CN110409454A - 开放式基坑分块施工系统及方法 - Google Patents
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- E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
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Abstract
本发明的一种开放式基坑分块施工系统及方法，涉及基坑工程技术领域。针对现有基坑开挖后无法施工分隔墙围护结构导致局部无法加快施工的问题。本发明对于已经开挖好而无法通过施工分割围护体系来实现基坑的局部优先施工的基坑，通过将基坑划分为先施工区域、换撑区域以及后施工区域，换撑区域位于先施工区域与后施工区域之间，基坑内的每道支撑包括贯通先施工区域、换撑区域以及后施工区域的横向支撑以及与横向支撑相交的纵向支撑，通过设置用于支撑换撑区域的支撑的换撑结构，可以先行拆除先施工区域的对应层的支撑，然后进行先施工区域的对应层的地下结构施工，从而不用基坑整体施工完毕，就可以实现基坑局部区域的优先施工，满足特殊工期要求。
Description
技术领域
本发明涉及基坑工程技术领域，特别涉及一种开放式基坑分块施工系统及方法。
背景技术
随着经济的发展与人们居住环境要求的提高，近年来我国建筑、市政等工程得到飞速的发展。在都市中土地稀缺，寸土寸金，因而在建筑向高空发展的同时，地下空间的利用也成为了一个重要的方向。高层及多层建筑的地下室、地下商场、地下车库等工程施工，都会面临地基基础工程和深基坑工程。
基坑设计以“安全、合理、经济、便于施工”为原则，随着基坑深度越深，支护体系复杂程度和支撑数量随之增加，施工工期和施工难度也随之而来。
深基坑采用顺作法施工，按常规施工来说，在其结构阶段施工工艺一般为底板施工形成并养护，其混凝土强度达到设计要求的80％后，才能拆除上一道支撑，拆除支撑后施工上一层楼板结构，按此施工原则施工直至地下室顶板完毕。其核心思路为地下室深基坑必须整体施工。
若在深基坑需进行分块施工，必须在开挖前完成分块围护分隔体系(如围护桩、地下连续墙进行分隔)，随后进行分坑施工，其原则其中一坑地下室结构完成后开挖相邻基坑。
当基坑已经完成开挖，且没有提前设置分隔围护体系的情况下，基坑必须整体同步施工，无法部分区域先行施工。
发明内容
本发明的目的在于提供一种开放式基坑分块施工系统及方法，安全、可靠，对于已经开挖施工且未施工分隔围护体系的基坑可以实现基坑部分区域先行施工的目的，解决基坑开挖后且未施工分隔围护体系时，基坑局部无法现行施工的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种开放式基坑分块施工系统，用于已开挖基坑，所述基坑至少分成先施工区域、换撑区域以及后施工区域，所述基坑内由下至上设有若干层支撑，每道支撑包括贯通先施工区域、换撑区域以及后施工区域的横向支撑以及与横向支撑相交的纵向支撑，所述换撑区域位于所述先施工区域与所述后施工区域之间，所述基坑内设置有用于支撑位于换撑区域的所述支撑的换撑结构。
优选的，在上述的开放式基坑分块施工系统中，所述换撑结构包括第一临时换撑柱、换撑板墙、换撑杆件及第二临时换撑柱，所述换撑板墙设置于所述横向支撑的两侧，所述换撑板墙的一端靠近先施工区域，另一端靠近后施工区域，所述第一临时换撑柱设置于所述换撑板墙的两端，夹设于所述换撑板墙之间的横向支撑的上、下侧分别设置上封边梁与下封边梁，所述上封边梁与下封边梁的两端分别与对应的换撑板墙固定连接，所述第二临时换撑柱设置于所述先施工区域的底板上，所述第二临时换撑柱与对应的第一临时换撑柱之间设置换撑杆件。
