形状、爆破材料,以及施工机具密切相关,在现场试验和施工实践的基础上,不断优化,逐渐形成规范化、标准化施工,通过全过程的信息化监控,才能取得理想的效果。
钻爆作业的主要机械设备和材料:
钻孔凿岩以自制台架为主,配备YT28风钻(Φ42mm),炸药选用2号硝胺炸药,Φ32普通药卷和Φ25光爆药卷,非电毫秒雷管。
在对隧道地质围岩、岩体结构探测完成、爆破设计方案以及主要机械设备和材料确定后,再结合本隧道开挖工作区,合理配置专业化施工班组进行专业化、机械化的施工。
钻孔作业严格控制每一道工序的质量。
炮眼眼底位置的控制,直接影响爆破效果,其中掏槽眼布置的准确性更为重要;
布置炮眼时先布置掏槽眼,然后根据地质情况及开挖断面的大小均匀布置辅助眼和周边眼;
开挖断面较大时,按上稀下密,适当加眼,中部均匀分布的原则布置辅助眼和周边眼。
台架钻眼时台架就位要准确,事先划定区域,并按炮眼编号顺序进行钻孔,以免相互干扰和错钻、漏钻,有利于检查钻孔质量,提高钻孔速度。
开钻要严格按照标定的眼位施钻,钻杆垂直,角度偏差控制在3°
以内,成眼达到直、平、齐要求。
按设计布眼钻孔,当受节理、裂隙影响时可稍稍移动孔位,顶眼只能左右移动,帮眼只能上下移动,周边眼轮廓的放线误差控制在±
1cm,孔口开眼误差:
Ⅳ级围岩深眼可从轮廓线偏移5cm,周边眼外插角的角度误差,浅眼以0.03的斜度外插,方向与轮廓线法线方向一致。
直:
先钻上方标准孔,插上炮杆,使侧墙孔在同一条垂线上。
平:
周边炮眼要相互平行。
齐:
使各炮眼底落在同一平面上,钻孔深度要根据掌子面的起伏“凸”加、“凹”减。
根据要求的钻孔深度做好标记,使孔底落在同一平面上,周边眼孔深不超过掏槽眼孔深。
装药注意事项
根据需要长度,直接使用工厂已装配好带导爆管的非电毫秒雷管,保护好雷管段数标记。
加工起爆药卷时,保护好雷管段数标签或标记。
将不同数的起爆药卷分开装箱,以便装药时按照起爆顺序“对号入座”。
向炮眼装药时,避免导爆管损坏。
装药时,分段从上到下进行,以免落石砸断或打破导爆管引起瞎炮。
采用簇联或用连接块连接各孔的导爆管,对导爆管部位予以防护,放到安全地点,以防落石或其它坠物打击。
在所有非必须的机具、设备撤离爆破面之后,才开始连结网路。
连结尽可能靠近眼孔,尽量缩短孔外网路,连结整齐,便于直观检查网路。
连结系统应尽量短,不要拉细、打结,避免导爆管、连结块受损坏等。
为了保证安全、可靠的起爆,起爆雷管的导火索最短长度不小于1.5m,起爆雷管应包扎在离导爆管自由端不小于10cm处。
整个网路的起爆,使用普通引线8号火雷管。
网路连结好后,认真检查连结是否正确,是否每个眼孔的起爆药卷都包括进去了,是否每个簇联或连结块内都有引爆雷管。
当使用孔外延期控制时,检查各连结点雷管的段数是否符合设计。
起爆后,发现瞎炮时,先查明原因,因孔外导爆管损坏引起的瞎炮,可以切去损坏部分,重新连接导爆管,再行起爆。
此时,接头尽量靠近孔眼位置。
因孔内导爆管损坏或是导爆管本身问题引起的瞎炮处理应按照国家标准《爆破安全规程》中有关规定进行。
装药堵塞技术要求
炸药量的分配根据炮眼填装系数进行,采用直眼掏槽可适当增加10~20%,保证掏槽效果,分配完后,安装整卷或半卷药的档次调整。
用炮泥机制作炮泥,成分为泥土、砂和水;
合理的重量百分比为土:
砂:
水=70~80:
8~10:
13~20,最小密度达到1.90g/cm3并具有较好的柔软性,炮眼堵塞长度不小于30cm,深孔爆破时不小于40cm。
5.2.2开挖质量检验标准
超欠挖:
爆破后的围岩面应圆顺平整无欠挖,超挖量应控制在规范允许以内;
炮眼残留率:
