【顶管方案】市政道路污水顶管专项施工方案(附CAD图)

来源:新西兰留学 发布时间:2020-08-18 点击:

  X XX 区 X XXXX 路 一期( (X XX 段) ) 市政工程

 0 DN1200 污水顶管 专项施工方案

 XX

 X XX 路 工程项目部

 第一章

 编制原则、依据

 一

 、编制原则

 1、严格按照规范化,规范化管理。确保工程结构强度,使用功能,外观整洁美观。

 2、严格执行国家及行业有关规定,规范标准及法规。

 3、符合施工区域总体规划和环境保护、文明施工的要求。

 4、在保证工程施工安全、质量的基础上,确保工期,降低造价。

 5、采用成熟的施工管理方法,施工工艺、施工设备和施工材料,增加科技含量,使本工程做到安全可靠,经济实用。

 二

 、编制依据

 1、XX 公司设计图纸; 2、施工区域的水文、地质勘查资料; 3、《埋地塑料排水管道施工》(04S520 图集); 4、《给排水管道工程施工及验收规范》(GB50268-2008); 5、《市政排水管道工程及附属设施图集》(06MS201); 6、《建筑基坑支护技术规程》(JGJ10-99); 7、《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-2005); 8、《给水排水构筑物工程施工及验收规范》(GB50141-2008); 9、《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009);

 10、《湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程》(JGJ167-2009)。

 第二章

 工程概况及平面布置图

 一

 工程概况

 1 1 、一般事项 1)、工程名称:陕西省 XX 区 XXXX 路一期(XX 以北段)市政工程 2)、工程地点:XX 区 XX 3)、建设单位:陕西省 XX 区 XX 管委会 4)、设计单位:XX 公司 5)、监理单位:XX 公司 6)、施工单位:XX 公司 2 2 、工程概要

 本标段污水管道工程,北起 XX 大道,由北向南铺设,南至拟建的 XX 南路与已设计污水管道接通,最终进入规划的 XX 第二污水处理厂,根据图纸所示,污水管总长度约 4300 米,管径 DN400~DN1200。本 工 程 原地面高程386.3~393.8m 间,污水管内底高程 378.3~385.2m,基坑开挖 6~8 米深。本工程的顶管整体位于黄状土层中,同时管道整体位于慢车道下,对路面沉降要求严格。

 我施工项目部已成功完成多个顶管施工工程,对顶管工程进行了不断的的摸索和实践,积累了许多宝贵的经验。

 1)、污水管具体井位段施工划分如下:

 ① 、 W1~W37 井 位 段 采 用 大 开 挖 形 式 进 行 管 道 铺 设 , 管 材 采 用DN400~DN600HDPE 双壁波纹管(环刚度 SN12.5),承插式胶圈接口,长度约为 1839 米。

  ②、W37~W52 井位段采用大开挖形式进行管道铺设,管材采用 DN800 玻璃钢夹砂管(环刚度 10000KN/m2 ),承插式胶圈接口,长度约为 845 米。

 ③、W52~W67 井位段采用顶管施工,管材采用 DN1200 钢承口III 级钢筋混凝土管道,F 型接口,长度约为 900 米。

 ④、W67~W78 井位段采用大开挖形式进行管道铺设,管材采用 DN1200 玻璃钢夹砂管(环刚度为 10000KN/m2 ),承插式胶圈接口,长度约为 690 米。

 2)、工作坑及接收坑数量 根据图纸所示,全线共计 8 座工作井,8 座接收井。

  3)、顶管平面位置 顶管位于西侧慢车道上,管中心距路中心 14.5 米处,渠化段管中心距路中心 17.0 米处。

 4)、污水检查井形式 ①、W1-W36、W57-1 检查井采用¢1000 砖砌圆形污水检查井,合计 37 座。

 ②、W37-W42 采用¢1500 砖砌圆形污水检查井(盖板式),合计 6 座。

 ③、W43-W52 采用¢1500 圆形混凝土污水检查井,合计 9 座。

 ④、W52 检查井采用竖槽式混凝土跌水井,计 1 座。

 ⑤、W53-W77 采用 2700*1100 矩形钢筋混凝土检查井,合计 25 座。

 ⑥、W78 检查井采用阶梯式混凝土跌水井,计 1 座。

  5)、井筒采用 M10 水泥砂浆浆砌预制混凝土砌块。位于车行道范围内的检查井盖采用¢700 重型自调式球墨铸铁井、框盖。检查井砌筑严格按照国家标准图集及设计图纸进行。

 二、施工总平面布置图 1 1 、现场布置

 根据场地实际情况合理的进行布置,生活区、办公区与施工场地分开,设施设备按现场布置图规定位置存放。工作坑及接收坑施工区域均用彩钢板围护,全封闭施工。

 2 2 、道路和场地

 工作区内道路通畅、平坦、整洁,不乱堆乱放,无散落物;场地平整不积水,排水成系统,并畅通不堵;施工废料集中堆放,及时处理。

 3 3 、材料堆放

 砂石分类堆放,砌体料归类成垛,管材堆放整齐,标识清晰。

 4 4 、周转设备存放

 施工钢模、机具、器材等集中堆放整齐。专用钢模成套放置,专用钢模及配件、脚手扣件分类分规格,集中存放。

 5 5 、施工总平面布置图见附图

 三、地质、地下水分布情况

 现场地质情况,根据地质勘察报告,层底深度 3.20~-9.70m 间,普遍分布为黄土状土(粉质粘土),同时土层分布均匀,其土层物理力学性质良好,是理想的基础持力层,本次施工的顶管埋深介于 6.0~8.0m 间,土层满足顶管的施工的要求。但粉质粘土容易产生坍塌等现象,同时管道直径较大,管道埋设较深,纠偏困难,给施工过程增加了难度,并对施工质量控制和安全控制提出了更高的要求。

 2011 年 12 月底地下水勘察期间,实测场地地下水稳定埋深介于6.00~8.20m 之间,相应标高为 383.31~387.70m,属潜水类型,地下水位呈北高南低的趋势,表示场地地下水向南侧 XX 方向会流,根据现场情况,本次施工的顶管埋深介于 6.0~8.0m 间,处于地下水范围内,顶管施工时必须进行降水才能进行顶管的施工。

