2021年盾構(gòu)始發(fā)施工方案_第1頁(yè)
2021年盾構(gòu)始發(fā)施工方案_第2頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

盾構(gòu)始發(fā)施工方案1始發(fā)順序本區(qū)間先利用一臺(tái)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行下行線(左線)掘進(jìn),然后進(jìn)場(chǎng)第二臺(tái)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行上行線(右線)掘進(jìn)。2盾構(gòu)始發(fā)工藝流程始發(fā)端加固始發(fā)端加固及效果檢查安裝盾構(gòu)始發(fā)基座及反力架盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)組裝調(diào)試安裝簾布橡膠板、調(diào)試后續(xù)設(shè)備組裝負(fù)環(huán)管片、盾構(gòu)機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)盾構(gòu)機(jī)貫入掌子面加壓、掘進(jìn)(拼裝負(fù)環(huán)管片)盾尾通過(guò)始發(fā)洞門(mén)、背襯回填、注漿圖6-1始發(fā)流程示意圖3盾構(gòu)始發(fā)施工參數(shù)取值盾構(gòu)始發(fā)施工前首先須對(duì)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過(guò)程中的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定,施工中再根據(jù)各種參數(shù)的使用效果及地質(zhì)條件變化在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)進(jìn)行調(diào)整、優(yōu)化。須設(shè)定的參數(shù)主要有土壓力、推力、刀盤(pán)扭矩、推進(jìn)速度及刀盤(pán)轉(zhuǎn)速、出土量、同步注漿壓力、添加劑使用量等。3.1土壓力設(shè)定1)始發(fā)段(始發(fā)100環(huán)內(nèi))盾構(gòu)機(jī)中部水靜止水土壓力計(jì)算pe1——盾構(gòu)中部的垂直土壓。pe1=γ×h1γ為土的平均容重,γ=1.88tm3;h1為盾構(gòu)機(jī)中部到地面距離:12.77~14.90mpe1=2.4~2.8barpe2——盾構(gòu)中部水壓。pe2=γ1×h2γ1為水的容重,γ1=1tm3;h2為始發(fā)段盾構(gòu)機(jī)中部到地面距離:9.87~12.00mpe2=1.0~1.2bar土倉(cāng)壓力值計(jì)算土倉(cāng)壓力P=(pe1+pe2)*λ+pe3λ——側(cè)壓系數(shù),取0.33pe3——經(jīng)驗(yàn)值,取0.1bar則,土倉(cāng)壓力P=1.2~1.4bar。3.2始發(fā)掘進(jìn)推力的計(jì)算地層參數(shù)按《巖土勘察報(bào)告》選取,于勘探期間測(cè)得的水位一般為2.9m-3.5m,水土壓力需分別考慮。選取可能出現(xiàn)的最不利受力情況埋深斷面進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)洞門(mén)的縱剖面圖,及埋深不大,在確定盾構(gòu)機(jī)拱頂處的豎向壓力Pe時(shí),可直接取全部上覆土體自重作為上覆土地層壓力。土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)總推力F,由盾構(gòu)與地層之間的摩擦阻力F1、刀盤(pán)正面推進(jìn)阻力F2、盾尾內(nèi)部與管片之間的摩擦阻力F3組成即按公式F=F1+F2+F3(1)盾構(gòu)地層之間的摩擦阻力F1計(jì)算可按公式F1=?*D*L*CC—凝聚力,單位tm2取C=4.5tm2L—盾殼長(zhǎng)度,9.2mD—盾體外徑,D=4m得:F1=?*D*L*?C=3.14?4?9.2?4.5=831.97t(2)盾構(gòu)機(jī)前方的推進(jìn)阻力F2水土壓力計(jì)算D——盾構(gòu)殼體計(jì)算外徑,取4m;L——盾構(gòu)殼體長(zhǎng)度,9.2m;pe1——盾構(gòu)頂部的垂直土壓。qfe1——盾構(gòu)機(jī)拱頂受的水平土壓;qfe1=λ×pe1pe2——盾構(gòu)底部的垂直土壓。qfe2——盾構(gòu)底部的水平土壓。qfe2=λ×pe2qfw1——盾構(gòu)頂部的水壓qfw2——盾構(gòu)底部的水壓P0為地面上置荷載,P0=2tm2;λ——側(cè)壓系數(shù),取0.33;γ為土容重,γ=1.88tm3;計(jì)算qfe1、qfe2、qfw1、qfw2pe1=γh+P0=20.85tm2pe2=(Pe+γ.D)λ=279tm2qfe1=0.33×20.85=88tm2qfe2=0.33×279=8.84tm2qfW1=(9.57-2.9)=67tm2qfW2=67+4=13.07tm2作用于盾構(gòu)外周和正面的水壓和土壓見(jiàn)圖6-2所示。按水壓和土壓分算公式計(jì)算,將以上各項(xiàng)代入公式得:F2=570t圖6-2盾構(gòu)機(jī)受力示意圖(4)盾尾內(nèi)部與管片之間的摩阻力F3F3=μc.ωs式中:Ws、μC為兩環(huán)管片的重量(計(jì)算時(shí)假定有兩環(huán)管片的重量作用在盾尾內(nèi),當(dāng)管片容重為2.5tm3,管片寬度按1.2m計(jì)時(shí),每環(huán)管片的重量為19.3t),兩環(huán)管片的重量為38.6t考慮。