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地下洞室開(kāi)挖施工方案及技術(shù)措施1.1洞挖施工方案1.1.1洞口30m范圍開(kāi)挖(1)施工程序洞臉邊坡開(kāi)挖及支護(hù)完成后,即開(kāi)始洞挖施工。首先對(duì)洞口進(jìn)行加固,本標(biāo)段導(dǎo)流洞進(jìn)出口以Ⅲ類圍巖為主,因此在進(jìn)洞前做好洞口的鎖口錨桿施工,必要時(shí)采用鎖口錨樁。由于洞口埋深較淺,開(kāi)挖前須進(jìn)行超前支護(hù),視現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況采用超前錨桿、小導(dǎo)管及管棚等超前支護(hù)手段。在完成每循環(huán)的超前支護(hù)后,才進(jìn)行循環(huán)洞挖。每循環(huán)進(jìn)尺后,立即進(jìn)行系統(tǒng)支護(hù),保證成洞穩(wěn)定。(2)施工方法洞口段開(kāi)挖斷面尺寸為4.5×5.5m(寬×高),采用人工鉆爆法全斷面開(kāi)挖,鉆孔設(shè)備為YT-28手風(fēng)鉆。出渣采用ZL15裝載機(jī)端渣出洞后裝車運(yùn)輸。(3)洞挖作業(yè)循環(huán)為保證安全和成洞段穩(wěn)定,支護(hù)施工需要緊跟開(kāi)挖工作面。因此開(kāi)挖作業(yè)和支護(hù)施工的總時(shí)間需要作為一個(gè)整體施工循環(huán)。每完成一個(gè)開(kāi)挖循環(huán)后需要進(jìn)行洞內(nèi)的系統(tǒng)支護(hù)和下一循環(huán)的超前支護(hù)。導(dǎo)流洞口30m范圍洞挖,單循環(huán)時(shí)間按18.5小時(shí)控制,平均月進(jìn)尺80m。初擬的洞口段開(kāi)挖循環(huán)時(shí)間見(jiàn)表1.5-1。表1.5-1洞口30m范圍洞挖單循環(huán)時(shí)間表工序測(cè)量鉆孔裝藥爆破排煙安全處理出渣支護(hù)及其他合計(jì)時(shí)間(h)0.56.02.00.50.53.06=SUM(LEFT)18.5單循環(huán)進(jìn)尺2.5m,月平均進(jìn)尺80m。(4)鉆爆參數(shù)鉆爆參數(shù)根據(jù)本工程的地質(zhì)條件和工程特點(diǎn),結(jié)合以往類似工程的施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選定。循環(huán)進(jìn)尺暫定為2.5m。掏槽形式為十字四空孔掏槽,掏槽孔間距30cm,主爆孔間排距75×90cm,周邊孔間距60cm。爆破器材選用乳化炸藥、非電毫秒雷管起爆、聯(lián)網(wǎng)微差爆破。初擬的洞口段爆破參數(shù)見(jiàn)表1.5-2。洞口段爆破設(shè)計(jì)見(jiàn)圖YLNY-2012-002-SG-SK-07-02表1.5-2洞口段開(kāi)挖爆破參數(shù)表參數(shù)類別鉆孔機(jī)械孔深(m)孔徑(mm)孔距(cm)排距(cm)藥徑(mm)單孔藥量掏槽孔YT-282.7Ф4230/Ф321.8kg主爆孔YT-282.5Ф427590Ф321.7kg光爆孔YT-282.5Ф4260/Ф25120g/m底孔YT-282.5Ф4260/Ф25140g/m1.1.2洞身段Ⅱ、Ⅲ類圍巖開(kāi)挖(1)施工程序本標(biāo)段導(dǎo)流洞圍巖情況較好,基本屬于Ⅱ、Ⅲ類圍巖。其中Ⅱ類圍巖占總洞長(zhǎng)的87%。對(duì)于Ⅱ、Ⅲ類圍巖洞挖施工,掘進(jìn)中可不進(jìn)行超前支護(hù),系統(tǒng)支護(hù)施工滯后開(kāi)挖掌子面30~50m。