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1、 土方工程土方工程施工技術(shù)要點(diǎn)施工技術(shù)要點(diǎn)德州站改項目部德州站改項目部 2013年年2月月16日日1 1 土方開挖土方開挖 1- 1-1 1 土方施工準(zhǔn)備工作土方施工準(zhǔn)備工作 1.學(xué)習(xí)和審查圖紙 2.查勘施工現(xiàn)場 3.編制施工方案 4.平整施工場地 5.清除現(xiàn)場障礙物 6.進(jìn)行地下鏟探 7.作好排水降水設(shè)施 8.設(shè)置測量控制網(wǎng) 9.修建臨時設(shè)施及道路 10.準(zhǔn)備機(jī)具、物資及人員 1- 1-2 2開挖的一般要求開挖的一般要求 1.場地開挖(挖方邊坡坡度如設(shè)計無規(guī)定按下表采用) 2.淺基坑開挖 永久性土工構(gòu)筑物挖方的邊坡坡度 項次挖土性質(zhì)邊坡坡度1在天然濕度、層理均勻、不易膨脹的粘土、粉質(zhì)粘土和砂
2、土(不包括細(xì)砂、粉砂)內(nèi)挖方深度不超過3m1:1.001:1.252土質(zhì)同上,深度為3 12m1:1.251:1.503干燥地區(qū)內(nèi)土質(zhì)結(jié)構(gòu)未經(jīng)破壞的干燥黃土及類黃土,深度不超過12m1:0.101:1.254在碎石土和泥灰?guī)r土的地方,深度不超過12m,根據(jù)土的性質(zhì)、層理特性和挖方深度確定1:0.501:1.505在風(fēng)化巖內(nèi)的挖方,根據(jù)巖石性質(zhì)、風(fēng)化程度、層理特性和挖方深度確定1:0.201:1.506在微風(fēng)化巖石內(nèi)的挖方,巖石無裂縫且無傾向挖方坡腳的巖層1:0.107在未風(fēng)化的完整巖石內(nèi)的挖方直立的 1-3 槽和管溝開挖 1.槽和管溝開挖,應(yīng)先進(jìn)行測量定位,抄平放線,定出開挖長度,按放線分塊(
3、段)分層挖土。 開挖基坑不放坡,采取直立開挖不加支護(hù)的挖方深度應(yīng)符合下表的規(guī)定。槽和管溝不加支撐時的容許深度 項次土的種類容許深度(m)1密實、中密的砂子和碎石類土(充填物為砂土)1.002硬塑、可塑的粉質(zhì)粘土及粉土1.253硬塑、可塑的粘土和碎石類土(充填物為粘性土)1.504堅硬的粘土2.00 超過上表規(guī)定的深度,應(yīng)根據(jù)土質(zhì)和施工具體情況進(jìn)行放坡,以保證不坍方。其臨時性挖方的邊坡值可按下表采用。 臨時性挖方邊坡值 土的類別邊坡值(高:寬)砂土(不包括細(xì)砂、粉砂)1:1.251:1.50一般性粘土硬1:0.751:1.00硬塑1:11:1.25軟1:1.5或更緩碎石類土充填堅硬、硬塑粘性土1
4、:0.51:1.0充填砂土1:11:1.5 2.基槽開挖程序一般是:測量放線切線分層開挖排降水修坡整平留足預(yù)留土層等。 1-4 淺基坑、槽和管溝的支撐方法 基坑槽和管溝的支撐方法見下表。 支撐方式 簡圖 支撐方法及適用條件 間斷式水平支撐 兩側(cè)擋土板水平放置,用工具式或木橫撐借木楔頂緊,挖一層土,支頂一層。 適于能保持立壁的干土或天然濕度的粘土類土,地下水很少、深度在2m以內(nèi)。 斷續(xù)式水平支撐 擋土板水平放置,中間留出間隔,并在兩側(cè)同時對稱立豎方木,再用工具式或木橫撐上、下頂緊。 適于能保持直立壁的干土或天然濕度的粘土類土,地下水很少、深度在3m以內(nèi)。 連續(xù)式水平支撐 擋土板水平連續(xù)放置,不留