 四、基坑周边环境分布情况

 本工程的污水顶管基坑位于西侧慢车道上,距 XX 路路中心 14.5m,周围建筑物离开挖作业点较远,基坑对周边建(构)筑物基本无影响。

 第三章、施工方案

 一、

 施工准备工作

 1 1 、施工放线与测量 1)、根据开工前由业主组织勘测和设计人员到现场进行放线与测量交底,测量人员接到桩点后,做好桩位记录工作,并对施工范围内的测量标志采取可靠的保护措施,防止移位,下沉和损坏。

 2)、根据甲方提供的水准点,在施工范围内引测、设置临时水准点,引测的水准点闭合、复测并交监理复核。

 2 2 、临时设施

 1)、根据现场实际情况在施工区域内设置一材料仓库,堆放施工工具,水泥,注浆材料等,仓库底面高于地面标高,防止雨水浸泡材料。

 2)、管材堆放场地 管材堆放地要求平整,场地内部管节运输方便。

 3)、配电间 配电间设在施工现场区域干燥的地方,并远离人员操作场所,避免触电事故发生,用电与作业区附近村庄配电站协商接入电源。

 4)、施工排水 主要是生活废水及施工排水产生的水,一般可经简单的沉淀处理后直接排入附近的水体。

 5)、其它 根据现场施工需要,可设立其它临时设施以确保施工顺利进行。

 3 3 、 沿线障碍物及地下管线的前期调查

 本工程为新建工程,施工时应对现场进行现况调查,了解场地内各种地上、地下障碍物的情况,对地上、地下妨碍施工的线路进行标识,拟定方案,

 并办理必要的书面手续。

  沿线电力及通讯杆多而密,同时又临近村庄,地下管线也多,在基坑开挖及管道顶进过程中,基坑开挖土方坍塌容易对临近杆线造成碰坏,同时由于地下管线的隐蔽性,如果施工不加注意,很容易引起挖断、碰伤各种管线,从而引发燃气、自来水泄漏或者电力、通讯中断等事故。

 1)、施工前,根据工作坑的位置以及管道的走向,对沿线影响施工的各种管线进行调查,并向当地的各电力、通讯等部门询问,并记录备案。

  2)、防止挖断各种管线事故的基本安全要求:

  施工前,组织相关技术交底。明确地下管线走向及位置,并且对在施工范围内的管线作醒目、详细的标识。

  3)、做好地下管理线的保护工作,地下管线的物探,主动请有关单位到施工现场监护指导,对公用管线做到施工人员个个心中有数,并在有管线的地方竖立标牌,做好对新埋设的管线的保护工作。

 二、 材料的控制

  本次施工所用管材为 DN1200Ⅲ级钢筋混凝土钢承口管,顶管施工时会发生一些不可预见的因素,如遇见硬土层等,造成顶力的急剧上升,为了防止管道顶进时出现顶进不动现象,留有注浆口的管材按 30%控制进场(施工时管节按 2:1 进行,隔 2 节放入 1 节有注浆口的管材)。现场各种原材料及施工所需的材料、配件应准备充分,并已到达现场。工程所用材料根据现场实际情况灵活组织,按施工进度分期分批组织进场。

 三、施工原理 大口径机顶顶管施工原理主要是根据施工管道管径的大小,用 3cm 厚钢板卷成跟管道外径同样大小,并焊接成圆桶,用制作好的锋利的铁板在铁圆桶前方焊接成米字型,在设置好的工作坑中用液压顶将该铁桶往前顶,机械

 切割顶管土方,减少人员施工强度和危险性,同时减少大开挖对路面的破坏,在市政建设中得到广泛应用。

 四、工艺流程 1 、基坑开挖流程:

 准备工作─放线─基坑开挖 3m-5m 深─抄平放线、验线─支护─挖土─支护─观测─纠偏─支护─挖至设计标高。

 2 2 、设备安装流程:

 基坑底基础及后靠背安置─ 安装导轨──设置承压壁──安装主顶设备──安置起重机械──安置土方运输设备──安放顶进机头。

 3 3 、顶进工艺流程:

 井中心线测量放样──安装顶进机头与主顶装置──顶进管顶进,吊下一节管节──管节顶进──顶完第一节管,吊下一节管──管节拼装──顶力接近许用力──吊放中继环 ──同上继续再顶──出洞,顶管机与管节分离。

 五、工作井、接收井施工

 1 1 、顶管工作坑的选择和受力分析

  1)工作接收井的选择:

 根据顶进机具的性能以及管材强度及设计图纸要求等因素,确定每段顶进的长度及工作坑位置与数量。本工程每个井段最长约 70 米,每个工作坑可进行双向顶进,即由两个工作坑对顶,中间间隔一个接收井。

 根据我公司以往顶管施工的成功经验,在确保安全的前提下充分考虑工程进度、成本和对周围环境影响条件,根据本工程的特点,我们选择顶管工作井采用钢筋混凝土进行支付,接收井也采用逆作法钢筋混凝土进行支护。

 2 2 、工作井接收井尺寸计算

 1)、工作井 8 座 7m*4m 工作井深为 6.5—8.0m,工作井底部浇筑 C20 砼底座。为防止土机头下叩,待机头顶进 1 米时,连接第一节砼管,然后再继续顶进。因此工作坑长度计算如下:

 工作井总长 7m,钢筋混凝土后靠背厚 1.0m,钢板后靠 0.33m,油缸 2.45m,环形顶铁 0.3m,机头 1.65,操作余量(接拆管线、安装环形顶铁等)1.0m。

 工作井总宽 4m:管外径 1.44m,管两侧操作余量 1 m。

 工作井深度应符合下列要求:

 H 1 =h 1 +h 2 +h 3 H 1 —工作坑地面至坑底的深度(m)

 h 1 —地面至管底部外缘的深度 h 2 —管道外缘底部至导轨底面的高度 h 3 —基础及其垫层的厚度,但不应小于该处井室的基础及垫层厚度。

 2)、接收井 8 座

 接收井深 6.5—8.0 米,工作井总长 5.5m,宽为 4.0m,接收井尺寸主要考虑机头取出以及检查井砌筑,计算尺寸如下:

 双向接收坑:因机头 1.65m,前后进洞管按各 0.5 米计,操作余量 0.55 m,井内要砌筑检查井,检查井底板宽 2.2m,两侧操作余量各 0.5m。

 接收井深度:

 H 2 =h 1 +h 3 H 2 —接收坑地面至坑底的深度(m)