μC=0.3ωs——壓在盾尾內(nèi)的2環(huán)管片的自重F3=0.3×2×(3.144)(22-5.52)×1.2×2.5=11.57t計(jì)算盾構(gòu)機(jī)的總推力FF=F1+F2+F3F=831.97+570+11.57=1413.54t盾構(gòu)總推力為1413.54t。施工時(shí)以此理論計(jì)算值為目標(biāo)值控制盾構(gòu)千斤頂總推力,并根據(jù)具體情況做相應(yīng)調(diào)整。3.3刀盤(pán)扭矩盾構(gòu)的切削刀盤(pán)扭矩主要由土體的剪切阻力產(chǎn)生,其經(jīng)驗(yàn)公式如下:由于盾構(gòu)機(jī)穿越的地層為上部為粘土,下部為粉砂,故α取1.2扭矩T≈1.2×43=315t?m施工時(shí)以此值為目標(biāo)值控制刀盤(pán)切削。3.4盾構(gòu)千斤頂?shù)耐七M(jìn)速度及刀盤(pán)轉(zhuǎn)速的設(shè)定盾構(gòu)千斤頂?shù)耐七M(jìn)速度及刀盤(pán)轉(zhuǎn)速與盾構(gòu)機(jī)的性能密切相關(guān),同時(shí)也受工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件的影響。始發(fā)伊始,對(duì)參數(shù)設(shè)定首先要依據(jù)理論計(jì)算值進(jìn)行設(shè)定,在始發(fā)完成后的試掘進(jìn)階段可對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行對(duì)比,調(diào)整推進(jìn)速度與推力、刀盤(pán)轉(zhuǎn)速與扭矩的關(guān)系式,定出推進(jìn)速度和轉(zhuǎn)速的范圍。在本始發(fā)段中,隧道洞身范圍內(nèi)地層主要為粉砂及粉砂夾粉土,由于處于始發(fā)掘進(jìn)階段,推進(jìn)速度初始設(shè)定15~20mmmin,初始設(shè)定刀盤(pán)轉(zhuǎn)速應(yīng)小于1.5rmin。3.5出土量的設(shè)定本工程使用的管片外徑為6200mm,環(huán)寬為1200mm。刀盤(pán)的直徑為6420mm,每環(huán)的出土量C=π*L*(D2)2D—刀盤(pán)直徑;L—管片環(huán)寬;代入計(jì)算式計(jì)算出每環(huán)出土量為38.85m3,由于渣土中有泥水,在運(yùn)輸組織設(shè)計(jì)中,按38.06~50.51m3考慮。每環(huán)出土量直接反應(yīng)了盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)施工過(guò)程中的超挖情況,當(dāng)超挖較多時(shí),會(huì)使出土量驟增。在掘進(jìn)過(guò)程中,必須嚴(yán)格控制每環(huán)的出土量,并作好記錄。3.6添加劑使用在盾構(gòu)施工中,使用泡沫作為渣土改良用添加劑,其作用是:1)減小旋轉(zhuǎn)輸送機(jī)的扭矩,降低刀盤(pán)溫度;2)增強(qiáng)土體氣密性、止水性,保證開(kāi)挖面穩(wěn)定;3)與土體拌和均勻,使開(kāi)挖土具有良好的流動(dòng)性,增強(qiáng)土體可排性。添加劑注入量:刀盤(pán)前:約3%~5%的理論開(kāi)挖量密封倉(cāng):約5%的理論開(kāi)挖量添加劑注入壓力:需控制參數(shù)為刀盤(pán)前的注入壓力,以平衡開(kāi)挖面的水壓力為宜。在本區(qū)段內(nèi)設(shè)定注入壓力初始設(shè)定為0.15~0.2MPa。4負(fù)環(huán)管片拼裝盾構(gòu)始發(fā)推進(jìn)時(shí),需利用負(fù)環(huán)管片作為后背向前推進(jìn)。本工程負(fù)環(huán)管片一共設(shè)置8環(huán),全為封閉管片。負(fù)環(huán)管片采用砼管片,環(huán)寬均為1.2m。盾構(gòu)調(diào)試完成后馬上進(jìn)行負(fù)8和負(fù)7環(huán)管片的拼裝,負(fù)8和負(fù)7環(huán)管片的拼裝完成后,在對(duì)洞門(mén)密封裝置、導(dǎo)軌進(jìn)行檢查經(jīng)確認(rèn)無(wú)誤后,繼續(xù)拼裝負(fù)環(huán)管片直至將盾構(gòu)刀盤(pán)頂至始發(fā)工作面,以免工作面暴露太久失穩(wěn)坍塌。負(fù)環(huán)管片拼裝時(shí)應(yīng)注意如下事項(xiàng):1.負(fù)環(huán)管片采取錯(cuò)縫拼裝的方式并K塊位于16號(hào)位,應(yīng)確保負(fù)環(huán)管片的成圓度;圖6-3負(fù)環(huán)管片拼裝示意圖2.安裝第一環(huán)管片時(shí)必須準(zhǔn)確的確定第一塊管片的位置,以確保洞內(nèi)正環(huán)管片點(diǎn)位的正確,便于進(jìn)行其后的管片選型與線型調(diào)整。同時(shí),還需在封頂塊安裝前對(duì)鄰接塊管片進(jìn)行支托確保施工安全,正環(huán)拼裝完成后,應(yīng)在反力架上對(duì)應(yīng)于鄰接塊的位置焊接兩根h=100的工字鋼,確保管片不失圓;3.負(fù)環(huán)管片拼裝時(shí)隨盾構(gòu)機(jī)向前推進(jìn),在露出盾尾的管片與始發(fā)臺(tái)及側(cè)撐之間加墊木楔子和鋼楔子,以支托管片,使其保持穩(wěn)定,木楔子與鋼楔子交錯(cuò)使用。4.由于盾構(gòu)本體直徑比管片外徑大250mm,在管片拼裝完成出盾尾后,必須在盾構(gòu)始發(fā)基座軌面與管片之間設(shè)置125mm高具有足夠強(qiáng)度和剛度的墊塊支撐管片,本工程采用115mm鋼滑靴墊實(shí),滑靴與管片之間的縫隙再用鋼板或薄木楔塞緊,每環(huán)負(fù)環(huán)管片須墊兩對(duì)該墊塊。