5、間隙,然后兩側(cè)同時對稱立豎方木,上、下各頂一根撐木,端頭加木楔頂緊。 適于較松散的干土或天然濕度的粘土類土,地下水很少、深度為35m 。 連續(xù)或間斷式 垂直支撐 擋土板垂直放置,可連續(xù)或留適當(dāng)間隙,然后每側(cè)上、下各水平頂一根方木,再用橫撐頂緊。 適于土質(zhì)較松散或濕度很高的土,地下水較少、深度不限 。 水平垂直混合式 支撐 溝槽上部連續(xù)式水平支撐,下部設(shè)連續(xù)式垂直支撐。 適于溝槽深度較大,下部有含水土層的情況。一般淺基坑的支撐方法 支撐方式 簡圖 支撐方法及適用條件 斜柱支撐 水平擋土板釘在柱樁內(nèi)側(cè),柱樁外側(cè)用斜撐支頂,斜撐底端支在木樁上,在擋土板內(nèi)側(cè)回填土。適于開挖較大型、深度不大的基坑或使用
6、機(jī)械挖土?xí)r。錨拉支撐 水平擋土板支在柱樁的內(nèi)側(cè),柱樁一端打入土中,另一端用拉桿與錨樁拉緊,在擋土板內(nèi)側(cè)回填土。適于開挖較大型、深度不大的基坑或使用機(jī)械挖土,不能安設(shè)橫撐時使用。 型鋼樁橫擋板支撐 沿?fù)跬廖恢妙A(yù)先打入鋼軌、工字鋼或H型鋼樁,間距1.01.5m,然后邊挖方邊將36cm厚的擋土板塞進(jìn)鋼樁之間擋土,并在橫向擋板與型鋼樁之間打上楔子使橫板與土體緊密接觸。適于地下水位較低、深度不很大的一般粘性或砂土層中使用。 短樁橫隔板支撐 打入小短木樁,部分打入土中,部分露出地面,釘上水平擋土板,在背面填土、夯實。適于開挖寬度大的基坑,當(dāng)部分地段下部放坡不夠時使用。 臨時擋土墻支撐 沿坡腳用磚、石疊砌或
7、用裝水泥的聚丙烯扁絲編織袋、草袋裝土、砂堆砌,使坡腳保持穩(wěn)定。適于開挖寬度大的基坑,當(dāng)部分地段下部放坡不夠時使用。 擋土灌注樁支護(hù) 在開挖基坑的周圍,用鉆機(jī)或洛陽鏟成孔,樁徑400500mm,現(xiàn)場灌筑鋼筋混凝土樁,樁間距為1.01.5m,在樁間土方挖成外拱形使之起土拱作用。適用于開挖較大、較淺(5m)基坑,鄰近有建筑物,不允許背面地基有下沉、位移時采用。 疊袋式擋墻支護(hù) 采用編織袋或草袋裝碎石(砂礫石或土)堆砌成重力式擋墻作為基坑的支護(hù),在墻下部砌500mm厚塊石基礎(chǔ),墻底寬由15002000mm,頂寬由5001200mm,頂部適當(dāng)放坡卸土1.01.5m,表面抹砂漿保護(hù)。 適用于一般粘性土、面
8、積大、開挖深度應(yīng)在5m以內(nèi)的淺基坑支護(hù)。 1- 1-5 5 土方開挖和支撐施工注意事項土方開挖和支撐施工注意事項 1.挖土及降低地下水位時,應(yīng)經(jīng)常觀察附近已有建筑或構(gòu)筑物、道路、管線,有無下沉和變形。 2.支撐應(yīng)挖一層支撐好一層,并嚴(yán)密頂緊,支撐牢固,嚴(yán)禁一次將土挖好后再支撐。 3.施工中應(yīng)經(jīng)常檢查支撐和觀測鄰近建筑物的情況。 4.支撐的拆除應(yīng)按回填順序依次進(jìn)行等。 2 2 土方回填土方回填 2-1 土料要求與含水量控制 填土土料含水量的大小,直接影響到夯實(碾壓)質(zhì)量,在夯實(碾壓)前應(yīng)先試驗,以得到符合密實度要求條件下的最優(yōu)含水量和最少夯實(或碾壓)遍數(shù)。含水量過小,夯壓(碾壓)不實;含水
9、量過大,則易成橡皮土。各種土的最優(yōu)含水量和最大密實度參考數(shù)值見下表。 土的最優(yōu)含水量和最大干密度參考表 項次土的種類變動范圍最優(yōu)含水量(%)(重量比)最大干密度(t/m3)1砂土8121.801.882粘土19231.581.703粉質(zhì)粘土12151.851.954粉土16221.611.80 土料含水量一般以手握成團(tuán),落地開花為適宜。當(dāng)含水量過大,應(yīng)采取翻松、晾干、換土回填、摻入干土或其他吸水性材料等措施;如土料過干,則應(yīng)預(yù)先灑水潤濕,每1m3鋪好的土層需要補(bǔ)充水量(L)按下式計算: ()1wopVwww 式中 V單位體積內(nèi)需要補(bǔ)充的水量(L); w土的天然含水量(%)(以小數(shù)計); wop