硬岩达到80%以上,中硬岩达到60%以上;
对围岩的破坏程度:
爆破后围岩上无粉碎岩石和明显的裂缝,也不应有浮石,炮眼利用率大于90%。
3.2.3装碴运输
出碴方式根据实际情况采用无轨方式,作业面装碴设备采用侧卸式装载机1台,自卸式汽车6台,用于出碴运输。
将弃碴倒运到设计指定的永久的弃碴场。
3.2.4超前及初期支护
3.2.4.1超前锚杆
锚杆采用Φ25mm中空注浆锚杆,YT28型风枪钻孔,自制台架作操作平台,自制台架就位后,先接1根长3m的锚杆试钻,试钻时注意水压的调整。
锚杆按放样位置和角度钻进。
钻进中随时做好记录。
锚杆达到设计深度后,将止浆塞套进钻杆尾部,拧紧螺母封堵孔口后,用快速接头连接杆尾和注浆管,然后开始注浆,达到预定的压力为至。
当天钻进锚杆后即安排压浆锚固,使围岩与锚杆尽快形成整体,起到锚固作用。
浆液达到强度后,安装钟形托板,垫板面紧贴喷混凝土层,上紧锚杆端螺母。
锚杆体为注浆管,压注浆液后不仅能锚固杆体,注浆压力较大时部分浆液会渗入锚孔的裂隙中,起到加固围岩的作用。
其施工工艺流程见图3-8。
采用锚杆钻机钻孔,ZTGZ-60/120注浆泵注浆。
图3-8中空注浆锚杆施工工艺流程图
3.2.4.2超前小导管
超前小导管外径为Φ42mm,厚3.5mm的热轧无缝钢管,长度L=3.5m钢管管身带Φ10mm注浆孔,前端成尖锥状,尾部焊Φ6mm箍筋。
环向40cm,沿隧道开挖轮廓线单排布置,纵向搭接长度不小于1.0m,外插角5~10°
(如图5-9),钻孔采用YT28型风枪钻孔,钻孔深度不小于3.2m,钻孔直径比钢管直径大3~5mm。
小导管用锤击或钻机顶入,顶入长度不小于3.15m,并用高压风将管内砂石吹出。
小导管安装后,用快凝水泥砂浆封堵孔口及周围裂隙,必要时在附近喷混凝土。
水泥浆使用水泥净浆搅拌器造浆,用注浆泵注浆,孔口混合器全孔一次压注。
注浆顺序:
先注无水孔,后注有水孔;
先注小水孔,后注大水孔。
注浆压力控制:
注浆压力以孔口压力表显示值为准,通过注浆泵控制调节,确保注浆安全。
泵量:
一般要求泵量不小于出水量,尽量用大泵量注浆。
如发现有脱落的石块或混凝土块被钢筋网架住时,及时清除。
突然断水或断料时,喷头迅速移离受喷面,严禁用高压风或水冲击尚未终凝的混凝土。
小导管施工工艺如图3-10。
图3-9Φ42小导管布置图
3-10小导管施工工艺框图
3.2.4.3砂浆锚杆施工工艺
砂浆锚杆钻孔采用YT28型风枪钻眼。
孔眼方向垂直于岩面,钻孔直径大于锚杆直径15mm。
为层状岩体时,锚杆与层面大角度相交。
采用砂浆锚杆时,根据设计要求截取杆体并整直和除锈,在杆体外露端加工成螺纹,以便安装垫块及螺母,在杆体每隔1m设隔离件,以使杆体在孔内居中,保证有足够的保护层。
锚杆注浆安装前先做好材料、机具、脚手平台和场地准备工作,注浆材料使用标号不小于32.5级水泥,粒径小于3mm的砂子,水灰比为0.4~0.45。
边墙和底部砂浆锚杆作业程序是:
先注浆,后放锚杆。
具体操作是:
先用水和稀浆湿润管路,然后将已调制好的砂浆倒入泵内,将注浆管插至锚杆孔底,将泵盖压紧密封,一切就绪后,慢慢打开阀门开始注浆,在气压推动下,水在前,砂浆在后,水湿润泵体和管路,引导砂浆进入锚杆孔中,随着砂浆不断压入孔底,注浆管缓缓退出眼孔,直至砂浆注满眼孔后,立即把锚杆插入眼孔,接着用推、锤击方法,把锚杆插至孔底,用木楔塞紧孔口,防止砂浆流失。
注浆压力保持在0.2MPa。
压注浆时,密切注视压力表,发现压力过高,立即停风,排除堵塞。
锚杆孔中需注满砂浆,发现不满时需拔出锚杆重新注浆。