圖6-4負(fù)環(huán)管片與始發(fā)基座間空隙處理示意圖圖6-5滑靴示意圖5.負(fù)8環(huán)管片拼裝負(fù)8環(huán)管片拼裝采取盾構(gòu)拼裝機(jī)拼裝。管片拼裝前先在管片拼裝位置的下方的盾殼上焊5根20槽鋼,長(zhǎng)1.5m,間距1.5m,其中一根處于正下方位置,所有推進(jìn)千斤頂?shù)挠透拙簧斐觯?fù)8環(huán)管片拼在槽鋼上,避免負(fù)環(huán)管片推出盾尾時(shí)卡在盾尾密封刷上。負(fù)環(huán)封閉管片拼裝時(shí)封頂塊位于正上方(16號(hào)位),拼裝時(shí)先將該標(biāo)準(zhǔn)環(huán)的A1型管片放在正下方,待位置調(diào)正后在前后兩端面各用兩根鋼筋焊接定位以防拼裝其余管片時(shí)該管片移位,然后拼裝A2、A3管片,再拼B1、B2管片,最后拼裝封頂塊。拼裝A2、A3、B1、B2管片前要在其前后側(cè)的盾構(gòu)殼體上焊好吊環(huán),拼裝時(shí)每塊管片定位后立即擰好環(huán)向連接螺栓并在兩側(cè)用10mm直徑的鋼絲繩穿過(guò)管片縱向連接螺栓孔與預(yù)先焊好的吊環(huán)相連,通過(guò)手拉葫蘆緊固定位,以防管片轉(zhuǎn)動(dòng)和傾覆。該環(huán)管片拼裝完成經(jīng)檢查質(zhì)量符合要求后,將A1型管片的定位鋼筋割除,并打磨平整,同時(shí)解除A2、A3、B1、B2管片的側(cè)向定位連接,割除吊環(huán)將其打磨平整。負(fù)7環(huán)管片的拼裝啟動(dòng)盾構(gòu)推進(jìn)千斤頂將負(fù)8環(huán)管片推出1.2m,當(dāng)管片出盾尾時(shí)須用已加工好的方鋼墊塊及薄鋼板將管片與基座軌道間的間隙墊實(shí),墊塊分布每500mm一對(duì),隨管片從盾尾移出隨墊墊塊。推移負(fù)7環(huán)管片時(shí),要緩慢推移,要緩慢推移,盾構(gòu)各推進(jìn)千斤頂行程一致。7環(huán)管片與負(fù)8環(huán)管片采取通縫拼裝,負(fù)7環(huán)管片的各型管片拼裝順序與負(fù)8環(huán)管片相同。待各推進(jìn)千斤頂油缸全部縮回后將盾構(gòu)殼體上所焊的槽鋼割除并打磨平整。圖6-6負(fù)環(huán)管片墊塊示意圖7.負(fù)6環(huán)、負(fù)5環(huán)管片拼裝當(dāng)負(fù)7環(huán)管片拼裝完成后啟動(dòng)盾構(gòu)推進(jìn)千斤頂將已拼好的管片推出直至負(fù)8環(huán)管片與反力架密貼,然后先用薄鋼板將管片與反力架之間的縫隙墊實(shí),再將管片與反力架焊接定位牢固,然后安裝好鋼管片的橫撐。推移負(fù)7環(huán)管片時(shí),要緩慢推移,盾構(gòu)各推進(jìn)千斤頂行程一致。待洞門(mén)的密封裝置安裝、洞門(mén)內(nèi)混凝土的鑿除、導(dǎo)軌的安裝等工作全部結(jié)束并經(jīng)檢查驗(yàn)收合格后,繼續(xù)伸長(zhǎng)推進(jìn)千斤頂將盾構(gòu)向前推進(jìn),同步拼裝負(fù)6環(huán)、負(fù)5環(huán)管片,直至盾構(gòu)刀盤(pán)與盾構(gòu)始發(fā)工作面密貼為止。負(fù)環(huán)管片均為通縫拼裝。所有的管片在軸向和徑向均用螺栓相互連接。8.負(fù)環(huán)管片的加固形式由于負(fù)環(huán)管片是盾構(gòu)施工材料和出土的運(yùn)輸通道,為防止管片失穩(wěn),用φ20mm的鋼絲繩把負(fù)環(huán)管片捆綁為一體并與始發(fā)基座連接牢固,同時(shí)在管片的兩側(cè)設(shè)置支撐。圖6-7兩側(cè)焊接型鋼托架的圖紙5始發(fā)洞門(mén)的鑿除通過(guò)對(duì)洞門(mén)四周和中心開(kāi)孔進(jìn)行深探,觀察滲水情況,滿足加固要求后進(jìn)行洞門(mén)鑿除工作。為防止洞門(mén)完全破除后土體失穩(wěn)危及車(chē)站及隧道安全,當(dāng)盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)距地下連續(xù)墻1m時(shí),開(kāi)始采用人工鑿除方式破除圍護(hù)結(jié)構(gòu)。待圍護(hù)結(jié)構(gòu)最后一層主筋外露后,盾構(gòu)向前頂進(jìn)距離圍護(hù)結(jié)構(gòu)最后一層主筋50cm時(shí),開(kāi)始割除圍護(hù)結(jié)構(gòu)鋼筋。1.洞門(mén)鑿除之前應(yīng)尋找盾構(gòu)機(jī)中心點(diǎn),鑿除由外側(cè)向內(nèi)側(cè)、自上往下鑿除,并切割鋼筋,同時(shí)注意以下方面:1)破除前要仔細(xì)檢查斷面大小,并且要全部清除所有雜物,防止止水橡膠簾布進(jìn)洞時(shí)被洞門(mén)圈殘留的混凝土渣刮傷;(2)為防止洞門(mén)鑿除后產(chǎn)生滲水、坍塌等情況,必須備齊足夠的補(bǔ)強(qiáng)、堵漏及水泵等材料和機(jī)具,必要時(shí)采取掛網(wǎng)錨噴措施,防止端頭土體塌方。(3)在洞門(mén)鑿除過(guò)程中,必須加強(qiáng)變形監(jiān)測(cè)活動(dòng)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)鑿除順序如下圖,由上往下分層鑿除,首先將開(kāi)挖面鋼筋鑿出裸露并用氧焊切割掉,然后繼續(xù)鑿至迎土面鋼筋外露為止。鑿除完成后凈空尺寸不得小于6700mm。