10、土的最優(yōu)含水量(%)(以小數(shù)計); w填土碾壓前的密度(kg/m3)。 2-2 2-2 基底處理基底處理 1.回填應(yīng)先清除基底上雜物,排除積水,并應(yīng)采取措施防止地表滯水流入填方區(qū),浸泡地基,造成基土下陷。 2.當(dāng)填方基底為耕植土或松土?xí)r,應(yīng)將基底充分夯實和碾壓密實。 3.當(dāng)填土場地地面陡于1/5時,應(yīng)先將斜坡挖成階梯形,階高0.20.3m,階寬大于1m,然后分層填土,以利結(jié)合和防止滑動。 2-3 2-3 人工填土方法人工填土方法 填土應(yīng)從場地最低部分開始,由一端向另一端自下而上分層鋪填。每層虛鋪厚度,用人工木夯夯實時不大于20cm,用打夯機(jī)械夯實時不大于25cm。深淺坑(槽)相連時,應(yīng)先填深坑
11、(槽),相平后與淺坑全面分層填夯。墻基及管道回填應(yīng)在兩側(cè)用細(xì)土同時均勻回填、夯實,防止墻基及管道中心線位移。 2-4 2-4 機(jī)械填土方法機(jī)械填土方法 1.推土機(jī)填土:應(yīng)由下而上分層鋪填,每層虛鋪厚度不宜大于30cm。大坡度堆填土,不得居高臨下,不分層次,一次堆填。 2.鏟運(yùn)機(jī)填土:鋪土應(yīng)分層進(jìn)行,每次鋪土厚度不大于3050cm,每層鋪土后,利用空車返回時將地表面刮平。 3.汽車填土:自卸汽車為成堆卸土,須配推土機(jī)推土、攤平。每層的鋪土厚度不大于3050cm。填土可利用汽車行駛作部分壓實工作,行車路線須均勻分布于填土層上。 2-5 壓實的一般要求 1.密實度要求 填方的密實度要求和質(zhì)量指標(biāo)通常
12、以壓實系數(shù)表示。壓實系數(shù)為土的控制干土密度d(用環(huán)刀法或灌砂法確定)與最大干土密度dmax(擊實實驗確定)的比值。最大干土密度dmax是當(dāng)最優(yōu)含水量時,通過標(biāo)準(zhǔn)的擊實方法確定的。密實度要求一般由設(shè)計根據(jù)工程結(jié)構(gòu)性質(zhì)、使用要求以及土的性質(zhì)確定,如未作規(guī)定,可參考下表數(shù)值。 c壓實填土的質(zhì)量控制 結(jié)構(gòu)類型填土部位壓實系數(shù)c控制含水量(%)砌體承重結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)在地基主要受力層范圍內(nèi)0.97wop2在地基主要受力層范圍以下0.95排架結(jié)構(gòu)在地基主要受力層范圍內(nèi)0.96wop2 2鋪土厚度和壓實遍數(shù) 填土每層鋪土厚度和壓實遍數(shù)視土的性質(zhì)、設(shè)計要求的壓實系數(shù)和使用的壓(夯)實機(jī)具性能而定,一般應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場
13、碾(夯)壓試驗確定。下表為壓實機(jī)械和工具每層鋪土厚度與所需的碾壓(夯實)遍數(shù)的參考數(shù)值,如無試驗依據(jù),可參考應(yīng)用。填土施工時的分層厚度及壓實遍數(shù) 壓實機(jī)具分層厚度(mm)每層壓實遍數(shù)平碾25030068振動壓實機(jī)25035034柴油打夯機(jī)20025034人工打夯不大于20034 2-6 2-6 壓實機(jī)具的選擇壓實機(jī)具的選擇 1.平碾壓路機(jī) 按重量等級分輕型(35t)、中型(610t)和重型(1215t)三種;按作用于土層荷載的不同,分靜作用壓路機(jī)和振動壓路機(jī)兩種。 靜作用壓路機(jī)適用于薄層填土或表面壓實、平整場地、修筑堤壩及道路工程;振動平碾適用于填料為爆破石渣、碎石類土、雜填土或粉土的大型填方
