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文檔簡介

高速鐵路隧道高速鐵路隧道是現(xiàn)代交通運輸?shù)闹匾M成部分,是實現(xiàn)高速鐵路高效、安全運營的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。本課件旨在全面介紹高速鐵路隧道的各個方面,從概述、重要性、特點,到建設(shè)挑戰(zhàn)、設(shè)計原則、施工方法,再到運營維護(hù)、智能監(jiān)控、BIM技術(shù)應(yīng)用等,力求為讀者提供一個系統(tǒng)、深入的學(xué)習(xí)資料。高速鐵路隧道概述定義高速鐵路隧道是指為高速鐵路(通常設(shè)計時速250公里以上)修建的地下通道,用于穿越山脈、河流或其他障礙物,以保證線路的平直和縮短運行距離。構(gòu)成主要由洞身、洞門、襯砌、排水系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、安全逃生通道等組成,部分隧道還設(shè)有輔助坑道、橫通道等結(jié)構(gòu)。分類按長度可分為短隧道、中隧道、長隧道和特長隧道;按地質(zhì)條件可分為巖石隧道、土質(zhì)隧道、軟巖隧道等;按斷面形狀可分為圓形、橢圓形、矩形等。高速鐵路隧道的重要性1縮短線路里程隧道可以直接穿越山脈和丘陵,避免線路繞行,顯著縮短高速鐵路的線路長度,節(jié)省建設(shè)成本和運營時間。2提高運行速度減少了線路的彎曲和坡度變化,提高了列車運行的平穩(wěn)性和舒適性,從而允許更高的運行速度,實現(xiàn)高速鐵路的快捷運輸目標(biāo)。3適應(yīng)復(fù)雜地形在地形復(fù)雜、地質(zhì)條件惡劣的地區(qū),隧道是解決線路選址和建設(shè)難題的有效手段,保證高速鐵路的順利建設(shè)和運營。4減少環(huán)境影響與地面線路相比,隧道可以減少對地表植被、水文環(huán)境和景觀的影響,降低噪聲污染,實現(xiàn)高速鐵路建設(shè)與環(huán)境保護(hù)的和諧發(fā)展。高速鐵路隧道的特點斷面大為了滿足高速列車高速運行時的空氣動力學(xué)要求,以及安裝各種設(shè)備和安全設(shè)施,高速鐵路隧道的斷面通常較大。標(biāo)準(zhǔn)高對線路平順性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、防水排水、通風(fēng)照明、安全逃生等方面的要求極高,以確保列車運行的安全、平穩(wěn)和舒適。技術(shù)新廣泛采用先進(jìn)的隧道設(shè)計理念、施工技術(shù)、監(jiān)控手段和管理方法,以應(yīng)對復(fù)雜的地質(zhì)條件和技術(shù)挑戰(zhàn)。安全嚴(yán)高度重視施工安全和運營安全,采取各種安全保障措施,預(yù)防和控制各種風(fēng)險,確保隧道建設(shè)和運營的萬無一失。隧道建設(shè)的挑戰(zhàn)復(fù)雜地質(zhì)可能遇到斷層、破碎帶、巖溶、膨脹土、高地應(yīng)力等不良地質(zhì)條件,給隧道設(shè)計和施工帶來極大的困難。涌水突泥地下水豐富或地層含水量高,容易發(fā)生涌水、突泥等地質(zhì)災(zāi)害,威脅施工安全和工程質(zhì)量。高地應(yīng)力深埋隧道承受巨大的地應(yīng)力,容易發(fā)生巖爆、大變形等現(xiàn)象,影響隧道的穩(wěn)定性和耐久性。地質(zhì)條件評估1收集資料收集區(qū)域地質(zhì)圖、水文地質(zhì)資料、地震資料、既有工程資料等,為地質(zhì)評估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。2現(xiàn)場勘察通過地面調(diào)查、鉆探、物探、坑探等手段,查明隧址區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造、巖土性質(zhì)、地下水情況等。3試驗測試對巖土樣品進(jìn)行室內(nèi)試驗和現(xiàn)場測試,確定巖土的物理力學(xué)參數(shù),為隧道設(shè)計提供依據(jù)。