 3 3 、工作井、接收井施工技术

 工作井、接收井(逆作法钢筋混凝土支付)制作

 1)、场地平整

 首先将工作井现场场地进行平整、测量、放线、确定井区范围的障碍物与表层土挖出。

 2)、工作井、接收井的制作 工作井、接收井井壁采用两层¢14@15cm 钢筋制作,厚 40cmC30 商品混凝土现浇而成,钢筋混凝土连续墙分两次浇筑而成,每层高度控制在 3.0m 左右。

  3)、基坑开挖

 在工作井及接收井施工位置放样定位后,并开挖深约 4.0 米深的基坑,,工作坑内挖土采用人工配合机械进行挖掘,挖土须分层、对称、均匀地进行,一般在工作坑中间开始逐渐挖向四周,人工修整边坡,并保持基坑内平整,挖至一定深度后,将钢筋及模板平稳吊入,随即用人工钢筋绑扎,模板支护,模板支护应牢固,并保证钢筋的保护层厚度,支护完毕后随即采用 C30 商品砼进行浇筑作业,待混凝土强度达到设计强度的 70%以后,随即开挖基坑井当中的土方,挖土也采用人工配合机械进行挖掘,挖土须分层、对称、均匀地进行,一般在工作坑中间开始逐渐挖向四周,每层高 0.3-0.5m,沿井壁周围保留 0.3m 宽的土堤,然后沿井壁,向对面方向逐层、全面、对称、均匀的削薄土层,挖至设计标高时,随即进行钢筋绑扎,模板支护,支护完毕后随即采用 C30 商品砼进行浇筑作业,待混凝土强度达到设计强度的 70%以后,随即开挖另外侧立面的土方,开挖完成后也随即进行钢筋绑扎,模板支护,C30 商品砼浇筑作业。待混凝土强度达到要求后,钢筋混凝土支付也完成。在挖土下沉过程中,工长、测量人员、挖土工人应密切配合,加强观测及时纠偏。开挖过程中,随时注意基坑四周的土质情况。当基坑沿顶面裂缝、坑壁松塌等影响基坑稳定时,立即加固支护。

 工作井及接收井施工过程中地下渗水,采用污水泵抽水,确保工作面无水,防止浸泡塌方。基坑底设置集水坑,工作坑外部四周采用深井井点截水

 的同时,在工作坑内部开挖明沟、集水井,采用潜水泵进行明排水,以此保证降水效果。

 周围外设置围栏,并用密目网封闭。同时在基坑周边以及施工临时便道设置警示标志。

 基坑开挖及进行基础施工过程中,运土自卸汽车必须按既定的马道行走,基坑其他方向 10 米范围不许任何机动车辆通过,防止动荷载引起坑壁塌方。10 米外车辆通过时,需加强对坑壁监测。

  4)、工作井壁施工 工作井壁的施工采用逆作法钢筋混凝土支付,井壁的安装从上到下分层次安装(用吊车协助井壁钢筋的焊接、模板拼装)。

  5)、钢筋及模板吊装时,先用两根等长的钢丝绳采用吊车用活扣在物件中央平稳吊起,吊起后平稳安放到挖好的基坑中,工作井应调放平整,保证工作井的垂直度以及平整度。

  6)、底板施工 井壁制作安装完毕后,即可进行底板的施工。底板施工时,先在井底部铺设 10cm 厚的碎石垫层,再浇筑 20cm 厚的 C20 砼底板,底板施工可视现场地质情况而定,土质较差时,可采用钢筋砼浇筑底板,底板用钢筋分上下两层钢筋网,分布筋与受力筋分别为φ12 和φ14 螺纹钢。

 原地面

 4.0m

 6.0m

 7.0m

 4.0m C30 水泥砼墙 2 层¢14@15钢筋 C30 水泥砼墙,厚 40cm

  工作井平面图 图一

 工作井井剖面图 图二 7)、坑外挡水埂设置

  工作坑成型后,应在工作坑外侧挖一圈排水明沟,并设 3~4 个集水井,同时应在工作坑四周修筑一道高约 30cm 的挡水土埂,防止坑外水流入坑内,土埂应用粘土踩踏密实,坑外集水井内的积水由小型水泵排至工作坑外。

 8)、锚杆设置 在第一层钢筋制作完成后,应在工作坑四周沿坑壁下方向呈 15°角斜插入 40cm 长Φ14 螺纹钢筋,固定钢筋网片,防止钢筋网片及工作井壁下坠。上部钢筋混凝土墙由下向上浇筑至原地面上 20cm。

 六、顶管施工

 1 1 、顶管设计

 1)、管线具体位置,走向,坡度,埋深等均以设计图纸为依据。

  2)、考虑该工程所处地段的地质条件及施工的安全性和可靠性,通过与其它顶管方法的比较,决定采用机顶人工辅助的施工工艺。

  3)、因顶管处于潜水位中,实际施工时,顶管由下游向上游顶进,防止地下水倒涌。

 2 2 、挤密式顶管施工优点

 1)、使用土质范围广,使用的土质为粘土,粉质粘土以及部分粉质粉土。

  2)、能保持挖掘面的稳定,底层损失小,从而减小地面沉降,可用于地面沉降较小的场合。

  3)、适用管径:小中大管径都适用。

 3 3 、管节

 1)、管节采用专业厂家制作的管节,管节接口为 F 型接口。

  2)、管节吊运、装车、下管均采用特制的吊具进行,管节起吊时严格遵

 守起吊规范,管节必须轻吊轻放。

  3)、留有注浆口的管材按 30%(2:1)控制进场,既按每隔两节放入一节有注浆口的管材计算进场数量。

  4 4 、顶管主要施工工艺见流程图

 测量放样 导轨安装 后座顶板安装 后座千斤顶安装 洞口止水装置安装 顶进设备试运行 割开封板 后座千斤顶顶进 出泥准备 偏差测量 出土 顶进纠偏 接口检查 施工准备 顶进设备安装 顶进设备井内就位 顶进机头顶进 管道顶进 管节安装 轴线、高程控制 管节进场检查

  图 3顶进结束

 5 5 、顶管设备安装 1)、安装导轨

  导轨采用装配式轻型导轨,由钢轨、横梁和垫板组成。安放在砼基础面上,导轨定位后,必须稳固正确,在顶进中承受各种负载时不位移,不变形,不沉降,导轨安放前应先复核管道中心位置。