圖6-8洞門(mén)鑿除順序示意圖洞門(mén)鑿除前需先打鉆孔探明前方的水量檢測(cè),探孔主要分布在洞門(mén)四周,中間布置一個(gè),穿過(guò)鉆孔樁即可,檢查無(wú)滲漏水后對(duì)各孔進(jìn)行注漿封堵,封堵后觀察無(wú)滲漏水即可鑿除洞門(mén)。當(dāng)加固土體達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,采用壓密注漿的方式進(jìn)行補(bǔ)充加固,可以從地面鉆孔和洞門(mén)垂直鉆孔進(jìn)行注漿加固。2.洞門(mén)鑿除過(guò)程的應(yīng)急措施:發(fā)現(xiàn)有異常情況(小范圍塌方)后,迅速用木板和鋼管撐住,防止圍護(hù)結(jié)構(gòu)外土體坍塌然后盡快向圍護(hù)結(jié)構(gòu)外進(jìn)行注漿加固。6始發(fā)端加固體的切削本區(qū)間始發(fā)端端頭加固左右線采用攪拌樁加旋噴樁進(jìn)行加固,盾構(gòu)機(jī)在加固區(qū)內(nèi)掘進(jìn),應(yīng)采取低推力、高轉(zhuǎn)速,以較小的貫入度慢速切削通過(guò)加固區(qū)。刀盤(pán)保持較高轉(zhuǎn)速(1.5-2.0rmin),同時(shí)為刀盤(pán)注入較多泡沫(少量氣體),以潤(rùn)滑刀具及降低掌子面溫度。貫入度保持在3~5mmr以內(nèi),盾構(gòu)掘進(jìn)通過(guò)時(shí),要求做好洞門(mén)防水密閉措施,防止洞門(mén)涌水、涌砂。7盾構(gòu)始發(fā)施工過(guò)程在盾構(gòu)始發(fā)時(shí),盾構(gòu)機(jī)的1~6#后配套臺(tái)車(chē)均在車(chē)站底板內(nèi),始發(fā)階段后配套臺(tái)車(chē)將與盾構(gòu)本體同步前進(jìn)。7.1盾構(gòu)推進(jìn)1)刀盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)(1)刀盤(pán)起動(dòng)時(shí),須先低速轉(zhuǎn)動(dòng),待油壓、油溫及刀盤(pán)扭矩正常,且土倉(cāng)內(nèi)土壓變化穩(wěn)定后,再逐步提高刀盤(pán)轉(zhuǎn)速到設(shè)定值。盾構(gòu)機(jī)出加固區(qū)前,為克服地層土體強(qiáng)度的突變,防止地面沉降過(guò)大,必須提高土壓力,并根據(jù)反饋的信息對(duì)土壓力設(shè)定值及時(shí)做出調(diào)整。(2)刀盤(pán)起動(dòng)困難時(shí),應(yīng)正、反轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤(pán),待刀盤(pán)扭矩正常后,開(kāi)始正常掘進(jìn)。(3)在操作過(guò)程中,應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)控刀盤(pán)扭矩、油壓及油溫等參數(shù),若其中某參數(shù)報(bào)警時(shí),應(yīng)立即停機(jī)。需查明原因,進(jìn)行修理,待該參數(shù)恢復(fù)正常后方可繼續(xù)掘進(jìn)。(4)刀盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),盾構(gòu)機(jī)盾體會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)象。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)側(cè)傾較大時(shí),應(yīng)反方向轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤(pán),使盾構(gòu)機(jī)恢復(fù)到正常姿態(tài)。一般每推進(jìn)一環(huán)刀盤(pán)調(diào)整一次旋轉(zhuǎn)方向。2)千斤頂頂進(jìn)(1)在掘進(jìn)過(guò)程中,各組千斤頂應(yīng)保持均勻施力,嚴(yán)禁松動(dòng)千斤頂??紤]到盾構(gòu)機(jī)自重,掘進(jìn)過(guò)程中盾構(gòu)機(jī)下部千斤頂推力應(yīng)略大于上部千斤頂推力。(2)在始發(fā)的曲線段掘進(jìn)施工中,千斤頂行程誤差應(yīng)控制在50mm內(nèi),且單側(cè)推力不宜過(guò)大,以防擠裂管片。3)出土(1)出土?xí)r的操作順序?yàn)殚_(kāi)啟皮帶運(yùn)輸機(jī),然后開(kāi)啟出土口,開(kāi)螺旋輸送機(jī)。出土口在剛開(kāi)啟時(shí)不宜過(guò)大,須先觀察出土情況,如果無(wú)水土噴泄現(xiàn)象,可將出土口開(kāi)啟至正常施工狀態(tài)。(2)螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速和敞口的大小應(yīng)由土壓決定,當(dāng)倉(cāng)內(nèi)土壓略大于設(shè)定值時(shí),方可進(jìn)行出土作業(yè)。(3)排出的碴土以疏軟但不松散、潮濕但不析水為最佳。如出現(xiàn)水土分離或土質(zhì)過(guò)干現(xiàn)象,需向螺旋輸送機(jī)內(nèi)注入土體改良添加劑。4)推進(jìn)控制在初始階段施工時(shí),刀盤(pán)一般轉(zhuǎn)速小于1.5rpm,速度應(yīng)控制在15~20mmmin。在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的同時(shí),可向切口注入艙內(nèi)土體添加劑,以改良土體,降低刀盤(pán)扭矩。盾構(gòu)機(jī)在導(dǎo)軌上推進(jìn)時(shí),對(duì)脫出盾尾的管片,應(yīng)及時(shí)用木楔填充空隙,同時(shí)利用管片支架固定管片。