注浆管不准对人放置,注浆管在未打开阀门前,不准搬动,关启密封盖,防止高压喷出物射击伤人。
用掺速凝剂砂浆时,一次拌制砂浆数量不应多于3个孔,以免时间过长,使砂浆在泵管中凝结。
3.2.4.4径向注浆工艺
DIK1591+960~980、DIK1592+190~+210两段发育断层,采用3m径向小导管注浆,径向注浆施工工艺流程见图6-24。
钻孔采用YT28型风枪钻孔,钻孔深度不小于3.2m,钻孔直径比钢管直径大3~5mm。
小导管用锤击或钻机顶入,并用高压风将管内砂石吹出。
导管安装后,用快凝水泥砂浆封堵孔口及周围裂隙,必要时在附近喷混凝土。
注浆两侧对称进行,采用梅花型跳槽间隔注入。
注浆分次进行,根据设计注浆量和临近导管出浆情况来控制注浆效果。
3.2.4.5挂钢筋网
钢筋网在洞外进行加工,网片大小以方便安装为原则,在洞内由人工进行网片拼装。
钢筋网按受喷面起伏铺设,安装时用电焊点焊固定在钢架及锚杆外露头上,以防喷射砼时晃动。
钢筋网与受喷面的间隙以3~5cm左右为宜,混凝土保护层大于2cm。
网片间搭接长度不小于20cm。
3.2.4.6格栅钢架
钢架在洞外的加工场内进行加工,加工前格栅钢架按设计单元,按1∶1比例进行放样,确定主要杆件下料尺寸。
设立1∶1胎模加工工作台,分单元加工,运至现场安装。
安装时各单元采用钢板-螺栓连接。
加工时,要求做到尺寸准确,弧形圆顺,允许偏差为:
拱架矢高及弧长+20mm,架长±
20mm,断面尺寸允许偏差为±
20mm,扭曲度为20mm。
;
焊接(或搭接)长度要满足规范要求;
焊接成型时,沿刚架两侧对称进行,接头处要求相邻两节轴线一致,连接孔位置要准,以保证连接准确。
格栅拱架加工后要试拼,无扭曲翘曲现象,接头连接要求每榀之间可以互换。
工字钢架利用定位胎架焊接成型,因工字钢截面刚度大,利用冷弯台座逐榀弯制胎型,而后焊接接头钢板并进行试拼,经检查加工拱度满足要求后存放于构件场备用。
钢架利用平板车运进洞内,人工逐榀安装,必要时采用装载机配合安装。
安装时使段与段之间的连接板结合紧密,不留有缝隙,钢架轴线应竖直对正,误差太大或焊接质量达不到要求的钢架严禁使用。
格栅拱架施工工作内容包括定位测量、安装前的准备和安设。
定位测量:
准确地定出安设于曲线上的每榀钢架的位置。
首先测定出线路中线,确定里程,然后再测定其横向位置及高程。
格栅钢架设于曲线上,安设方向按该点的法线方向。
直线地段,安设方向与线路中线垂直,上下、左右偏差小于±
5cm,倾斜度小于2°
。
安设前的准备工作:
运至现场的单元钢架分单元堆码,安设前进行断面尺寸检查,及时处理欠挖侵空部分,保证钢架安设。
钢架外侧有不小于5cm的喷射混凝土,安设拱脚或墙脚前,清除垫板下的松碴,使其置于原状岩石上,在软弱地段,可采用拱脚垫钢板的方法避免拱脚下沉,拱墙脚应保持水平。
为保证钢架置于稳固的地基上,在钢架基脚部位预留0.15~0.20m原地基,架立时挖槽就位。
钢架与岩面间安设鞍形或楔形混凝土垫块,复喷砼包裹,且保护层厚度不小于4cm,确保钢架与岩面密贴及受力良好。
格栅钢架安设:
钢架按设计位置安设,钢架与封闭混凝土之间尽量紧贴。
在安设过程中,当钢架与围岩之间有较大间隙时设垫板,垫板数量不大于10个,两排钢架间沿周边每隔1m用纵向钢筋联接,形成纵向连接体系,使其成为一体,以改善受力状态。
施工工艺见图5-12。
钢架安装完成后,和与之相接触的锚杆头焊接,使之成为整体结构。
格栅钢架架设在与隧洞轴线垂直的平面内,安装位置允许偏差为:
与线路中线位置支距不大于30mm,垂直度5%。
格栅钢架保护层厚度大于25mm,其背后必须保证喷射混凝土密实。