14、工程。 2.小型打夯機(jī) 有沖擊式和振動式之分,由于體積小、重量輕、操縱方便、夯擊能量大,在建筑工程上使用很廣。但勞動強(qiáng)度較大,常用的有蛙式打夯機(jī)、柴油打夯機(jī)、電動立夯機(jī)等。適用于粘性較低的土(砂土、粉土、粉質(zhì)粘土)基坑(槽)、管溝及邊角部位的填方的夯實。 3.平板式振動器 適用、操作簡單,但振實深度有限。適于小面積粘性土薄層回填土振實、較大面積砂土的回填振實以及薄層砂卵石、碎石墊層的振實。 2-7 2-7 填土壓(夯)實方法填土壓(夯)實方法 1.一般要求 (1)盡量采用同類土填筑,宜控制土的含水率在最優(yōu)含水量范圍內(nèi)。 (2)填土應(yīng)從最低處開始,由下向上整個寬度分層鋪填碾壓或夯實。 (3)在地
15、形起伏之處,應(yīng)做好接搓,修筑1:2階梯形邊坡,每臺階高可取50cm、寬100cm。接縫部位不得在基礎(chǔ)、墻角、柱墩等重要部位。 (4)填土應(yīng)預(yù)留一定的下沉高度,以備在干濕交替等自然因素作用下,土體逐漸沉落密實。 (5)基坑(槽)回填應(yīng)在相對兩側(cè)或四周同時進(jìn)行回填與夯實。 (6)回填管溝時,應(yīng)人工先在管子周圍填土夯實,并從管道兩邊同時進(jìn)行直至管頂0.5m以上。在不損壞管道的情況下,方可采用機(jī)械填土回填夯實。 (7)用壓路機(jī)進(jìn)行填方壓實,應(yīng)采用“薄填、慢駛、多次”的方法,填土厚度不應(yīng)超過2530cm。 (8)土層表面太干時應(yīng)灑水濕潤后,繼續(xù)回填,以保證上、下層接合良好。 2-8 2-8 質(zhì)量控制與檢
16、驗質(zhì)量控制與檢驗 1.施工過程中應(yīng)檢查排水措施、每層填筑厚度和含水量控制等。 2.對有密實度要求的填方,在夯實或壓實之后,要對每層回填土采用環(huán)刀法(或灌砂法)取樣測定土的干密度,或用小輕便觸探儀直接通過錘擊數(shù)來檢驗干密度和密實度,符合設(shè)計要求后,才能填筑上層。 3.基坑和室內(nèi)填土,每層按100500m2取樣1組;場地平整填方,每層按400900m2取樣1組;管溝回填每2050m取樣1組,但每層均不少于1組,取樣部位在每層壓實后的下半部。用灌砂法取樣應(yīng)為每層壓實后的全部深度。 4.施工結(jié)束后應(yīng)檢查標(biāo)高、邊坡坡度、壓實程度等,檢驗標(biāo)準(zhǔn)參見下表。填土工程質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)(mm)項序檢查項目允許偏差或允許
17、值檢查方法樁基、基坑、基槽場地平整管溝地(路)面基礎(chǔ)層人工機(jī)械主控項目1標(biāo)高-503050-50-50 水準(zhǔn)儀2分層壓實系數(shù)設(shè)計要求 按規(guī)定方法一般項目1回填土料設(shè)計要求 取樣檢查 或直觀鑒別2分層厚度及含水量設(shè)計要求 水準(zhǔn)儀 及抽樣檢查3表面平整度2020302020用靠尺或水準(zhǔn)儀 為了保持基坑干燥,防止由于水浸泡發(fā)生邊坡塌方和地基承載力下降,必須做好基坑的降水工作。降水方法可分為重力降水(集水井、明渠等)和強(qiáng)制降水(輕型井點(diǎn)、深井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)等)。 土方工程中采用較多的是集水井降水和輕型井點(diǎn)降水。 3 3 降低地下水位降低地下水位 3 3- -1 1 集水井降水集水井降水 集水井降水是一種