盾構(gòu)掘進(jìn)施工過(guò)程中的軸線控制是整個(gè)盾構(gòu)施工過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié),盾構(gòu)在施工中大多數(shù)情況下不是沿著設(shè)計(jì)軸線掘進(jìn),而是在設(shè)計(jì)軸線的上、下、左、右方向上擺動(dòng),偏離設(shè)計(jì)軸線的差值必須要滿足相關(guān)規(guī)范的要求,因此在盾構(gòu)掘進(jìn)中要采取一定的控制程序來(lái)控制隧道軸線的偏離。為保證隧道軸線的方向,必須建立一套嚴(yán)密的人工測(cè)量和VMT自動(dòng)測(cè)量控制系統(tǒng),嚴(yán)格控制測(cè)量的精度,合理布設(shè)洞內(nèi)的測(cè)量控制點(diǎn)和導(dǎo)線,根據(jù)工程中的實(shí)際情況合理控制測(cè)量和復(fù)核的頻率。在掘進(jìn)過(guò)程中關(guān)鍵是要嚴(yán)格控制千斤頂?shù)男谐獭⒂蛪汉陀土?,根?jù)最新的測(cè)量結(jié)果調(diào)整盾構(gòu)機(jī)及管片的位置和姿態(tài),按“勤糾偏、小糾偏”的原則,通過(guò)嚴(yán)格的計(jì)算合理選擇和控制各千斤頂?shù)男谐塘?,從而使盾?gòu)和隧道軸線沿設(shè)計(jì)軸線在容許偏差范圍內(nèi)平緩?fù)七M(jìn)。切不可糾偏幅度過(guò)大,以控制隧道平面與高程偏差而引起的隧道軸線折角變化不超過(guò)0.4%。5)盾構(gòu)掘進(jìn)中遇有下列情況之一時(shí),應(yīng)立即停止掘進(jìn),待查明原因并恢復(fù)后,方可繼續(xù)掘進(jìn)。(1)刀盤(pán)扭矩、土倉(cāng)土壓突變;(2)出土量明顯超過(guò)理論值;(3)盾構(gòu)自轉(zhuǎn)角度過(guò)大;(4)盾構(gòu)位置偏離過(guò)大;(5)盾構(gòu)推力較預(yù)計(jì)的差別大;(6)可能發(fā)生危及管片防水、運(yùn)輸及注漿遇有故障等。7.2管片拼裝本程中采用了預(yù)制混凝土管片作為襯砌環(huán),管片外徑6200mm,內(nèi)徑5500mm,每環(huán)管片長(zhǎng)度1200mm,管片采用“3A+2B+1C(楔塊)”錯(cuò)縫拼裝,管片接縫采用EPDM橡膠彈性密封墊防水。1)工藝流程管片的選擇管片清理管片運(yùn)輸就位管片拼裝2)操作方法(1)管片選擇通用環(huán)管片在使用時(shí)必須預(yù)先根據(jù)盾構(gòu)機(jī)的位置及盾尾間隙大小選定管片的拼裝位置,管片的拼裝依據(jù)主要有以下兩條,在管片拼裝分析時(shí)要綜合分析確定,缺一不可。A.盾構(gòu)千斤頂與鉸接千斤頂?shù)男谐滩罟芷囱b的總原則是拼裝的管片與盾尾的構(gòu)造方向應(yīng)盡量保持一致。對(duì)鉸接的盾構(gòu)而言,管片拼裝后千斤頂?shù)男谐滩钭詈脼殂q接千斤頂?shù)男谐滩?。B.管片拼裝前后管片外表面與盾殼內(nèi)面的間隙在盾構(gòu)機(jī)尾部設(shè)有三道密封刷,用于保證在施工過(guò)程中不會(huì)有水土進(jìn)入隧道,在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的同時(shí),將向密封刷補(bǔ)充油脂,確保盾構(gòu)機(jī)密封性能,在密封刷前端設(shè)有保護(hù)塊用于保護(hù)密封刷不受損害,如果盾尾間隙過(guò)小,在管片脫出盾尾時(shí),將產(chǎn)生較大變形,影響成型隧道的質(zhì)量;同時(shí),過(guò)小的盾尾間隙也將直接損壞盾構(gòu)機(jī)的密封刷。(2)管片清理在管片型號(hào)確定后,對(duì)要吊裝的管片表面進(jìn)行清理。清理時(shí)應(yīng)特別注意將管片四周的橡膠密封墊表面擦拭干凈,以保證管片拼裝后的防水質(zhì)量。而且在拼裝過(guò)程中要隨時(shí)清除盾尾拼裝部位的垃圾。(3)管片運(yùn)輸垂直運(yùn)輸:由龍門(mén)吊將管片從地面運(yùn)輸至施工豎井內(nèi),放置于管片運(yùn)輸平板車(chē)上。隧道內(nèi)水平運(yùn)輸:用電瓶車(chē)將管片運(yùn)輸至盾構(gòu)后配套內(nèi)。管片在盾構(gòu)后配套等待期間,管片表面應(yīng)覆蓋苫布,以避免被碴土污染。后配套內(nèi)的運(yùn)輸:運(yùn)輸前須將管片吊點(diǎn)與管片行車(chē)連接牢固,再由管片行車(chē)將管片運(yùn)輸至管片拼裝區(qū)。(4)管片拼裝應(yīng)按管片拼裝方案確定的順序進(jìn)行拼裝。一般先拼裝底部管片,然后自下而上左右交叉安裝,最后拼裝楔形塊。拼裝中每環(huán)管片應(yīng)均布擺勻并嚴(yán)格控制環(huán)面高差。管片拼裝前,先在每塊片管片螺栓孔位置做好標(biāo)記,以便于管片的定位。管片拼裝時(shí),應(yīng)先將待拼管片區(qū)域內(nèi)的千斤頂油缸回縮,滿足管片就位的空間要求。在進(jìn)行管片初步就位過(guò)程中,應(yīng)平穩(wěn)控制管片拼裝機(jī)的動(dòng)作,避免待拼管片與相鄰管片發(fā)生摩擦、碰撞,而造成管片或EPDM橡膠彈性密封墊的損壞。管片初步就位后,通過(guò)塞尺與靠尺對(duì)相鄰管片相鄰環(huán)面高差進(jìn)行量測(cè),根據(jù)量測(cè)數(shù)值對(duì)管片進(jìn)行微調(diào),當(dāng)相鄰管片環(huán)面高差達(dá)到要求后,及時(shí)靠攏千斤頂,防止管片移位。千斤頂頂緊后進(jìn)行管片連接螺栓的安裝。前一塊管片拼裝結(jié)束后,重復(fù)上一步驟,繼續(xù)進(jìn)行其它管片的拼裝。