4綜合分析綜合收集的資料、勘察結(jié)果和試驗數(shù)據(jù),進(jìn)行地質(zhì)條件綜合分析和評價,為隧道設(shè)計和施工提供地質(zhì)依據(jù)。隧道設(shè)計原則安全可靠隧道結(jié)構(gòu)必須安全可靠,能承受各種荷載和地質(zhì)作用,保證列車運行的安全。經(jīng)濟(jì)合理在滿足安全要求的前提下,盡量降低工程造價,縮短工期,提高經(jīng)濟(jì)效益。耐久適用隧道結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的耐久性,能適應(yīng)各種環(huán)境條件,滿足長期使用的要求。環(huán)保協(xié)調(diào)隧道設(shè)計應(yīng)考慮環(huán)境保護(hù),減少對地表環(huán)境、水文環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的影響。隧道施工方法鉆爆法利用鉆孔爆破,將巖石破碎,然后進(jìn)行出渣、支護(hù)等工序,適用于各種巖石地層。1盾構(gòu)法利用盾構(gòu)機進(jìn)行掘進(jìn),同時進(jìn)行襯砌,適用于軟土地層、砂卵石地層等。2礦山法采用人工或機械開挖,逐段進(jìn)行支護(hù)和襯砌,適用于圍巖穩(wěn)定性較好的地層。3明挖法先開挖地表,然后進(jìn)行隧道結(jié)構(gòu)施工,最后回填,適用于埋深較淺的隧道。4掘進(jìn)技術(shù)1全斷面隧道掘進(jìn)機2懸臂掘進(jìn)機3鉆爆法掘進(jìn)技術(shù)是隧道施工的關(guān)鍵。全斷面隧道掘進(jìn)機(TBM)適用于長距離、地質(zhì)條件較好的隧道;懸臂掘進(jìn)機適用于斷面變化大、地質(zhì)條件復(fù)雜的隧道;鉆爆法適用于各種巖石地層。支護(hù)技術(shù)1錨噴支護(hù)2鋼拱架支護(hù)3混凝土支護(hù)支護(hù)技術(shù)是保證隧道穩(wěn)定的重要手段。錨噴支護(hù)利用錨桿和噴射混凝土加固圍巖;鋼拱架支護(hù)利用鋼拱架承受圍巖壓力;混凝土支護(hù)利用混凝土襯砌承受圍巖壓力。安全施工管理安全施工管理至關(guān)重要,包括建立完善的安全管理體系、加強安全教育培訓(xùn)、嚴(yán)格執(zhí)行安全規(guī)章制度、定期進(jìn)行安全檢查、配備必要的安全防護(hù)設(shè)施、制定應(yīng)急預(yù)案等。隧道環(huán)境保護(hù)廢水處理對施工廢水進(jìn)行處理,達(dá)標(biāo)后排放,防止污染水體。噪聲控制采取降噪措施,減少施工噪聲對周圍居民的影響。粉塵控制采取灑水、覆蓋等措施,減少施工粉塵污染。隧道工程質(zhì)量控制原材料控制嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量,確保符合設(shè)計要求和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。工序控制對每個施工工序進(jìn)行嚴(yán)格控制,確保施工質(zhì)量符合規(guī)范要求。檢測控制定期進(jìn)行質(zhì)量檢測,及時發(fā)現(xiàn)和處理質(zhì)量問題。隧道工程質(zhì)量控制包括原材料控制、工序控制和檢測控制。通過嚴(yán)格的質(zhì)量控制,確保隧道工程的質(zhì)量符合設(shè)計要求和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。隧道運營維護(hù)定期檢查定期對隧道結(jié)構(gòu)、設(shè)備等進(jìn)行檢查,及時發(fā)現(xiàn)和處理問題。維護(hù)維修對隧道結(jié)構(gòu)、設(shè)備等進(jìn)行維護(hù)維修,延長使用壽命。應(yīng)急處理制定應(yīng)急預(yù)案,及時處理突發(fā)事件,確保隧道安全運營。隧道運營維護(hù)是保證隧道長期安全運營的重要環(huán)節(jié),包括定期檢查、維護(hù)維修和應(yīng)急處理等。