  二根导轨必须互相平行,等高,导轨面的中心标高应按设计沟底标高设置,在顶进中必须经常复测调整,以确保顶进轴线的精度。导轨的坡度应与设计管道坡度相一致。

 导轨轴线偏差≤3mm,顶面高差 0-3mm,两轨间距±2mm。

  2)、设置后背 为满足本工程顶管的要求,后背设计为长 3500 ㎜、高 2000 ㎜、厚 1000㎜的水泥砼长方体结构。

 后靠背稳定性验算主要考虑后靠背被动土承受的压力是否大于最大顶力。

  3)、顶力计算 ⑴、推力的理论计算:(GB500268-2008 P78)

 Fp=π*D*L*f k +N F

 式中 Fp—顶进阻力(KN); D—管道外径(KN); L—顶进长度(KN); f k —管道外壁与土的单位平均摩阻力,取 6.0(KN/m2); N F =π/4*Dg2 (1-e)*R

  (Dg—管外径 1.44 米 e—开口率取 90%

  R—顶压阻力 300~500KN/m2 ,取 400) 本工程 d1200 顶管顶力(取最长一段)L=70m N F =3.14*1.442 *(1-0.9)*400/4=65.11KN,取阻力中值计算。

 Fp=3.14*1.44*70*6+65.11=1964.2KN。

 根据顶力计算,顶进后座选用 2 台 200t(2000KN)千斤顶。

 因此,总推力 Fp =1964.2KN。根据总推力及管材轴向允许推力比较后,取最小值作为油缸的总推力。Φ1200mm 顶管设计允许承受的最大顶力为 8000 KN,管材轴向允许推力 7000KN,主顶油缸选用 2 台 200t(2000KN)级油缸。每只油缸顶力控制在 1600 KN 以下(油缸的 80%计算),这可以通过油泵压力来控制,千斤顶总推力 3200KN。因此无需增加额外的顶进系统即可满足要求。

 4)、后背土体稳定计算:

 后背在顶力作用下,产生压缩,压缩方向与顶力作用方向一致。当停止顶进,顶力消失,压缩变形随之消失。这种弹性变形现象是正常的,顶管中,后背不应当破坏,产生不允许的压缩变形。

 后背不允许出现上下或左右的不均匀压缩。否则,千斤顶在余面后背上,造成顶进偏差。为了保证顶进质量和施工安全,施工时应有后背的强度和刚度计算。

 后背设计长 3500 ㎜、高 2000 ㎜、厚 1000 ㎜的 C30 水泥砼。

 后背土体稳定计算式:

 P≤Fp/K Fp——工作井后壁被动土压力强度 P——后靠背最大承受压强 K——工作井为稳定系数(取 1.2)

 Fp=1/2rH2 Kp+2CH Kp=tg2 (45°+ Ф/2) r——土的天然重度

 (取 18.5KN/m3) Kp——被动土压系数, H——工作井高度 C——土的粘聚力(取 16.3Kpa) Ф——土的内摩擦角(取 16°)则:

 顶管工作井,井深 6.5-8.0 米 Fp=1/2×18.5×6.52 ×tg 2 (45°+Ф/2)+2×16.3×6.5×tg(45°+Φ/2) =969.4(KPa) Fp /K=969.4/1.2=807.9(KPa) 顶进后背压强计算 P=3591.96/(3.5*2.0)=513.1KPa 由以上计算得知:

 P=513.1≤Fp/K=807.9,满足后被土体稳定性验算条件。

 按上式计算,工作井加护套后土体稳定性能承受 807.9 受力>实际顶力513.1T。完全能满足要求。

 七、顶管中继间的设置

 1 1 、 中继间的设置

 经计算得出设计主顶油缸的总推力大于顶管的总推力,在实际施工中,由于顶管顶进时,会发生一些不可预见的因素,如遇见硬土层等,造成顶力的急剧上升,故需设置中继间进行中间接力顶进,同时可利用中继间顶压站上安置的千斤顶来调节和控制管路的导入方向。因此,必须在顶管中安装中继间。启动待用的中继间主要视顶力的上升速度而定。因此,顶管过程中的不间断监测非常重要,以免贻误中继间安放时机,造成顶管失败。

 顶进时,为确保安全,当顶力达到中继间设计推力的 70%时,即需设置中继间,当顶力达到中继间设计推力的 80%时,即需启动中继间,中继间设计总推力 F=600T,工作高效率为 80%。(由 12 只 10t 小千斤顶组成)。

 2 2 、中继间距离及数量确定 设置中继间的距离(工作坑距中继间的距离)

 :L=40.0m。

 推力验算:Fp=π*D*L*f k +N F

 N F =3.14*1.442 *(1-0.9)*400/4=65.11KN,取阻力中值计算。

 Fp=3.14*1.44*30*6+65.11=880.0KN。

  Fp—顶进阻力(KN);

  根据顶力计算,中继间选用 12 台 10t(1200KN)千斤顶,满足要求。

  故工作坑距中继间的距离 40m 设中继间 1 套。

 八、龙门架安装作业

 1 1 、龙门架安装

 1)、首先检查地基是否符合规范要求,龙门架的基础,应符合下列要求:

  ①、土层压实后的承载力应不小于 80kPa。

 ②、浇筑 C30 号混凝土厚度 500mm。

 ③、基础表面应平整,水平偏差不大于 10mm。

 ④、基础四周应有排水措施,不得有积水浸泡基础。

 2)、安装前,首先检查龙门架体的直线度,导轨的平行度,导轨对接点的错位差。

 3)、安放电动葫芦在门架横梁上。

 4)、架设好门架体。

 5)、进行门架的支撑加固。

 2 2 、调试

 1)、空载提升装置在全行程范围内作升降、平移、运行三次,验证架体

 的稳定性,不允许有振颤冲击现象。

 2)、进行静载试验,将额定静载物悬挂离地面 100—200mm,检查制动夹持的可靠性,起吊物不下滑。

 3)、升降额定载荷物,使其试运行三次,进行模拟断绳试验,其滑落行程不能超过 100mm。

 4)、取额定起重量的 125%(按 5%逐级加量)作提升、下降、平移试验(此时不做断绳试验),要求动作准确可靠,无异常现象,金属结构不变形,无裂痕及油漆脱落和连接松动损坏等现象。