3)管片拼裝施工要求為保證管片拼裝質(zhì)量及施工進(jìn)度,施工時(shí)必嚴(yán)格按照如下要求進(jìn)行管片拼裝的施工:(1)為加快拼裝施工速度,應(yīng)在出土結(jié)束前事先把管片運(yùn)進(jìn)拼裝區(qū),若管片在本環(huán)施工完成前未進(jìn)入拼裝區(qū),要在土車(chē)出來(lái)后,立即把管片車(chē)運(yùn)至拼裝區(qū),以便為下一步施工做好準(zhǔn)備;另外,為保證管片在掘進(jìn)過(guò)程中不被泥土污染,也不宜提前將管片備好。(2)同時(shí)必須注意管片定位的正確,尤其是第一塊管片的定位會(huì)影響整環(huán)管片拼裝質(zhì)量及與盾構(gòu)的相對(duì)位置,盡量做到對(duì)稱。(3)管片拼裝要嚴(yán)格控制好環(huán)面的平整度及拼裝環(huán)的橢圓度。(4)每塊管片拼裝完后,要及時(shí)靠攏千斤頂,以防盾構(gòu)后退及管片移位,在每環(huán)襯砌拼裝結(jié)束后及時(shí)擰緊連接襯砌的縱、環(huán)向螺栓,擰緊時(shí)要注意檢查螺栓孔密封圈是否已全部穿入,不得出現(xiàn)遺漏。在該襯砌脫出盾尾后,應(yīng)再次擰緊縱、環(huán)向螺栓。在進(jìn)入下一環(huán)管片拼裝作業(yè)前,應(yīng)對(duì)相鄰已拼裝成型的3環(huán)范圍內(nèi)的隧道的管片連接螺栓進(jìn)行全面檢查并復(fù)緊。(5)封頂塊防水密封墊應(yīng)在拼裝前涂潤(rùn)滑劑。(6)在管片拼裝的過(guò)程中如果需要調(diào)整管片之間的的位置,不能在管片軸向受力時(shí)進(jìn)行調(diào)整,以防止損壞防水橡膠彈性密封墊。7.3盾尾同步注漿根據(jù)本區(qū)間地質(zhì)條件及設(shè)計(jì)要求,初步擬用兩組漿液配比,一組采用新型大比重單液漿(俗稱厚漿),另一組采用水泥漿液。同步注漿液漿所需滿足以下要求:泌水率≤3%,漿液1天的強(qiáng)度≥0.1MPa,28天強(qiáng)度R28≥1.0MPa,并確保在列車(chē)震動(dòng)和7度地震下不液化,該漿液通過(guò)試驗(yàn)確定漿液配比,為滿足施工要求,可適當(dāng)調(diào)整漿液配合比。擬定同步注漿配比如下:配比1石灰粉煤灰砂膨潤(rùn)土水10040080050540配比2水泥粉煤灰砂膨潤(rùn)土水24020080066483依據(jù)本區(qū)間線路埋深及地質(zhì)情況,初始盾尾注漿壓力設(shè)定為0.2~0.3MPa。盾尾同步注漿理論量為每環(huán)5.2m3,根據(jù)不同的地質(zhì)條件相應(yīng)的控制注漿量。同時(shí)要求同步注漿速度必須與盾構(gòu)推進(jìn)速度一致。7.3二次注漿為了防止同步注漿不能很好的填補(bǔ)管片背后的空隙,在連接橋右側(cè)的平臺(tái)上放置一臺(tái)氣動(dòng)注漿泵,在掘進(jìn)的同時(shí)進(jìn)行二次注雙液漿。二次注漿也與掘進(jìn)同步。雙液漿的配比為:(150kg水泥+100kg水)+(400L水玻璃+600L水)。注入速率:V水泥漿液:V水波璃漿液=3:17.5運(yùn)輸組織使用2臺(tái)龍門(mén)吊進(jìn)行垂直及水平運(yùn)輸,后配套臺(tái)車(chē)與垂直運(yùn)輸設(shè)備之間的隧道內(nèi)水平軌道運(yùn)輸,從后軌排井垂直運(yùn)輸材料及管片、碴土。1)碴土的運(yùn)輸從始發(fā)開(kāi)始工作面碴土的運(yùn)輸均是經(jīng)螺旋輸送機(jī)排至后配套臺(tái)車(chē)架的皮帶輸送機(jī)上,經(jīng)皮帶輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)后直接排入土斗,土斗容積18m3,土斗放置于土斗車(chē)上,利用電瓶車(chē)?yán)恋跹b口,用龍門(mén)吊吊至地面集土坑,通過(guò)翻轉(zhuǎn)架將碴土翻入集土坑,再經(jīng)鏟車(chē)轉(zhuǎn)裝,通過(guò)運(yùn)土卡車(chē)運(yùn)至棄土場(chǎng)。始發(fā)推進(jìn)初始,由于推進(jìn)速度較小,每條線配備一臺(tái)電瓶車(chē)。2)管片運(yùn)輸每環(huán)推進(jìn)結(jié)束,碴土運(yùn)至地面后,開(kāi)始管片的運(yùn)輸。運(yùn)輸管片的板車(chē)與碴土運(yùn)輸板車(chē)共用。每車(chē)放3塊管片。吊放管片前,板車(chē)上要墊好墊木,確保管片放置穩(wěn)定、安全。3)材料運(yùn)輸材料運(yùn)輸共用碴土運(yùn)輸板車(chē),一般在鋪軌期間進(jìn)行軌枕、軌道等施工輔助材料的運(yùn)輸。7.6鋪軌1)軌道材料采用20#B工字鋼做軌枕,長(zhǎng)3.0m。軌道為6m長(zhǎng)的43kgm的中翼工字鋼鋼軌。本工程軌道連接選用鐵路常用扣件,用普通M24螺栓加防轉(zhuǎn)墊圈代替螺栓旋道釘。扣件由M24螺栓、螺母、平墊圈、彈簧墊圈、扣板等零件組成。2)鋼軌的運(yùn)輸堆放鋼軌分批運(yùn)到工地。鋼軌運(yùn)送到工地后,堆放在臨時(shí)材料存放區(qū),洞內(nèi)需延長(zhǎng)軌道時(shí),用龍門(mén)吊將鋼軌吊裝在平板運(yùn)輸車(chē)上,運(yùn)送到鋪軌處。3)軌道鋪設(shè)隨著盾構(gòu)的向前推進(jìn),軌道需不斷向前延伸。當(dāng)盾構(gòu)推進(jìn)4環(huán)后,開(kāi)始進(jìn)行第一次軌道延伸。以后原則上每推進(jìn)5環(huán)延一次軌,每次延伸6m。。軌道鋪設(shè)一般在盾構(gòu)檢修、保養(yǎng)時(shí)進(jìn)行。