常見的隧道問題及處理裂縫隧道裂縫是常見的問題,需要根據(jù)裂縫的性質(zhì)和嚴(yán)重程度,采取相應(yīng)的處理措施,如表面封閉、灌漿等。滲漏水隧道滲漏水會影響隧道結(jié)構(gòu)的安全和耐久性,需要采取堵漏、排水等措施進(jìn)行處理。襯砌變形隧道襯砌變形可能是由于地應(yīng)力、地質(zhì)條件等原因引起的,需要采取加固、卸載等措施進(jìn)行處理。常見的隧道問題包括裂縫、滲漏水和襯砌變形等。針對不同的問題,需要采取相應(yīng)的處理措施,以保證隧道安全運營。隧道智能監(jiān)控系統(tǒng)1實時監(jiān)測實時監(jiān)測隧道的結(jié)構(gòu)變形、應(yīng)力、溫度、濕度等參數(shù)。2預(yù)警報警當(dāng)監(jiān)測參數(shù)超過預(yù)設(shè)閾值時,系統(tǒng)自動發(fā)出預(yù)警報警。3遠(yuǎn)程控制實現(xiàn)對隧道設(shè)備的遠(yuǎn)程控制,提高管理效率。4數(shù)據(jù)分析對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,為隧道運營維護(hù)提供依據(jù)。隧道智能監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)對隧道的實時監(jiān)測、預(yù)警報警、遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)分析,提高隧道運營維護(hù)的效率和安全性。BIM技術(shù)在隧道工程中的應(yīng)用可視化設(shè)計利用BIM技術(shù)進(jìn)行隧道設(shè)計,可以實現(xiàn)三維可視化,提高設(shè)計質(zhì)量和效率。協(xié)同設(shè)計BIM技術(shù)可以實現(xiàn)多專業(yè)協(xié)同設(shè)計,減少設(shè)計沖突。施工模擬利用BIM技術(shù)進(jìn)行施工模擬,可以優(yōu)化施工方案,提高施工效率。運營維護(hù)BIM技術(shù)可以為隧道運營維護(hù)提供數(shù)據(jù)支持,提高運營維護(hù)效率。BIM技術(shù)在隧道工程中的應(yīng)用包括可視化設(shè)計、協(xié)同設(shè)計、施工模擬和運營維護(hù)等方面。通過BIM技術(shù)的應(yīng)用,可以提高隧道工程的質(zhì)量、效率和安全性。高速鐵路隧道建設(shè)的發(fā)展趨勢1智能化2綠色化3大型化高速鐵路隧道建設(shè)的發(fā)展趨勢是智能化、綠色化和大型化。智能化是指利用先進(jìn)的信息技術(shù)和自動化技術(shù),提高隧道建設(shè)和運營的效率和安全性;綠色化是指采用環(huán)保材料和施工技術(shù),減少對環(huán)境的影響;大型化是指建設(shè)更大斷面、更長距離的隧道,以滿足高速鐵路發(fā)展的需要。高速鐵路隧道工程案例分析1案例12案例23案例3通過對典型高速鐵路隧道工程案例的分析,可以總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn),為今后的隧道建設(shè)提供參考。高速鐵路隧道工程案例1工程概況介紹工程的地理位置、地質(zhì)條件、設(shè)計參數(shù)、施工方法等。技術(shù)特點分析工程中采用的關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新點。經(jīng)驗教訓(xùn)總結(jié)工程的成功經(jīng)驗和遇到的問題,為今后的隧道建設(shè)提供參考。本案例分析旨在通過具體工程實例,深入了解高速鐵路隧道建設(shè)的實際情況,為讀者提供借鑒和啟示。隧道施工技術(shù)創(chuàng)新新型掘進(jìn)機研發(fā)更高效、更智能的新型掘進(jìn)機,提高掘進(jìn)速度和安全性。自動化施工應(yīng)用自動化技術(shù),實現(xiàn)隧道施工的自動化和智能化。綠色施工技術(shù)推廣綠色施工技術(shù),減少對環(huán)境的影響。隧道施工技術(shù)創(chuàng)新是推動隧道工程發(fā)展的動力。