格栅钢架安设正确后,为保证钢架整体受力,钢架间设置纵向钢筋连接,连接筋与钢架的连接点焊接牢固,并与锚杆焊接成一整体。
图3-12格栅钢架施工工艺图
3.2.5喷射混凝土
3.2.5.1原材料要求
水泥选用普通硅酸盐水泥,标号不低于32.5级,细骨料采用坚硬耐久的中砂或粗砂,细度模数宜大于2.5,含水率控制在5%~7%。
粗骨料采用坚固耐久的碎石或卵石,粒径不宜大于15mm。
速凝剂掺量一般为水泥用量的2~4%。
掺有速凝剂的混合料的有效时间不得超过20min。
3.2.5.2喷射前准备工作
喷射混凝土前要对喷射面进行净空检查,检查要先复核中线及高程,在确保中线高程准确后,用激光断面检测仪检查开挖断面,认真做好记录,只有在确认断面不存在欠挖的情况下方能进行喷射作业。
喷射混凝土配合比,符合混凝土强度和喷射工艺要求,并通过试验确定。
拆除障碍物。
清除受喷面松动岩石及浮碴,并用射水或高压风清洗岩面。
制作钢筋网片时,首先清除污垢。
安装的钢筋网片距喷面不小于3cm,钢筋与锚杆联结牢固。
机具设备及三管二线进行检查和试运转。
喷射地段有漏、滴、渗水现象时,及时处理,采取堵、截、排等手段,使喷射面无淋水、滴水现象,以保证混凝土与岩面的粘结。
3.2.5.3喷射工艺及要点
采用JZ-5型湿喷机进行喷射砼施工。
喷射砼分段、分片自下而上顺序进行,每段长度不超过6m。
采用湿喷机进行喷射砼作业,喷射时,喷嘴正对受喷面作均匀顺时针方向螺旋形划圈转动,螺旋直径20~30cm,以使砼喷射密实。
喷嘴与受喷面尽量保持垂直,同时与受喷面保持一定的距离,其距离取0.6~1.2m为宜。
当岩面有较大坑洼时,先喷凹处找平。
喷射时在砼内插入长度大于设计厚度60mm的铁丝,每1~2m一根,以便检验喷层厚度。
后一层喷射在前层砼终凝后进行,新喷射的砼按规定洒水养护。
喷射作业应分片进行,喷射顺序自下而上进行。
喷射砼分初喷、复喷两次达到设计厚度。
湿喷砼要求初喷厚度控制在3cm以上,复喷砼时应达到设计厚度要求。
后一层喷射在前一层混凝土终凝后进行。
喷射时保持良好的工作性能,喷射时先给风、再开机、后送料;
结束时先停机、后关风;
喷射时工作风压应满足喷射机工作风压的压力要求。
进行喷射砼作业,要有良好的通风及照明,确保喷射面的可见度性及作业面空气清新以便能及时观察作业面的质量及厚度。
严格控制水灰比,混凝土喷射层呈湿润光泽状,粘塑性好,无斑或流淌现象。
混凝土终凝后2h,立即开始洒水养护,养护日期不得小于14d,洒水次数以能保持混凝土充分湿润为度。
3.2.5.4设有格棚钢架喷混凝土符合下列要求
钢架与围岩之间的间隙用喷射混凝土充填密实。
喷射顺序,从下向上对称进行,先喷射钢架与围岩之间空隙,后喷射钢架之间混凝土。
钢架全部被喷射混凝土所覆盖,保护层厚度不得小于4cm。
在有水地段进行喷射作业时,采取下列措施:
喷射时,先从远离出水点处开始,再逐渐向涌水点逼近,将散水集中,安设导管,将水引出,再向导管逼近喷射。
当涌水严重时,设置泄水孔,边排水边喷射。
3.2.6洞身衬砌
隧道二次衬砌在洞室收敛变形趋于稳定后及时施做。
二次衬砌采用HBT60砼输送泵配合自行式液压模板台车全断面施工,模板台车刚度、强度、稳定性及模板表面的光滑程度均符合砼衬砌的质量要求。
2-HZS100搅拌机砼自动计量拌和站集中生产,砼运输罐车运送砼至浇筑地点,砼输送泵压入模板内,插入式捣固棒配合附着式振捣器捣固。
仰拱、铺底采用仰拱栈桥,紧跟开挖面、超前二衬施工。
在防水板铺设后及时进行衬砌施工。
钢筋在洞外钢筋棚内加工、弯制,在洞内进行焊接绑扎。
结构钢筋采用搭接焊,搭接长度不小于规范要求,定位钢筋连接采用细铁丝绑扎牢固。