 3 3 、安装中技术要求

 1)、各固定连接件连接必须紧固。

 2)、门架下和门架周围 5m 内禁止站人,以防物体跌落伤人。

 3)、五级风以上禁止安装作业。

 4 4 、安装后整机性能检验 安装完毕应有专门检验人员按标准要求进行下列检验:①、紧固连接件检验;②、空载运行试验;③、额定载荷试验;④、模拟断绳试验;⑤、超载 25%试验,经试验合格后方可投入使用。

 5 5 、操作使用及安全注意事项

 1)、操作者必须持主管部门颁发的操作证上岗,应熟悉本设备技术性能,能熟练掌握电动葫芦操作,当有危险情况发生时,注意及时停机,拉断总闸,严禁冲顶和冲底事故。

 2)、安全装置一一停层控制必须由专人管理,并按规定进行调试检查,保持灵敏可靠,不能带病运行。一般情况下,每月及暴雨后,需对架体基础,钢丝绳的磨损程度,所有销轴、滚动轮、紧固件、各种弹簧、抱闸等易损件和关键部件等进行一次全面检查,发现问题及时维修,不能带病运行。

 3)、导轨表面严禁涂抹任何油脂,以防抱闸失灵。

  4)、每班首次运行时,应作空载及满载试运行,检查制动灵敏可靠后方可投入运行。

 5)、安装时,专职的操作机手参加安装调试,以便进行使用和调整维护的技术交底。

 6)、禁止在 5 级风以上作业,禁止非操作人员启动电动葫芦。

  7)、龙门架起重机结构设计图(见附图)

 九、管道顶进施工控制

 1 1 、顶管前的准备工作

 顶管中的所有设备在顶管前三天前全部到场,包括:龙门吊、千斤顶、注浆机、油压泵、水泵等,动力和照明电缆线要全部按要求铺设到位,所有顶管施工人员要全部到场。

 2、 顶进方法要点

  1)、开始顶进前检查下列内容,确认条件具备时,方可开始顶进。

  2)、全部设备经过检查并经过试运转。

  3)、顶管在导轨的中心线、坡度和高程符合规定。

  4)、防止流动性土或地下水由洞口进入工作井的措施。

  5)、防止遭遇突发性雷阵雨由工作井外流入工作井的措施。

 3 3 、施工测量 1)、前期测量放线 根据业主提供水准点对现场自然地面标高进行测量,并设立临时水准点;用经纬仪对测定轴线位置并设立标志杆;根据施工图纸及工作坑计算尺寸进行现场放线,并确定工作坑实际开挖深度。

 2)、顶进过程中的标高、轴线控制 顶管施工需进行三维动态测量,其精度要求较高,采用 DJ2 激光经纬仪和 DSZ3 水准仪进行测量。

 前期直线段施工管道轴向测量采用高精度激光经纬仪进行测量,测量主要用导线测量法,测平台设在顶管后座处。测量光靶安装在掘进机尾部,测量时激光经纬仪直接测量机头尾部的测量光靶的位置,并根据机头内的倾斜仪计算机头实际状态。将机头走向偏差控制在 10mm 以内,有效的控制顶管线型。

 为了确保机头准确进洞,在顶进到最后 10~20m 时,用人工测量的方式,对管道进行全线复核,确保测量工作做到万无一失。

 3)、测量记录 在测量过程中做好原始数据记录,如高程偏差、轴线偏差、纠偏情况等;工程结束后对所作资料进行整理。

 4 4 、纠偏措施

 在整个顶管过程中,方向校正必须遵循勤测勤纠、小角度纠偏的原则。

 勤测勤纠:即每顶进一段距离,测量一次工具头轴线及标高情况。通知操作人员,调整工具头纠偏角度、各方向上千斤顶的油压值、轴线的偏差。

 小角度纠偏:每次纠偏角度要小,操作者每次调整纠偏角度变化值一般的都不大于 0.5°,当累计纠偏角度过大时应与值班工程师联系,决定如何纠偏,此时应特别注意。

 纠偏操作中不能大起大落,如果在某处已经出现了较大的偏差,这也要保持管道轴线以适当的曲率半径逐步地返回轴线上来,避免相邻两段形成的夹角过大。

 在纠偏过程中,一般来讲,高低偏差要比左右偏差难纠。这是因为左右两边的土压力呈对称形态,而上下的土压力不仅不等,还会受到顶管机头自重等因素影响,因此它远较左右纠偏复杂。当高低和左右都出现偏差时,一般应以高低偏差的纠正为重点,或者先纠高低偏差,后纠左右偏差。

 5 5 、减 摩措施

 为了减少顶进管周边摩擦阻力,需要对管道通身打蜡来减少阻力或采用注浆减摩,以增加顶进距离。实际施工主要采用管道通身打蜡处理,管道通身打蜡采用工业石蜡对管道外侧通体打 3mm 厚的石蜡,管道顶进时减少摩擦阻力,达到管道顶进的效果。如不能满足要求,则采用注浆减摩。顶进管节安装时按隔两节放入一节有注浆口的管节,如出现管道顶进不动的情况,可采用注浆来摩擦阻力。

 减阻泥浆有关技术参数 地表层降控制要求一般的顶程 视粘度 失水量 泥并 PH 值 比重 动切力 静切力 胶体率 状态 Mpa.s M1 Mm

 g/cm3 Pa pa %

 16 8 2 8.5 1.09 11.7 19 100 略稠 泥浆配合比:(每 M3 泥浆)

 膨润土 水 纯碱 CMC 130KG 870KG 4.5KG 4KG 注浆减摩可减少顶进管周边摩擦阻力,是顶管施工中一种可增加顶进距离、减小顶力的最为经济的手段。如果润滑浆能在管子的外周形成一个比较完整的浆套,则其减摩效果将是十分令人满意的。

 我们选用的顶管润滑浆注浆用的膨润土是天然钠基膨润土,再经过严格的烘干、粉碎、干燥、球磨、过筛等加工艺,加工成半成品。然后,再根据不同的使用要求,添加各种辅助材料。将一定量的膨润土兑入 10 倍的水,经过充分搅拌、膨胀以后,测它们的漏斗粘度,以大的为好。漏斗粘度一般应不小与 38 秒。浆液过充分搅拌均匀,放置一段时间以后,用一枝木质铅笔插入,铅笔能自立于浆液中不倒则表示该浆液可以用了。