通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新,可以提高隧道建設(shè)的效率、質(zhì)量和安全性,降低成本和環(huán)境影響。隧道工程質(zhì)量管理事前控制制定完善的質(zhì)量管理制度和流程,進(jìn)行風(fēng)險評估和預(yù)防。1事中控制嚴(yán)格執(zhí)行施工規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行工序檢查和質(zhì)量檢測。2事后控制進(jìn)行竣工驗收和質(zhì)量評估,總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn),不斷改進(jìn)質(zhì)量管理體系。3隧道工程質(zhì)量管理是一個全過程的管理,包括事前控制、事中控制和事后控制。通過全過程的質(zhì)量管理,確保隧道工程的質(zhì)量符合設(shè)計要求和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。隧道安全施工措施個人防護(hù)為施工人員提供必要的個人防護(hù)用品,如安全帽、安全帶等。通風(fēng)措施加強隧道通風(fēng),保證施工人員的呼吸安全。照明措施提供充足的照明,保證施工人員的視線清晰。隧道安全施工措施包括個人防護(hù)、通風(fēng)措施和照明措施等。通過采取有效的安全施工措施,可以保障施工人員的生命安全和工程的順利進(jìn)行。隧道環(huán)境治理技術(shù)1水土保持采取水土保持措施,防止水土流失。2植被恢復(fù)進(jìn)行植被恢復(fù),改善生態(tài)環(huán)境。3景觀修復(fù)進(jìn)行景觀修復(fù),恢復(fù)自然景觀。隧道環(huán)境治理技術(shù)包括水土保持、植被恢復(fù)和景觀修復(fù)等。通過采取有效的環(huán)境治理技術(shù),可以減少隧道建設(shè)對環(huán)境的影響,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。隧道養(yǎng)護(hù)及維修定期檢查定期對隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查,及時發(fā)現(xiàn)和處理問題。預(yù)防性維護(hù)進(jìn)行預(yù)防性維護(hù),延長隧道的使用壽命。應(yīng)急維修及時處理突發(fā)事件,確保隧道安全運營。隧道養(yǎng)護(hù)及維修是保證隧道長期安全運營的重要環(huán)節(jié),包括定期檢查、預(yù)防性維護(hù)和應(yīng)急維修等。隧道信息化管理數(shù)據(jù)管理建立隧道工程數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中管理和共享。信息系統(tǒng)開發(fā)隧道工程信息系統(tǒng),實現(xiàn)信息的自動化處理和分析。網(wǎng)絡(luò)平臺建立隧道工程網(wǎng)絡(luò)平臺,實現(xiàn)信息的實時發(fā)布和交流。隧道信息化管理包括數(shù)據(jù)管理、信息系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)平臺等。通過信息化管理,可以提高隧道工程的管理效率和水平。高速鐵路隧道的經(jīng)濟(jì)效益高速鐵路隧道的經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在縮短traveltime,促進(jìn)freighttransport和刺激tourism。通過縮短線路里程和提高運行速度,可以節(jié)省大量的時間成本和運輸成本,促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。高速鐵路隧道的社會效益1促進(jìn)區(qū)域發(fā)展改善交通運輸條件,促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步。2改善出行條件提供安全、舒適、快捷的出行方式,提高人民生活水平。