軌道鋪設(shè)要求:(1)軌枕水平、穩(wěn)定。軌枕間距1.2m,要求分布均勻,間距誤差不大于50mm;(2)軌道順直,接頭間隙控制在1-2mm,錯(cuò)臺(tái)控制在2mm以下;(3)軌距誤差控制在3mm以內(nèi);(4)軌道連接及固定零件齊全,緊固有效4)軌道的維修保養(yǎng)(1)軌枕軌枕在制作時(shí)一定要按照設(shè)計(jì)尺寸精確加工,加工完成后復(fù)查尺寸無(wú)誤后投入使用。軌枕在鋪設(shè)時(shí)要確保每根軌枕兩端與管片內(nèi)面面接觸。(2)保養(yǎng)施工中要對(duì)軌枕進(jìn)行定期檢查、保養(yǎng),主要手段就是保持軌枕水平、穩(wěn)固。發(fā)現(xiàn)輕枕間距或軌枕水平發(fā)生變化,立即進(jìn)行調(diào)整恢復(fù)。(3)鋼軌及扣件及時(shí)保養(yǎng)維修對(duì)于保證運(yùn)輸安全,杜絕運(yùn)輸事故有著極其重要的作用。鋼軌檢查內(nèi)容主要有:A.查看軌面是否有裂縫、凹坑;B.鋼軌接縫是否有傷、缺損或者接縫過(guò)寬;C.鋼軌扣件及接頭夾板是否松動(dòng)、缺損;D.軌距及鋼軌線形是否發(fā)生變化;7.7管線延伸隨著盾構(gòu)機(jī)向前推進(jìn),冷卻水管、高壓電纜需同步不斷向前延伸。每班由專人負(fù)責(zé)管線延伸。每次推進(jìn)盾構(gòu)前必須對(duì)管線進(jìn)行檢查,確保其能滿足盾構(gòu)正常推進(jìn)的需要。8負(fù)環(huán)管片及反力架的拆除盾構(gòu)完成100m初期掘進(jìn)以后開(kāi)始對(duì)負(fù)環(huán)管片、始發(fā)基座和反力架進(jìn)行拆除。1.拆除臨時(shí)管片之前,將洞門(mén)附近的管片用6根[18槽鋼沿隧道縱向拉緊,并注意擰緊螺栓,防止管片松弛。2.將反力架后座與始發(fā)豎井結(jié)構(gòu)分離,采用切割反力架后撐的型鋼,并用千斤頂頂開(kāi)后,將反力架和始發(fā)豎井結(jié)構(gòu)分離100mm左右。3.拆除其它負(fù)環(huán)各連接螺栓,分別吊出井口。4.分塊拆除始發(fā)托架和反力架并調(diào)出井口。9始發(fā)掘進(jìn)技術(shù)要點(diǎn)1.要嚴(yán)格控制始發(fā)基座、反力架和負(fù)環(huán)的安裝定位精度,確保盾構(gòu)始發(fā)姿態(tài)與設(shè)計(jì)線路基本重合。2.第一環(huán)負(fù)環(huán)管片定位時(shí),管片的后端面應(yīng)與線路中線垂直。負(fù)環(huán)管片軸線與線路的軸線重合,負(fù)環(huán)管片采用通縫拼裝方式。3.盾構(gòu)機(jī)軸線與隧道設(shè)計(jì)軸線基本保持平行,盾構(gòu)中線比設(shè)計(jì)軸線適當(dāng)抬高2~3cm。4.盾構(gòu)在基座上向前推進(jìn)時(shí),各組推進(jìn)油缸保持同步。5.初始掘進(jìn)時(shí),盾構(gòu)機(jī)處于基座上。因此,需在基座及盾構(gòu)機(jī)上焊接相對(duì)的防扭轉(zhuǎn)支座,為盾構(gòu)機(jī)初始掘進(jìn)提供反扭矩,防止盾體發(fā)生轉(zhuǎn)體。始發(fā)階段,設(shè)備處于磨合期。要注意推力、扭矩的控制,同時(shí)也要注意各部位油脂的有效使用。掘進(jìn)總推力應(yīng)控制在反力架承受能力以下,同時(shí)確保在此推力下刀具切入地層所產(chǎn)生的扭矩小于基座提供的反扭矩。7.盾構(gòu)進(jìn)入洞門(mén)前把盾殼上的焊接棱角打平,防止割壞洞門(mén)防水簾布。8.時(shí)刻注意簾布及翻板的情況以防翻轉(zhuǎn)。10地表沉降控制在盾構(gòu)法施工中,地表沉降控制是根據(jù)反饋信息進(jìn)行施工參數(shù)的優(yōu)化,從而減少地表沉降。地表沉降控制的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系圖如下:生產(chǎn)控制中心生產(chǎn)控制中心盾構(gòu)機(jī)控制室地表沉降監(jiān)測(cè)圖6-9地表沉降控制網(wǎng)絡(luò)關(guān)系地表沉降監(jiān)測(cè)的反饋數(shù)據(jù)及盾構(gòu)機(jī)控制室的施工參數(shù)將統(tǒng)一匯總到生產(chǎn)控制中心,生產(chǎn)控制中心依據(jù)各種參數(shù)的設(shè)定與地表沉降控制效果進(jìn)行總結(jié)、分析,研究各種參數(shù)與地表沉降關(guān)系,并下達(dá)施工指令,優(yōu)化盾構(gòu)掘進(jìn)的施工參數(shù)達(dá)到控制地表沉降的目的。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)通過(guò)重要建筑物或者地表沉降值突變時(shí),生產(chǎn)控制中心將同時(shí)下達(dá)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)力度的施工指令。地表沉降的控制可分為正常掘進(jìn)施工時(shí)和停機(jī)期間的地表沉降控制措施。10.1掘進(jìn)時(shí)的地表沉降控制措施地表沉降可以通過(guò)控制施工參數(shù)和加強(qiáng)施工管理實(shí)現(xiàn),在本工程中正常施工時(shí)將采用的地表沉降控制方法如下:1)為減小開(kāi)挖土體的移動(dòng)必需按要求設(shè)定土壓力大小,土壓力計(jì)算已有許多成熟的計(jì)算方法,在施工前預(yù)先計(jì)算,施工中嚴(yán)格管理,使土壓略大于在計(jì)算值(一般大于計(jì)算值0.02~0.04Mpa)。