 注浆的程序也是一个应引起注意的问题。一般来讲,顶管机后的几节管子应充分注足润滑浆,让它很好的形成一个完整的浆套。以后的管子注足润

 滑浆的浆液是用以补充,使浆套保持完整。如果有较长时间停止下来不顶进,只要这一段顶管没有结束,注浆工作也不能停止,必须每隔3~4小时全线补注一次润滑浆。

 注浆泵用螺杆泵为好,因为螺杆泵输出的浆液没有脉动,易于形成浆套。其他的柱塞泵输出的浆液有脉动,效果就比较差。

 从理论上讲,注浆的压力一般只须比地下水压力略高一点即可。我们的土质为粘土,渗漏系数很小,注浆压力小一些也可。

 注浆、调浆都需要有专人负责。而且,每一个班对注浆压力、注浆量以及注浆过程出现的一些问题都要有完整的记录。

 每米注浆量=(掘进机外径2 -管外径 2 )×π/4 =(2.042 -1.98 2 )×3.14/4 =0.19m3 /m 6 6 、顶管动力、照明

  动力电缆设置:管内设置两路电缆,一路正常使用,一路备用,以保证在一路不能正常工作情况下可以自由切换。按其配套动力负载功率,选择电缆规格,供电采用 TN-S 方式,三相五线制移动电缆装接。为防止长距离以后的电压降低问题,放大电缆截面,以减少电阻,电缆接头采用电缆接头箱。井下施工的所有移动电机具和设备,必须有严格的接地措施。井下、管道内的照明必须用 36V 安全电压。

 7 7 、出土方案

 机械切削土块,人工搬运装车,小型翻斗车运输,然后吊斗提升上地面。

 顶管断面布置示意图钢筋混凝土管照明电缆控制电缆压浆总管36V照明灯压浆环管

 8 8 、顶管施工质量控制

 项

  目 允许偏差 钢筋砼管最大偏角 0.5° 管线轴线偏差 L≤100m 50mm 标高偏差 L≤100m +30~-40 相邻管节错口 ≤15mm 无碎裂 接口抗渗试验应达 0.11MPa1 内腰箍不渗漏,橡胶止水圈不脱出 顶进过程中地面沉降控制范围 项

 目 允许变化范围(mm)

 地面隆起的最大极限 +10 地面沉降的最大极限 -10

 9 9 、基坑降水

 根据地质情况,基坑施工时必须通过降水及时降低管道沿线土层的含水量,以防止流砂等不良现象的发生,满足施工的要求。根据地下水赋存情况以及土质状况,拟采用管井(直径 400mm)降水来达到本次降水的目的。

 1)、水文地质条件 现场地质情况,根据地质勘察报告,层底深度 3.20~9.70m 间,普遍分布为黄土状土(粉质粘土),同时土层分布均匀,其土层物理力学性质良好,是理想的基础持力层,满足顶管的施工的要求。

 2011 年 12 月底地下水勘察期间,实测场地地下水稳定埋深介于6.00~8.20m 之间,相应标高为 383.31~387.70m,属潜水类型,地下水位呈北高南低的趋势,表示场地地下水向南侧 XX 方向会流,根据现场情况,本次施工的顶管埋深介于 6.0~8.0m 间,处于地下水范围内,顶管施工时必须进行降水才能进行顶管的施工。

  2)、周边工程环境 本工程的污水顶管基坑位于西侧慢车道上,距 XX 路路中心 14.5m,周围建筑物离开挖作业点较远,基坑对周边建(构)筑物基本无影响。

  3)、降水技术方法选择及布置:

 依据勘察报告所提供水文地质条件,含水层岩性为粉质粘土,渗透系数1~20m/d,底板埋深 6.0~8.0m,结合我施工队的降水经验及施工工艺等特点,降水方案可选择管井降水方案。管井降水施工简单,质量易控制,降水效果明显,水位抽降至-15.0m 以下,降深为 8.0m。

  4)、基坑涌水量计算:

  ①、本工程基坑远离边界且属承压水完整井,其涌水量按《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)F.0.3-1 式计算,为:

 Q=2.73kMS/lg(1+R/r 0 ) =2.73*5*2.0*2/ lg(1+18/3.5) =54.6(m3

 /d) 式中

 Q——基坑涌水量 m3

 /d; k--渗透系数(设计参考值为 5m/d);

 M-承压含水层厚度 m; S--基坑水位降深 m; R--降水影响半径 m(宜通过试验或根据当地经验确定,当基坑侧壁安全等级为二、三级时,可按经验公式计算 R =2S(kH)0.5 ,=2*2.5*(5*3.0) 0.5 =18 式中H--含水层厚度; r o --基坑等效半径 m

 ②、至于单根井点管的出水量,按《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)8.3.4 式计算,

 q=120πr s l3k

 =120*3.14*0.15*1/3*1.2* 35

  =38.7(m 3

 /d)

  式中:q--单根井点管的出水量(m3 /d);

 rs--过滤器半径(m); l—过滤器进水部分长度(m),经验值不小于 1/3 含水层厚度; k--渗透系数(设计参考值为 5m/d);

  ③、降水井的数量 n,可按《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)8.3.3式计算,

 n=1.1Q/q

  =

 1.1*54.6/38.7 =1.55

  ④、根据计算结果,工作坑四周均匀布置 4 口管井进行降水,管线沿线每间隔 10 米设置管井进行降水,能够满足要求。

  5)、管井降水平面布置

  根据现场实际情况,实测地下水稳定埋深介于 6.00~8.20m 之间,管井的位置布置离坑边不能少于 6m,工作井尺寸 7*4m,因此管井设置在道路中心 23m

 处,以确保基坑的安全。

 由于管井降水时,一般采用一个以上的井,降水井同时抽水时,互相形成干扰,单井的实际出水量会大为减少,故要考虑适当增加管井数量。

  10m

 DN1200 顶管中心

 14.5m

 6.5m

 23m

  南

 XX 路道路中心

 管径降水布置平面图

  6)、主要施工方法

  ①、施工顺序:设备进场—井点定位—管井施工—试抽水—开始降水—基础施工—基础回填—管井封闭—设备退场。

 ②、管井定位

  根据轴线控制点,用钢卷尺定位。

  ③、成井

  采用泥浆护壁回旋钻机钻进成孔。成孔后要洗井冲净孔底沉渣,并连续下入井管和滤料。

  ④、安装管井

  井管采用 PVC 波纹管,长度为 18 米。管与管连接口要用胶带密封,用铅丝扎紧。在 PVC 波纹管管身波纹与波纹之间用 10 号钻头,每隔 10mm 布置渗透眼,打孔过后在管身上面用 60 膜的尼龙网布均匀缠绕在滤管上并绑牢。井管外填滤料,滤料采用 5# -10 # 的瓜子片掺中粗砂灌至地面。摆放 PVC 波纹管时要扶正,确保井管整体垂直度。