3優(yōu)化資源配置促進(jìn)區(qū)域資源的優(yōu)化配置,提高資源利用效率。高速鐵路隧道的社會效益主要體現(xiàn)在促進(jìn)區(qū)域發(fā)展、改善出行條件和優(yōu)化資源配置等方面。高速鐵路的建設(shè)可以改善交通運輸條件,促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步,提高人民生活水平。高速鐵路隧道建設(shè)投融資模式政府投資政府直接投資建設(shè)高速鐵路隧道。1BOT模式通過BOT模式引入社會資本參與高速鐵路隧道建設(shè)。2PPP模式通過PPP模式引入社會資本參與高速鐵路隧道建設(shè)。3高速鐵路隧道建設(shè)投融資模式主要有政府投資、BOT模式和PPP模式等。選擇合適的投融資模式,可以保證高速鐵路隧道建設(shè)的資金需求,提高建設(shè)效率。高速鐵路隧道國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)對比設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)對比國內(nèi)外高速鐵路隧道設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),分析差異和優(yōu)缺點。施工標(biāo)準(zhǔn)對比國內(nèi)外高速鐵路隧道施工標(biāo)準(zhǔn),分析差異和優(yōu)缺點。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對比國內(nèi)外高速鐵路隧道質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),分析差異和優(yōu)缺點。通過對國內(nèi)外高速鐵路隧道標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比分析,可以借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗,提高我國高速鐵路隧道建設(shè)的水平。高速鐵路隧道建設(shè)的政策支持政策法規(guī)政府出臺相關(guān)政策法規(guī),規(guī)范高速鐵路隧道建設(shè)。資金支持政府提供資金支持,保障高速鐵路隧道建設(shè)的資金需求。優(yōu)惠政策政府出臺優(yōu)惠政策,鼓勵社會資本參與高速鐵路隧道建設(shè)。政府的政策支持是高速鐵路隧道建設(shè)的重要保障。通過出臺相關(guān)政策法規(guī)、提供資金支持和出臺優(yōu)惠政策,可以促進(jìn)高速鐵路隧道建設(shè)的順利進(jìn)行。隧道工程建設(shè)的國際合作技術(shù)交流加強與國外隧道工程專家的技術(shù)交流,學(xué)習(xí)先進(jìn)經(jīng)驗。項目合作與國外企業(yè)合作,共同參與隧道工程項目建設(shè)。標(biāo)準(zhǔn)制定參與國際隧道工程標(biāo)準(zhǔn)制定,提高我國隧道工程的國際影響力。通過加強國際合作,可以學(xué)習(xí)國外先進(jìn)經(jīng)驗,提高我國隧道工程建設(shè)的水平,提升國際競爭力。隧道工程師的專業(yè)素質(zhì)要求1專業(yè)知識2實踐經(jīng)驗3創(chuàng)新能力隧道工程師需要具備扎實的專業(yè)知識、豐富的實踐經(jīng)驗和較強的創(chuàng)新能力。只有具備這些素質(zhì),才能勝任高速鐵路隧道建設(shè)的重任。隧道工程師職業(yè)發(fā)展前景技術(shù)專家成為隧道工程技術(shù)專家,在技術(shù)領(lǐng)域深入研究。1項目經(jīng)理成為隧道工程項目經(jīng)理,負(fù)責(zé)項目的全面管理。2管理人才成為隧道工程管理人才,在企業(yè)或政府部門擔(dān)任管理職務(wù)。3隧道工程師的職業(yè)發(fā)展前景廣闊,可以成為技術(shù)專家、項目經(jīng)理或管理人才。隨著高速鐵路建設(shè)的不斷發(fā)展,隧道工程師的需求量將不斷增加。高速鐵路隧道建設(shè)的人才培養(yǎng)高校教育加強高校隧道工程專業(yè)的建設(shè),培養(yǎng)高素質(zhì)的隧道工程人才。