這樣既可保證洞室穩(wěn)定又減小了開(kāi)挖和支護(hù)的交叉干擾,達(dá)到提高掘進(jìn)速度的目的。(2)施工方法洞身段典型的開(kāi)挖斷面尺寸為4.3×5.3m(寬×高),采用人工全斷面鉆爆開(kāi)挖,鉆孔設(shè)備為YT-28手風(fēng)鉆。出渣采用ZL15裝載機(jī)配3t農(nóng)用自卸汽車出渣。農(nóng)用車出洞后,倒裝至15t自卸車運(yùn)輸至指定渣場(chǎng)。(3)洞挖作業(yè)循環(huán)洞身段Ⅱ、Ⅲ類圍巖巖石圈自穩(wěn)能力較強(qiáng),支護(hù)施工可滯后開(kāi)挖掌子面一定距離,從而減小開(kāi)挖和支護(hù)之間的施工干擾。洞挖循環(huán)進(jìn)尺僅需考慮開(kāi)挖作業(yè)循環(huán)時(shí)間,支護(hù)施工不占直線工期。Ⅲ類圍巖洞段開(kāi)挖,單循環(huán)時(shí)間按13小時(shí)控制,平均月進(jìn)尺115m。初擬的洞身段開(kāi)挖循環(huán)時(shí)間見(jiàn)表1.5-3。表1.5-3洞身段洞挖單循環(huán)時(shí)間表工序測(cè)量鉆孔裝藥爆破排煙安全處理出渣支護(hù)及其他合計(jì)時(shí)間(h)0.56.02.00.504.00=SUM(LEFT)13.0單循環(huán)進(jìn)尺2.5m,月平均進(jìn)尺115m。(4)鉆爆參數(shù)鉆爆參數(shù)根據(jù)本工程的地質(zhì)條件和工程特點(diǎn),結(jié)合以往類似工程的施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選定。循環(huán)進(jìn)尺暫定為2.5m。掏槽形式為十字四空孔掏槽,掏槽孔間距30cm,主爆孔間排距75×90cm,周邊孔間距60cm,。爆破器材選用乳化炸藥、非電毫秒雷管起爆、網(wǎng)絡(luò)微差爆破。初擬的洞身段爆破參數(shù)見(jiàn)表1.5-4。Ⅱ、Ⅲ類圍巖洞身段爆破設(shè)計(jì)見(jiàn)圖YLNY-2012-002-SG-SK-07-03表1.5-4洞身段開(kāi)挖爆破參數(shù)表參數(shù)類別鉆孔機(jī)械孔深(m)孔徑(mm)孔距(cm)排距(cm)藥徑(mm)單孔藥量掏槽孔YT-282.7Ф4230/Ф321.8kg主爆孔YT-282.5Ф427590Ф321.7kg光爆孔YT-282.5Ф4260/Ф25120g/m底孔YT-282.5Ф4260/Ф25140g/m1.1.3斷層和破碎帶洞挖(1)施工程序?qū)Я鞫磾鄬雍推扑閹Ф炊尾捎萌珨嗝驺@爆開(kāi)挖,視圍巖揭露情況,采用超前錨桿、超前小導(dǎo)管、管棚等超前支護(hù)形式。系統(tǒng)錨桿、鋼支撐等施工緊跟開(kāi)挖掌子面,做到每進(jìn)尺一循環(huán)完成系統(tǒng)支護(hù)一循環(huán)。對(duì)于地質(zhì)條件太差的洞段,為保證安全可采取“先放炮,后支護(hù),再出渣”的施工程序。(2)施工方法破碎帶洞段開(kāi)挖斷面尺寸為4.6×5.5m(寬×高),采用人工全斷面鉆爆開(kāi)挖,鉆孔設(shè)備為YT-28手風(fēng)鉆。出渣采用ZL15裝載機(jī)配3t農(nóng)用自卸汽車出渣。農(nóng)用車出洞后,倒裝至15t自卸車運(yùn)輸至指定渣場(chǎng)。(3)洞挖作業(yè)循環(huán)為保證安全和成洞段穩(wěn)定,支護(hù)施工需要緊跟開(kāi)挖工作面。每循環(huán)開(kāi)挖前,需根據(jù)地質(zhì)情況選擇不同的超前支護(hù)類型。每循環(huán)開(kāi)挖完成后立即進(jìn)行系統(tǒng)支護(hù)。因此,循環(huán)進(jìn)尺需考慮超前支護(hù)的作業(yè)時(shí)間。