在骨架钢筋的节点处加设混凝土小垫块,以防止混凝土浇筑时钢筋外露。
为防止出现偏压,从两侧对称分层灌注,每层浇筑厚度小于0.5m,混凝土灌注连续不中断进行,缝隙全部填满、填实。
混凝土连续养护时间不少于14d。
灌筑前出去喷层或防水层表面灰粉并洒水润湿。
灌筑混凝土应振捣密实,防止收缩开裂,按照封顶工艺施作确保拱顶混凝土密实。
二衬混凝土采用一次灌注砼至水沟底的方法,不留矮边墙。
具体台车见图3-14衬砌台车图。
衬砌台车采用型钢加工,采用液压式自行行走,用油顶和丝杆进行台车模板伸缩调整控制。
台车顶部预留3个拱顶砼灌注孔,中心和两端各2m处各预留一个。
两侧边模各开设两排天窗进行砼浇注和观察,台车两侧边墙及拱腰位置分别安装7台1500W附着式振动器共14台。
砼振捣时主要采用安装在台车两侧边墙和拱部的附着式振动器进行捣固,必要时用插入式捣固棒辅助捣固。
砌台车在生产车间加工完后,在隧道洞外场地组装试拼,我分队组织工程技术人员对衬砌台车进行一次初验。
对台车的刚度、结构尺寸、钢构件焊接质量、模板缝、千斤顶、丝杆以及台车上机械运转情况进行一次全面的检查。
检查合格后,将台车推入洞内,在清理好的初支仰拱上铺设枕木和走行钢轨,在台车全部设备安装调试完毕合格后,报监理进行最后验收。
二次衬砌混凝土施工机械布置图见图3-15。
3.2.6.1原材料要求
水泥:
防水砼要求所使用的水泥的标号不得低于32.5级,结合本隧所处的水文地质条件,衬砌所用水泥选用普通硅酸盐水泥。
粗细骨料:
砂采用中砂,其细度模数不得小于2.6,当砂中小于0.15mm的颗粒不足时,采用添加砂石总量2~6%的粉煤灰,以改善砂石级配,提高砼的抗渗性能。
石子的最大粒径不得超过40mm,其质量符合有关规范要求。
水:
饮用水或无侵蚀性的洁净水。
外加剂要求:
减水剂在混凝土拌合水中预溶成一定浓度的溶液,再加入搅拌机搅拌。
为减少水化热的产生,施工时在混凝土中掺入部分粉煤灰,粉煤灰采用Ⅰ级标准,以提高混凝土的和易性。
各种外加剂进场后需抽样进行试验,确保其各项性能指标符合结构质量要求。
3.2.6.2砼的入模灌注
砼的入模采用
HBT60输送泵。
模板台车就位并安设挡头板后即可进行砼的灌注。
灌注砼之前,钢模板台车外表面需涂抹脱模剂,以减少脱模时的表面粘力。
灌注砼时,先从台车模板最下排工作窗口进行灌注砼,灌注砼至砼快要平齐工作窗口时,关闭工作窗,然后从第二排工作窗口进行灌注砼,依次类推,最后于拱顶输料管处关闭阀门封顶。
3.2.6.3保证拱顶填充密实措施
对拱顶部位混凝土采用合适的水灰比,减少运输时间,防止坍落度损失,以保证混凝土良好的泵送性能,防止输送过程中堵管。
灌注过程中加强捣固,防止漏捣、过振。
灌注顺序从两侧拱脚向拱顶对称进行,间歇及封顶的层面应成辐射状。
同时加强施工中的动态管理,出现问题,及时处理。
在模板台车上预留观察(注浆)孔,间距4~5m,观察孔用Φ50mm的锥形螺栓紧密堵塞,混凝土初凝后拧开螺栓,探测拱顶是否回填密实,如果有空洞,在砼具有一定强度后且于模板拆除前压浆回填。
如果混凝土灌注过程中拱顶回填不满,采取二次插管浇注的方法,在挡头板位置预留排气孔,由内向挡头板方向压灌混凝土。
在挡头板处,拱腰线以上预埋注浆管,间距3m,如果发现有空洞,在砼具有一定强度后且于模板拆除前压浆回填,详见图5-16。
3.2.7仰拱施工
仰拱紧跟下台阶工作面施工是喷锚构筑法施工的主要原则之一,初期支护尽早封闭成环,对控制围岩过大变
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