18、設(shè)備簡單、應(yīng)用普遍的人工降低水方法。施工方法:開挖基坑或溝槽過程中,在基礎(chǔ)范圍以外地下水流的上游,沿坑底的周圍開挖排水溝,設(shè)置集水井,使水在重力作用下經(jīng)排水溝流入集水井內(nèi),然后用水泵抽出坑外(見下圖見下圖)。集水井的直徑或?qū)挾?,一般?.6m0.8m。其深度隨著挖土深度逐漸加深,應(yīng)經(jīng)常低于挖土面0.7m1.0m;井底鋪設(shè)碎石濾水層,以免抽水時將砂抽出。集水井降水適用于適用于水流較大的粗粒土層的降水,也可用于滲水量較小的粘性土層降水,但不適不適宜于宜于細(xì)砂土和粉砂土層,因為地下水滲出會帶走細(xì)粒而發(fā)生流砂現(xiàn)象。 v流砂:當(dāng)基坑(槽)挖土到地下水位以下,而土質(zhì)又是細(xì)砂或粉砂時,如采用集水井法降水開挖
19、,則基坑(槽)底下面的土?xí)纬闪鲃訝顟B(tài),并隨地下水涌入基坑,這種現(xiàn)象稱為流砂。v 流砂產(chǎn)生原因:水在土中滲流所產(chǎn)生的動水壓力(地下水的滲流對單位土體內(nèi)骨架產(chǎn)生的壓力)對土體作用。 流砂現(xiàn)象流砂現(xiàn)象v如果土層中產(chǎn)生局部流砂現(xiàn)象,應(yīng)采取減小動水壓力的處理措施,使坑底土顆粒穩(wěn)定,不受如果土層中產(chǎn)生局部流砂現(xiàn)象,應(yīng)采取減小動水壓力的處理措施,使坑底土顆粒穩(wěn)定,不受水壓干擾。水壓干擾。其方法其方法有:有:枯水期施工:使最高地下水位不高于坑底枯水期施工:使最高地下水位不高于坑底0.50.5m m; 水下挖土法:不抽水或減少抽水,保持坑內(nèi)水壓與地下水壓基本平衡;水下挖土法:不抽水或減少抽水,保持坑內(nèi)水壓與地
20、下水壓基本平衡; 井點(diǎn)降水法井點(diǎn)降水法打板樁法打板樁法地下連續(xù)墻法地下連續(xù)墻法凍結(jié)法施工凍結(jié)法施工井點(diǎn)降水:基坑開挖前,在基坑四周預(yù)先埋設(shè)一定數(shù)量的濾水管(井),在基坑開挖前和開挖過程中,利用抽水設(shè)備不斷抽出地下水,人工控制底下水流的方向,使地下水位降到坑底以下,直至土方和基礎(chǔ)工程施工結(jié)束為止。 井點(diǎn)降水有兩類:輕型井點(diǎn)和管井類(深井泵)。 對不同的土質(zhì)應(yīng)采用不同的降水形式,表表1.61.6為常用的降水形式。 3 3- -2 2 井點(diǎn)降水法井點(diǎn)降水法 表1 降水類型及適用條件 適合條件降水類型滲透系數(shù)(cm/s) 可能降低的水位深度(m) 輕型井點(diǎn)多級輕型井點(diǎn) 10-210-5 36 612
21、噴射井點(diǎn) 10-310-6 820 電滲井點(diǎn) 10-6 宜配合其他形式降水使用 深井井管 10-5 10 (1) 輕型井點(diǎn)輕型井點(diǎn) 輕型井點(diǎn)(圖圖1.171.17)就是沿基坑周圍或一側(cè)以一定間距將井點(diǎn)管(下端為濾管)埋入蓄水層內(nèi),井點(diǎn)管上部與總管連接,利用抽水設(shè)備將地下水經(jīng)濾管進(jìn)入井管,經(jīng)總管不斷抽出,從而將地下水位降至坑底以下。 輕型井點(diǎn)法適用于土壤的滲透系數(shù)為0.150m/d的土層中;降低水位深度:一級輕型井點(diǎn)36m,二級井點(diǎn)可達(dá)69m。 輕型井點(diǎn)設(shè)備由輕型井點(diǎn)設(shè)備由管管路系統(tǒng)和抽水設(shè)備路系統(tǒng)和抽水設(shè)備組成。管路系統(tǒng)包組成。管路系統(tǒng)包括括濾管、井點(diǎn)管、濾管、井點(diǎn)管、彎聯(lián)管及總管彎聯(lián)管及總管