破碎帶洞段開(kāi)挖,單循環(huán)時(shí)間按20小時(shí)控制,平均月進(jìn)尺45m。初擬的破碎帶洞段開(kāi)挖循環(huán)時(shí)間見(jiàn)表1.5-5。表1.5-5斷層和破碎帶洞段開(kāi)挖單循環(huán)時(shí)間表工序測(cè)量鉆孔裝藥爆破排煙安全處理出渣支護(hù)及其他合計(jì)時(shí)間(h)0.56.01.50.50.53.08=SUM(LEFT)20.0單循環(huán)進(jìn)尺1.5m,月平均進(jìn)尺45m。(4)鉆爆參數(shù)鉆爆參數(shù)根據(jù)本工程的地質(zhì)條件和工程特點(diǎn),結(jié)合以往類似工程的施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選定。循環(huán)進(jìn)尺暫定為1.5m。掏槽形式為楔形掏槽,掏槽孔間距50cm,主爆孔間排距80×100cm,周邊孔間距50cm。爆破器材選用乳化炸藥、非電毫秒雷管起爆、網(wǎng)絡(luò)微差爆破。初擬的斷層和破碎帶洞段爆破參數(shù)見(jiàn)表1.5-6。斷層和破碎帶洞段爆破設(shè)計(jì)見(jiàn)圖YLNY-2012-002-SG-SK-07-04。表1.5-6斷層和破碎帶洞段開(kāi)挖爆破參數(shù)表參數(shù)類別鉆孔機(jī)械孔深(m)孔徑(mm)孔距(cm)排距(cm)藥徑(mm)單孔藥量掏槽孔YT-281.7Ф4250/Ф321.2kg主爆孔YT-281.5Ф4280/Ф321.0kg光爆孔YT-281.5Ф4250/Ф25100g/m底孔YT-281.5Ф4250/Ф25120g/m1.2石方洞挖施工工藝1.2.1施工工藝(1)施工準(zhǔn)備出渣完成后,立即對(duì)工作面進(jìn)行清理,清理距離滿足鉆孔要求,同時(shí)布置好排水設(shè)施等。(2)施工測(cè)量為滿足設(shè)計(jì)斷面要求,每個(gè)循環(huán)鉆孔前必須采用全站儀對(duì)全掌子面進(jìn)行全斷面測(cè)量放樣,測(cè)出斷面開(kāi)挖輪廓線,用紅油漆標(biāo)在開(kāi)挖面上,并標(biāo)記導(dǎo)流洞中心線水平和垂直兩條線及鉆孔方向點(diǎn)等施工控制點(diǎn),測(cè)量人員向施工人員進(jìn)行技術(shù)交底,并在斷面標(biāo)出。將上一個(gè)循環(huán)斷面的超欠挖情況予以說(shuō)明,欠挖立即處理,危石及欠挖處理以人工手持鋼釬撬挖或人工手持風(fēng)鎬撬挖,嚴(yán)格控制超挖。(3)布孔爆破工程師根據(jù)所揭露的巖石情況、測(cè)量技術(shù)交底,原爆破設(shè)計(jì)參數(shù)以及爆破效果填寫爆破參數(shù)表,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工員、鉆工進(jìn)行交底,并組織布孔。孔位用紅油漆在開(kāi)挖面上標(biāo)出,同時(shí)由施工員組織施工。(4)鉆孔、驗(yàn)孔一切交底確認(rèn)無(wú)誤后開(kāi)始鉆孔。鉆孔過(guò)程中,施工員要逐一檢查每一個(gè)鉆孔的角度、深度及間排距等是否符合設(shè)計(jì)要求,不符合要求的鉆孔,需進(jìn)行處理或重新鉆孔。鉆孔完成后進(jìn)行清孔,由質(zhì)檢員抽檢鉆孔深度、角度及間排距等,查看與設(shè)計(jì)是否相符,填寫鉆孔驗(yàn)收記錄報(bào)爆破工程師。周邊孔應(yīng)在斷面輪廓線上開(kāi)孔,沿輪廊線的調(diào)整范圍和掏槽孔的孔位偏差不應(yīng)大于5cm,炮孔外偏斜率不應(yīng)大于50mm/m;其它炮孔孔位的偏差不得大于10cm。