職業(yè)培訓(xùn)開展隧道工程職業(yè)培訓(xùn),提高從業(yè)人員的專業(yè)技能。繼續(xù)教育鼓勵隧道工程師參加繼續(xù)教育,不斷學(xué)習(xí)新知識和新技術(shù)。高速鐵路隧道建設(shè)的人才培養(yǎng)需要高校教育、職業(yè)培訓(xùn)和繼續(xù)教育的共同努力。通過多渠道的人才培養(yǎng),可以滿足高速鐵路隧道建設(shè)對人才的需求。高速鐵路隧道工程案例2工程概況介紹工程的地理位置、地質(zhì)條件、設(shè)計參數(shù)、施工方法等。技術(shù)特點分析工程中采用的關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新點。經(jīng)驗教訓(xùn)總結(jié)工程的成功經(jīng)驗和遇到的問題,為今后的隧道建設(shè)提供參考。本案例分析旨在通過具體工程實例,深入了解高速鐵路隧道建設(shè)的實際情況,為讀者提供借鑒和啟示。高速鐵路隧道工程案例3工程概況介紹工程的地理位置、地質(zhì)條件、設(shè)計參數(shù)、施工方法等。技術(shù)特點分析工程中采用的關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新點。經(jīng)驗教訓(xùn)總結(jié)工程的成功經(jīng)驗和遇到的問題,為今后的隧道建設(shè)提供參考。本案例分析旨在通過具體工程實例,深入了解高速鐵路隧道建設(shè)的實際情況,為讀者提供借鑒和啟示。隧道施工安全事故案例分析1原因分析2過程描述3事故概況通過對典型隧道施工安全事故案例進(jìn)行分析,找出事故的原因和教訓(xùn),為今后的安全施工提供警示。隧道工程施工安全管理經(jīng)驗1建立安全管理體系建立完善的安全管理體系,明確各級人員的安全責(zé)任。2加強安全教育培訓(xùn)加強安全教育培訓(xùn),提高施工人員的安全意識和技能。3嚴(yán)格執(zhí)行安全規(guī)章制度嚴(yán)格執(zhí)行安全規(guī)章制度,確保施工安全。隧道工程施工安全管理經(jīng)驗包括建立安全管理體系、加強安全教育培訓(xùn)和嚴(yán)格執(zhí)行安全規(guī)章制度等。通過有效的安全管理,可以保障施工人員的生命安全和工程的順利進(jìn)行。隧道工程質(zhì)量事故案例分析原因分析分析質(zhì)量事故的原因,找出質(zhì)量管理的薄弱環(huán)節(jié)。過程描述描述質(zhì)量事故的發(fā)生過程,了解事故的經(jīng)過。事故概況介紹質(zhì)量事故的基本情況,包括時間、地點、損失等。通過對典型隧道工程質(zhì)量事故案例進(jìn)行分析,找出事故的原因和教訓(xùn),為今后的質(zhì)量管理提供警示。隧道工程質(zhì)量管理經(jīng)驗加強質(zhì)量控制加強對原材料、施工過程和成品的質(zhì)量控制。完善質(zhì)量管理體系建立完善的質(zhì)量管理體系,明確各級人員的質(zhì)量責(zé)任。推廣先進(jìn)技術(shù)推廣先進(jìn)的質(zhì)量管理技術(shù),提高質(zhì)量管理水平。隧道工程質(zhì)量管理經(jīng)驗包括加強質(zhì)量控制、完善質(zhì)量管理體系和推廣先進(jìn)技術(shù)等。通過有效的質(zhì)量管理,可以確保隧道工程的質(zhì)量符合設(shè)計要求和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。隧道養(yǎng)護(hù)維修工藝創(chuàng)新新型材料研發(fā)和應(yīng)用新型隧道養(yǎng)護(hù)維修材料,提高維修效果。1快速維修推廣快速維修技術(shù),縮短維修時間,減少對交通的影響。2無損檢測應(yīng)用無損檢測技術(shù),及時發(fā)現(xiàn)和處理隧道結(jié)構(gòu)的問題。3隧道養(yǎng)護(hù)維修工藝創(chuàng)新包括

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