  ⑤、洗井

 管井安装后,及时放入 1.5 千瓦的高扬程水泵抽水洗井,防止时间闲置,使滤管堵塞。

  ⑥、抽水 洗井 12—24 小时后,流出清水,即可连续抽水。如出现出水混浊并大量含有粉粒成分时,要调细滤料粒径。

 ⑦、降水井的排水 因管井临近工作坑及管道顶进范围,管井降水的水不能随便乱排,远离作业场所,排出时应将水流沿当地村民修建的水泥沟渠及时排出,排出时应注意不能水源回流入工作井内及顶进管道内。

  ⑧、施工控制 降水过程中注意地下水位观测。在基坑开挖前及开挖过程中,24 眼井全部启动强力降水,之后可以根据水位观测情况及天气状况适当调整降水井数。管井内水泵位置置于地面下 8 米处,当管井内水位低于水泵时,停止抽水,当水位高于水泵位置,继续抽水。

  ⑨、安全保证措施

  ⑴在钻井施工过程中,在钻机旁设泥浆池,并派人及时清理。

 ⑵钻井施工时钻机旁要有人看守值班,并防止意外事故发生。

 ⑶在降水过程中,现场设专人 24 小时看护,巡视每个水泵查看水位变化情况,防止水泵干抽发生事故。

 ⑷降水施工时,各管井应同时工作,使水位差控制在同一面上,基本保证土层中的裂隙水不进入基坑。

 ⑸降水过程中注意用电安全,施工用电必须采取 TN-S 接零保护系统(即三相五线制),实行一机一箱一闸一漏电保护。经常检查线路有无磨损,发现电缆有破损应及时修补或更换电缆。

 ⑹加强安全监控,在基坑周边设沉降观测点,每天早晚各观测一次,以

 观测数据指导和控制降水,确保周边环境的安全。

 10 、应急措施及注意事项

 1)、在基坑开挖期间,设专人检查基坑稳定,发现问题及时能报有关施工负责人员,便于及时处理。在施工中如发现局部边坡位移较大,须立即停止开挖,采取相应加固措施后,待稳定后继续开挖。如施工过程中发现地下水量过大,及时进行降水处理。

 2)、顶管过程中,如果发现顶进力度异常,应迅速查清原因,防止顶穿老管线,或其他地下构筑物。

 3)、在工作坑能配备鼓风机,通风管随顶管延伸,一旦发现地下有害气体涌出,马上开动鼓风机鼓风,使有害气体迅速扩散,以确保人身安全。

 4)、每人配带气体检测报警仪 单一气体检测报警仪产品简介:

 外形小、坚固耐用、符合人体工程学的友好设计、直观、经济实用、功能强大的 Pac 7000 是为工作场所个人监护而量身定做的产品。这种创新的气体检测器配备了各种功能,并且适合用于日常工业生产环境中各种不同的用途。这种检测器是功能非常优异的工具,具有很高的可靠性,能够快速预警一氧化碳、硫化氢和氧气的有害浓度。

 技术参数:

  环境条件:温度:-30~50℃;压力:700~1300 hPa;湿度:10~90% r.h.

 显 示:显示被测气体种类,仪器寿命,警告和故障功能,实时显示气体浓度值 。

 防护等级:IP65 尺

 寸:64×84×20mm (长×宽×高)

 重

 量:120g 仪器寿命:2 年(25℃)

 电池寿命:(25℃时,每天工作 24 小时,每天报警 1 分钟)

 CO:>5,500 小时,H2S:>5,500 小时

 O2:>2,700 小时 报

 警:双声鸣响,>90dB(A),在 30cm 范围内 认

 证:CE-Sign:(89/336/EEC,94/9/EC)

 5)、临时发电机的配备

  根据本地用电状况调查,线路供电有时供电不正常,管井降水一旦停止降水,管道顶进时碰到管涌的地下水会危及管道内、工作井内操作人员的安全,操作间配备一台 75KW 发电机组供停电时使用。当突然停电时,立即启用发电机组进行降水。

 十、检查井砌筑及工作井混凝土井身的拆除

 1 1 、检查井设计要求

 顶管到位后,应先拆除导轨,先做井底 C15 素砼基础。再进行检查井的施工,本工程检查井井室为钢筋混凝土检查井,检查井类型具体见工程概况(P4 页)。检查井井身采用 C30 水泥砼浇筑,井筒采用 M10 水泥砂浆浆砌预制混凝土砌块。位于车行道范围内的检查井盖采用¢700 重型自调式球墨铸铁井、框盖。检查井砌筑严格按照国家标准图集及设计图纸进行。

 2 2 、材料要求

 1)、钢筋 钢筋出厂时应有产品合格证和检验报告单,钢筋的品种、级别、规格应符合设计要求。

 2)、模板 ①、模板选型:模板选用木模板,施工中应结合工程特点。模板应安装牢固,拼缝严密,模内洁净,预留孔洞位置准确。

 ②、支撑件:模板支撑所用方木、槽钢或钢管的材质、规格、截面尺寸偏差等应符合模板设计要求,应具有足够的承载力、刚度和稳定性。

 ③、承重模板应在砼强度达到设计强度 70%以上方可拆除,严禁提前拆模。

 3)、水泥 水泥宜优先选用普通硅酸盐水泥,水泥强度等级不低于 42.5 级,水泥进场应有产品合格证和出厂检验报告,进场后应对强度、安定性及其他必要的性能指标进行取样复试,其质量必须符合国家现行标准。