(5)裝藥、聯(lián)網(wǎng)、起爆鉆孔驗(yàn)收合格后,由爆破人員嚴(yán)格按照爆破設(shè)計(jì)要求進(jìn)行裝藥,采用柔性材料對(duì)炮孔進(jìn)行堵塞,并用木棍輕輕搗實(shí)。裝藥、堵塞完成后,按設(shè)計(jì)聯(lián)網(wǎng)。爆破網(wǎng)絡(luò)要處于松弛狀態(tài),有一定的拉伸余地。聯(lián)網(wǎng)結(jié)束后,檢查復(fù)核整個(gè)網(wǎng)絡(luò),避免漏裝漏聯(lián)。爆破前進(jìn)行清場(chǎng)警戒,施工人員撤離警戒區(qū),機(jī)械設(shè)備做好安全防護(hù),確認(rèn)一切準(zhǔn)備工作完畢后,由爆破人員起爆。掏槽孔及主爆孔藥徑均為32mm,周邊光爆孔藥徑25mm,非電雷管毫秒微差起爆。光面爆破效果應(yīng)達(dá)到以下要求:1)殘留炮孔痕跡應(yīng)在開(kāi)挖輪廊面均勻分布;2)炮孔痕跡保存率:完整巖石在90%以上,較完整和完整性差的巖石不少于50%,較破碎和破碎巖石不少于20%;3)相鄰兩孔間的巖面平整,孔壁不應(yīng)有明顯的爆震裂隙;4)相鄰兩茬炮之間的臺(tái)階最大外斜值,應(yīng)小于10cm;(6)爆破后安全檢查爆破后立即進(jìn)行通風(fēng)排煙30分鐘,煙塵消散后爆破人員進(jìn)入作業(yè)面檢查,發(fā)現(xiàn)瞎炮、拒爆及時(shí)處理。確認(rèn)安全后,其他人員及設(shè)備方可進(jìn)入作業(yè)區(qū)。(7)出渣本標(biāo)段導(dǎo)流洞出渣采用ZL15裝載機(jī)配3t農(nóng)用自卸汽車出渣。農(nóng)用車出洞后,倒裝至15t自卸車運(yùn)輸至指定渣場(chǎng)。1.2.2工藝流程洞挖鉆爆循環(huán)工藝流程見(jiàn)下圖1.5-1。洞挖鉆爆循環(huán)工藝流程圖Ⅳ、Ⅴ類圍巖Ⅳ、Ⅴ類圍巖Ⅱ、Ⅲ類圍巖施工準(zhǔn)備測(cè)量布孔鉆孔、光爆藥卷加工裝藥、聯(lián)網(wǎng)、警戒起爆、通風(fēng)檢查啞炮、危石處理出渣、清底系統(tǒng)支護(hù)前循環(huán)的系統(tǒng)支護(hù)超前支護(hù)、加強(qiáng)支護(hù)1.3爆破試驗(yàn)與洞室監(jiān)測(cè)1.3.1爆破試驗(yàn)(1)爆破試驗(yàn)的內(nèi)容1)爆破材料性能的試驗(yàn)檢測(cè)和材料選擇;2)爆破參數(shù)選擇試驗(yàn);3)爆破對(duì)已建臨近建筑物及噴錨區(qū)影響試驗(yàn);4)爆破效果檢測(cè);(2)爆破材料性能試驗(yàn)正確選擇炸藥和雷管等爆破器材,為爆破設(shè)計(jì)和預(yù)測(cè)、分析爆破效果提供依據(jù)。1)對(duì)炸藥進(jìn)行殉爆距離、傳爆速度、密度及爆力進(jìn)行測(cè)定。對(duì)乳化炸藥還需要進(jìn)行抗水性試驗(yàn);2)對(duì)非電雷管進(jìn)行準(zhǔn)爆率測(cè)定,對(duì)塑料導(dǎo)爆管毫秒雷管還要進(jìn)行傳爆可靠性、起爆延時(shí)時(shí)間的測(cè)定。3)對(duì)導(dǎo)爆索進(jìn)行傳爆速度測(cè)定。試驗(yàn)時(shí)間:對(duì)每批爆破材料,在使用前或接近保質(zhì)期時(shí),都應(yīng)進(jìn)行性能試驗(yàn)。試驗(yàn)方法:按炸藥規(guī)范要求的方法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。(3)爆破參數(shù)選擇試驗(yàn)1)試驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)試驗(yàn)確定合理的循環(huán)進(jìn)尺、掏槽方式、鉆孔及裝藥參數(shù)。