22、等。等。 濾管濾管( (圖圖1.181.18) )為進(jìn)為進(jìn)水設(shè)備,其構(gòu)造是水設(shè)備,其構(gòu)造是否合理對抽水設(shè)備否合理對抽水設(shè)備影響很大,濾管必影響很大,濾管必須埋設(shè)在含水層中。須埋設(shè)在含水層中。 輕型井點(diǎn)的布置輕型井點(diǎn)的布置 當(dāng)基坑或溝槽寬度小于當(dāng)基坑或溝槽寬度小于6 6m m,水位降低深度不超過水位降低深度不超過5 5m m時,可用單排線狀井點(diǎn)布置在地下水時,可用單排線狀井點(diǎn)布置在地下水流的上游一側(cè),兩端延伸長度一般不小于溝槽寬度流的上游一側(cè),兩端延伸長度一般不小于溝槽寬度( (圖圖1.191.19) )。 v在考慮到抽水設(shè)備的水頭損失以后,井點(diǎn)降水深度一般不超過在考慮到抽水設(shè)備的水頭損失以后,
23、井點(diǎn)降水深度一般不超過6 6m m。井點(diǎn)管的埋設(shè)深度井點(diǎn)管的埋設(shè)深度H(H(不包括濾不包括濾管管) )按下式計算按下式計算( (圖圖1.19(1.19(b)b) ): 式中式中 H1H1井點(diǎn)管埋設(shè)面至基坑底的距離,井點(diǎn)管埋設(shè)面至基坑底的距離,m m; h h基坑中心處坑底面基坑中心處坑底面( (單排井點(diǎn)時,為遠(yuǎn)離井點(diǎn)一側(cè)坑底邊緣單排井點(diǎn)時,為遠(yuǎn)離井點(diǎn)一側(cè)坑底邊緣) )至降低后地下水位的距離,一般為至降低后地下水位的距離,一般為1.0m m; i i地下水降落坡度;環(huán)狀井點(diǎn)為地下水降落坡度;環(huán)狀井點(diǎn)為1/101/10,單排線狀井點(diǎn)為,單排線狀井點(diǎn)為1/41/4; L L井點(diǎn)管至
24、基坑中心的水平距離井點(diǎn)管至基坑中心的水平距離( (單排井點(diǎn)中為井點(diǎn)管至基坑另一側(cè)的水平距離單排井點(diǎn)中為井點(diǎn)管至基坑另一側(cè)的水平距離) ),m m。 1H +h+iLH (1.14)v如寬度大于如寬度大于6 6m m或土質(zhì)不良,滲透系數(shù)較大時,宜用或土質(zhì)不良,滲透系數(shù)較大時,宜用雙排井點(diǎn)雙排井點(diǎn),面積較大的基坑宜用,面積較大的基坑宜用環(huán)狀井環(huán)狀井點(diǎn)點(diǎn)( (圖圖1.201.20) );為便于挖土機(jī)械和運(yùn)輸車輛出入基坑,可不封閉,布置為;為便于挖土機(jī)械和運(yùn)輸車輛出入基坑,可不封閉,布置為U U形環(huán)狀井點(diǎn)形環(huán)狀井點(diǎn)。 v當(dāng)一級井點(diǎn)系統(tǒng)達(dá)不當(dāng)一級井點(diǎn)系統(tǒng)達(dá)不到降水深度時,可采到降水深度時,可采用二級井點(diǎn),即先挖用二級井點(diǎn),即先挖去第一級井點(diǎn)所疏干去第一級井點(diǎn)所
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