掘進(jìn)過(guò)程加強(qiáng)對(duì)土壓的管理,在停機(jī)前也應(yīng)進(jìn)行處理,以保證在停機(jī)過(guò)程中,土壓維持的時(shí)間較長(zhǎng),停機(jī)期間應(yīng)有專門(mén)的值班人員對(duì)土壓力進(jìn)行監(jiān)視,并做好記錄,當(dāng)土壓有變化時(shí),還應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的措施使土壓恢復(fù)。2)嚴(yán)格控制注漿量在施工過(guò)程中對(duì)注漿應(yīng)加強(qiáng)管理,注漿操作是盾構(gòu)施工中的一個(gè)關(guān)鍵工序。為防止土體擠入盾尾空隙,必需嚴(yán)格按照“確保注漿壓力,兼顧注漿量”的雙重保障原則,并且在實(shí)際平均注漿量的合理范圍內(nèi)波動(dòng)。注漿操作必需有專人完成,在每環(huán)掘進(jìn)完成后必需對(duì)注漿量進(jìn)行記錄,當(dāng)發(fā)現(xiàn)注漿量變化較大時(shí),應(yīng)進(jìn)行認(rèn)真分析其原因,通過(guò)加大注漿壓力等方法補(bǔ)注,當(dāng)補(bǔ)注不能進(jìn)行時(shí)必需及時(shí)進(jìn)行二次補(bǔ)漿。3)盡量減少盾構(gòu)推進(jìn)方向的改變?cè)诙軜?gòu)機(jī)推進(jìn)過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行“勤糾偏、小糾偏”的原則,嚴(yán)禁大幅度糾偏,盡量減少因施工原因產(chǎn)生的盾構(gòu)推進(jìn)方向的改變;當(dāng)盾構(gòu)機(jī)在曲線段行進(jìn)或仰頭、低頭推進(jìn)過(guò)程中必須嚴(yán)格控制超挖方向,保證出土量在合理的范圍之內(nèi)。盾構(gòu)機(jī)的行進(jìn)方向與盾構(gòu)操作手的作業(yè)水平有直接關(guān)系,當(dāng)盾構(gòu)操作手熟練程度較高時(shí),能夠很好的按照“勤糾偏、小糾偏”原則進(jìn)行掘進(jìn),否則不能正確實(shí)施這一原則,當(dāng)這種情況出現(xiàn)后,大糾偏將造成較大超挖。因此,在通過(guò)重要建(構(gòu))筑物及危舊建筑時(shí)施工時(shí),應(yīng)由熟練的盾構(gòu)操作手完成。4)嚴(yán)密觀察土質(zhì)狀況地下水位變化是必然的,施工中要注意挖掘出土體的質(zhì)量監(jiān)控。施工過(guò)程中應(yīng)杜絕水土分離現(xiàn)象的出現(xiàn),當(dāng)土體中因地層中含水量較大時(shí),應(yīng)提高設(shè)定的壓力,增大加氣量,這樣在平衡土壓力提高的同時(shí),可以暫時(shí)避開(kāi)開(kāi)挖面的地下水,保證挖掘出土的質(zhì)量,在粘土中施工時(shí),應(yīng)使用泡沫改善出土質(zhì)量。5)施工中減少對(duì)地層的擾動(dòng)盾構(gòu)施工對(duì)地層的擾動(dòng)主要由盾構(gòu)機(jī)千斤頂?shù)耐屏暗侗P(pán)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生,因此施工中應(yīng)加強(qiáng)盾構(gòu)機(jī)的保養(yǎng)維修,確保盾構(gòu)機(jī)的性能正常;在掘進(jìn)同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)添加劑使用情況的檢查,不斷優(yōu)化添加劑的注入率和膨脹率,以達(dá)到最佳的使用狀態(tài);當(dāng)土壓力突變時(shí),認(rèn)真分析變化原因,采取相應(yīng)措施,盡可能減小對(duì)地層的擾動(dòng)。6)保證拼裝質(zhì)量隧道管片的變形量與管片拼裝的質(zhì)量有緊密聯(lián)系,所以在施工過(guò)程中,一定要強(qiáng)化拼裝施工的管理,減小錯(cuò)臺(tái),保證一次緊固結(jié)實(shí),在每環(huán)掘進(jìn)過(guò)程中,適時(shí)對(duì)螺栓進(jìn)行二次緊固,在拼裝下一環(huán)管片前,對(duì)上一環(huán)管片進(jìn)行第3次緊固。7)信息化施工管理在施工的同時(shí),在施工現(xiàn)場(chǎng)配備一套監(jiān)視系統(tǒng),在地面控制室可以對(duì)施工的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行很好的控制。在地面控制室還有一臺(tái)與盾構(gòu)機(jī)控制室操作面板相同的實(shí)時(shí)監(jiān)控計(jì)算機(jī),可以隨時(shí)觀察盾構(gòu)機(jī)的各種狀態(tài),及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,進(jìn)行處理。施工過(guò)程中有大量的施工數(shù)據(jù)需要記錄,而且及時(shí)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、總結(jié)。特別是監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)結(jié)果更應(yīng)當(dāng)分析,以便通過(guò)優(yōu)化各種施工參數(shù)對(duì)地表沉降進(jìn)行控制。10.2停機(jī)前及停機(jī)期間的地表沉降控制措施施工期間盾構(gòu)機(jī)因?yàn)楦鞣N原因需要停止施工,為控制停機(jī)期間的地表

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