優(yōu)化洞室石方開(kāi)挖爆破參數(shù),為提高洞室開(kāi)挖效率和保證開(kāi)挖質(zhì)量提供技術(shù)保證。2)試驗(yàn)方法:根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)結(jié)合工地現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,擬定爆破試驗(yàn)參數(shù),嚴(yán)格按照爆破試驗(yàn)的參數(shù)進(jìn)行鉆孔、裝藥、起爆網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)結(jié),對(duì)所有施工過(guò)程進(jìn)行記錄,爆破后組織爆破小組人員對(duì)爆破試驗(yàn)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。提出改進(jìn)措施,進(jìn)行第二次試驗(yàn),直至取得較好的效果,提出優(yōu)化后的爆破參數(shù)。(4)爆破對(duì)已建臨近建筑物及噴錨區(qū)影響試驗(yàn)1)試驗(yàn)?zāi)康模捍_定不同爆破類型爆破振動(dòng)速度傳播經(jīng)驗(yàn)公式:V=K(Q1/3R)a中的參數(shù)K和a值;按照上述公式進(jìn)行計(jì)算作為爆破設(shè)計(jì)最大單響藥量的依據(jù),預(yù)報(bào)振動(dòng)速度。針對(duì)爆破距各被保護(hù)建筑物的距離確定爆破設(shè)計(jì)最大單響藥量的控制指標(biāo)。2)試驗(yàn)方法:在開(kāi)挖爆破區(qū)周圍布置測(cè)點(diǎn),設(shè)置拾振器,測(cè)試儀器與起爆雷管同步啟動(dòng)進(jìn)行測(cè)試;對(duì)所測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析,獲得爆破振動(dòng)速度的衰減規(guī)律,并得出適合本標(biāo)段開(kāi)挖爆破的K和a值。3)振動(dòng)監(jiān)測(cè):石方開(kāi)挖爆破期間經(jīng)常對(duì)爆破振動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè),對(duì)K和a值進(jìn)行進(jìn)一步修正,以保證開(kāi)挖爆破對(duì)周圍其它建筑物的影響見(jiàn)效的最小程度。(5)爆破效果檢測(cè)1)試驗(yàn)?zāi)康模焊鶕?jù)爆破試驗(yàn)確定的爆破參數(shù),進(jìn)行爆破后,對(duì)已經(jīng)開(kāi)挖成形的結(jié)構(gòu)面,進(jìn)行效果檢測(cè),從而科學(xué)的評(píng)價(jià)爆破參數(shù)和爆破效果,最終指導(dǎo)施工,達(dá)到保證安全和質(zhì)量的前提下,加快施工進(jìn)度。2)試驗(yàn)方法:①對(duì)基巖的表面調(diào)查和描述。②對(duì)基巖內(nèi)部采用鉆孔聲波法檢測(cè)。即在爆破前后測(cè)試其內(nèi)部同一測(cè)點(diǎn)的聲波波速,進(jìn)行對(duì)比,按技術(shù)規(guī)范有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),判斷有無(wú)爆破破壞影響。