 4)、石子 石子应采用具有良好级配的机碎石,石子粒径宜为 5mm~40mm,含泥量不大于 1%,吸水率不大于 1.5%,进场后应取样复试合格。

 5)、砂 砂应采用中、粗砂,含泥量不大于 3%,泥块含量不大于 1%。进场后应取样复试合格。

 3 3 、 混凝土浇筑

 1)、混凝土的配合比 砼配合比应由试验室通过试验确定,施工时砼配合比及时调整为施工配合比,现场拌合砼前,操作人员应明确砼强度等级及配合比,现场挂牌标识,进入拌合机的砂、石应准确过磅,水灰比控制准确。

 2)、底板混凝土浇筑

  3)、底板混凝土应连续浇筑,不得留设施工缝,混凝土浇筑时应逐层推进,每层浇筑厚度控制在 300mm 以内,边浇筑边振捣。振捣棒插入点要顺序排列,逐点移动,均匀振实,移动间距宜为 300mm~400mm,并插入下层混凝土 50mm 左右;每一振点的延续时间宜为 10~30s,以表面呈现浮浆和不再沉落为达到要求。

  4)、井身浇筑

  混凝土井身浇筑时应安装爬梯,并控制好爬梯间距。,浇筑时采用振捣器振捣密实,根据标高控制线,进行表面刮杠找平,木抹子搓压拍实。待垫层混凝土强度达到 1.2MPa 后方可进行下道工序。

 5)、混凝土养护 混凝土的养护应避免混凝土早期脱水和养护过程缺水。常温下,混凝土采用覆盖浇水养护,每天浇水次数应能保证混凝土表面始终处于湿润状态。

 6)、检查井筒的砌筑 流槽应平顺圆滑,尺寸准确。检查井筒井壁竖直,砂浆饱满,砌缝平整,无通缝。井筒爬梯尺寸位置准确,安装牢固。井盖及盖座安装注意坡度与路面一致,路面上井盖与路面齐平。当井筒砂浆强度达到设计强度 75%以后,方可进行回填作业。

 4 4 、工作坑及接受坑混凝土墙身的拆除

  检查井浇筑完成后,当强度到设计强度 75%以后,方可进行工作坑及接受坑钢筋混凝土墙身的拆除,拆除时按照从上往下的顺序,逐层进行破碎拆除,直至地面 2m 深度。

 十一、工作坑回填

 根据现场实际情况,工作坑开挖断面较大,并且处于同一垂直面上,开挖时已破坏原有路基的结构稳定性,回填质量的好坏将直接影响到路面的质量,同时,基坑处于地下水层间,根据图纸设计要求,并根据现场地下水位实际情况采取不同的材料进行回填,如在处于地下水 50cm 范围内采用砂砾层进行夯实回填,地下水 50cm 以上回填采用 8%石灰土进行夯实回填,回填土用人工配合机械进行回填,每一层控制在 20 ㎝厚度以内,用蛙式打夯机夯实,对于局部地区用手工夯补夯,确保回填土的密实度。

 施工要点:

  1、及时掌握地下水的分布情况,并对回填材料进行严格控制。

 2、工作坑填土前应先将四周的堆土挖松打碎,并严格控制石灰剂量以及混合物的含水量,使其接近最佳含水量,方可回填。

 3、填土时不得将杂质土、砖块、石头等填入。

 4、管道两侧填土应在管道两侧同时填土,以防管道移位。井周围 50cm范围内必须同时回填,不允许一侧回填。

 5、回填土必须分层,每层松铺厚度不超过 25cm,夯打坚实(电夯),井的四周用手夯补夯。

 6、环刀试验:要求每层试验一组(三个点),回填时应有专人负责,质检员及时试验,保证回填密实度,监理对压实度进行抽检,对回填过程进行旁站。

 7、质量验收允许偏差应符合规定。

 十 二 、管道闭水试验及检验管道质量措施

 闭水试验的合格与否是检验管道施工质量的重要依据,渗水量必须控制在规范允许范围内。为此施工全过程的质量必须采取相应措施:

 1、承插口管道除下管前应认真检查管材本身质量是否合格。其次,是接口的胶圈是否按规定进行安置,插口应抵紧承口上的胶圈。

 2、施工检查井时应认真对待。砼底座应浇制密实,井壁墙体砌筑时砂浆应,管道安装四周座浆应饱满,表面粉刷抹压光滑。

 3、污水管道闭水。污水管道施工完毕应及时分段进行闭水试验,管道闭水试验时,试验管段应符合下列规定:

  1)、管道及检查井外观质量已验收合格;

  2)、管道未回填土且沟槽内无积水;

  3)、全部预留孔应封堵,不得渗水。

  4)、管道两端堵板承载力经核算应大于水压力的合力;除预留进出水管外,应封堵坚固,不得渗水。

 管道闭水试验应符合下列规定;

  ①、当试验段上游设计水头不超过管顶内壁时,试验水位以上游管顶内壁加 2M 计;

  ②、当试验段上游设计水头超过管顶内壁时,试验水位以上游设计水头加 2M 计;

  ③、当计算出的试验水头小于 10M,但已超过上游检查井井口时,试验水头应以上游检查井井口高度为准;

  ④、管道闭水试验应按以下规定进行。

  ⑴试验管段灌满水后浸泡时间不应小于 24h。

  ⑵试验水头应按上述规定确定。

 ⑶当试验水头达到规定水头时开始计时,观测管道的渗水量,直至观测结束时,应不断向试验管段内补水,保持试验水头恒定。渗水量的观测时间不得小于 30min。

 ⑷管道严密性试验时,应进行外观检查,不得有漏水现象,管道闭水为合格后方可回填。

  第四章、劳动力、施工机械进场计划

 一、

 施工人员、机械设备配备及材料计划

 在保证工期及施工质量的前提下,结合本公司的人员设备条件,对现场管理人员、现场施工人员、施工机械设备和所需材料进行合理化安排,做到最优配置。

 1 1 、施工组织管理机构

  施工人员计划表 工 种 人 数 主要工作内容 备 注 工作井安装施工

 现场施工负责 1 基坑施工的全面指挥、协调

 测量 1 基坑放线定位、高程轴线控制

 吊车指挥 1 吊车起吊指挥

 吊车操作 1 机械设备吊装及基坑支护

 电工 1 现场施工用电、照明用电管理、发电机控制

 电焊工 3 井坑制作

 辅助工 若干 配合施工

  基坑开挖

 现场总负责 1 全面协调与指挥

 测量员 1 高程轴线控制测量、施工记录

 挖机操作 1 沟槽开挖

 挖机指挥员 1 指挥挖机

 电工 1 现场施工用...

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