1.3.2洞室監(jiān)測(cè)(1)地質(zhì)和初期支護(hù)狀態(tài)觀測(cè)地質(zhì)和初期支護(hù)狀態(tài)觀測(cè)在每次爆破及初期支護(hù)后進(jìn)行,由施工技術(shù)人員會(huì)同監(jiān)理工程師及地質(zhì)人員,對(duì)圍巖地質(zhì)條件和初期支護(hù)狀態(tài)予以定性評(píng)價(jià),并現(xiàn)場(chǎng)確定:1)是否需要進(jìn)行隨機(jī)支護(hù)及隨機(jī)支護(hù)類型與參數(shù);2)系統(tǒng)支護(hù)施作時(shí)間的確定;3)是否需要進(jìn)行超前支護(hù)及超前支護(hù)類型與參數(shù);4)對(duì)已支護(hù)地段是否需要進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。(2)地質(zhì)超前預(yù)報(bào)地質(zhì)超前預(yù)報(bào)主要通過(guò)進(jìn)行地質(zhì)素描完成,部分有疑問(wèn)的破碎地段還可打超前探洞了解圍巖變化情況。地質(zhì)素描由專職地質(zhì)人員負(fù)責(zé)完成,地質(zhì)素描后立即將地質(zhì)資料反饋給技術(shù)管理人員,并提出相應(yīng)地施工方案建議。地質(zhì)素描應(yīng)包括以下內(nèi)容的描述:1)巖石名稱、結(jié)構(gòu)、顏色;2)層理、片理、節(jié)理裂隙、斷層等各軟弱面的形狀、寬度、延伸情況、連續(xù)性、間距等,各結(jié)構(gòu)面成因類型,力學(xué)屬性、粗糙程度,充填的物質(zhì)成分和泥化、軟化情況;3)巖脈穿插情況及其與圍巖接觸關(guān)系,軟硬程度及破碎程度;4)巖體風(fēng)化程度、特點(diǎn)、抗風(fēng)化能力;5)地下水的類型、出露位置、水量大?。?)圍巖內(nèi)鼓、彎折、變形、巖爆、掉塊、坍塌的位置、規(guī)模、數(shù)量和分布;7)特殊地質(zhì)條件描述;8)地質(zhì)斷面展開(kāi)圖或縱橫剖面圖。(3)周邊位移量測(cè)周邊位移量測(cè)通過(guò)收斂計(jì)量測(cè),主要對(duì)洞身斷層和破碎帶進(jìn)行監(jiān)測(cè),每個(gè)斷面布置3個(gè)測(cè)點(diǎn)3條測(cè)線,特殊部位根據(jù)監(jiān)理工程師指令和施工要求可作增減斷面數(shù)目和調(diào)整斷面位置。1.4塌方的預(yù)防及地下水處理1.4.1斷層和破碎帶處理為了保證開(kāi)挖后導(dǎo)流洞的穩(wěn)定,在洞進(jìn)、出口及開(kāi)挖遇到不良地質(zhì)段開(kāi)挖時(shí),必須謹(jǐn)慎施工。為了查清巖石的地質(zhì)情況,及時(shí)選定開(kāi)挖方法及支護(hù)措施等,先進(jìn)行勘探孔或?qū)Ф搭I(lǐng)先的開(kāi)挖方法,提前了解開(kāi)挖工作面前的地質(zhì)條件,依據(jù)超前勘探資料和監(jiān)測(cè)資料等,分析導(dǎo)流洞圍巖的穩(wěn)定性,及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的支護(hù)施工,對(duì)導(dǎo)流洞穩(wěn)定有影響的地段,及時(shí)采取快速支護(hù)措施,同時(shí)備用足夠的鋼支撐,保證導(dǎo)流洞施工安全及施工質(zhì)量。開(kāi)挖時(shí)遇到斷層及巖石破碎地段,嚴(yán)格按“短進(jìn)尺、弱爆破、勤量測(cè)、強(qiáng)支護(hù)”原則進(jìn)行施工。加強(qiáng)光爆質(zhì)量、降低爆破單響,減小爆破振動(dòng)對(duì)圍巖的影響;加強(qiáng)安全監(jiān)測(cè)工作,為圍巖變化狀態(tài)及時(shí)分析,為開(kāi)挖和支護(hù)提供依據(jù);預(yù)先準(zhǔn)備鋼支撐或格柵

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