优选的，在上述的开放式基坑分块施工系统中，所述换撑结构还包括用于支撑所述第二临时换撑柱的第三临时换撑柱，所述第三临时换撑柱与对应的第二临时换撑柱之间设置换撑杆件。
优选的，在上述的开放式基坑分块施工系统中，所述第二临时换撑柱上每次加高的部分设置两根换撑杆件，位于上方的换撑杆件连接第一临时换撑柱上同次加高的部分，位于下方的换撑杆件连接第一临时换撑柱上上次施工的部分，两根换撑杆件与第二临时换撑柱的连接处高于换撑板墙加高前的标高且小于换撑板墙加高后的标高。
优选的，在上述的开放式基坑分块施工系统中，所述第一临时换撑柱与相邻的纵向支撑固定连接。
本发明还公开了一种如上所述的开放式基坑分块施工系统的施工方法，包括如下步骤：
步骤一，将已经开挖的基坑划分为先施工区域、换撑区域以及后施工区域，所述换撑区域位于所述先施工区域与所述后施工区域之间，所述基坑内由下至上设有若干层支撑，每道支撑包括贯通先施工区域、换撑区域以及后施工区域的横向支撑以及与横向支撑相交的纵向支撑；
步骤二，施工换撑区域的底板及先施工区域的底板，待所述底板的混凝土强度达到设计要求后，施工用于支撑换撑区域最下方支撑的换撑结构，所述换撑结构包括位于换撑板墙、第一临时换撑柱、上封边梁、下封边梁、位带有牛腿的第二临时换撑柱以及设置于相应第一临时换撑柱以及第二临时换撑柱之间的换撑杆件，所述换撑板墙、第一临时换撑柱、上封边梁、下封边梁位于换撑区域，所述换撑板墙设置于所述最下方支撑的横向支撑的两侧，所述换撑板墙的一端靠近先施工区域，另一端靠近后施工区域，所述第一临时换撑柱设置于所述换撑板墙的两端，夹设于所述换撑板墙之间的横向支撑的上、下侧分别设置所述上封边梁与下封边梁，所述上封边梁与下封边梁的两端分别与对应的换撑板墙固定连接；
步骤三，待用于支撑换撑区域最下方支撑的换撑结构的混凝土强度达到设计强度时，拆除先施工区域的最下方的支撑；
步骤四，换撑区域中换撑板墙及两端的第一临时换撑柱加高至上一道支撑标高处，施工用于支撑换撑区域上方一道支撑的换撑结构以及先施工区域的最下方的楼板，所述用于支撑换撑区域上方一道支撑的换撑结构包括在第二临时换撑柱上加高的部分，设置于第二临时换撑柱的加高部分以及对应的第一临时换撑柱之间的换撑杆件；
步骤五，待用于支撑换撑区域上方一道支撑的换撑结构以及先施工区域的最下方的楼板的混凝土达到设计强度，拆除先施工区域的再上一层支撑；
步骤六，重复步骤四和步骤五，直至拆除先施工区域的最上方支撑，并完成先施工区域的顶板结构；
步骤七，顺做完成后施工区域的结构；
步骤八，从上至下拆除换撑结构；
步骤九，顺做完成换撑区域结构。
优选的，在上述的开放式基坑分块施工系统的施工方法中，所述第二临时换撑柱上设有用于安置对应的换撑杆件的牛腿。
优选的，在上述的开放式基坑分块施工系统的施工方法中，所述换撑结构还包括用于支撑所述第二临时换撑柱的第三临时换撑柱，所述第三临时换撑柱与对应的第二临时换撑柱之间设置换撑杆件。
优选的，在上述的开放式基坑分块施工系统的施工方法中，所述第三临时换撑柱上设有用于安置对应的换撑杆件的牛腿。
优选的，在上述的开放式基坑分块施工系统的施工方法中，所述第二临时换撑柱上每次加高的部分设置两根换撑杆件，位于上方的换撑杆件连接第一临时换撑柱上同次加高的部分，位于下方的换撑杆件连接第一临时换撑柱上上次施工的部分，两根换撑杆件与第二临时换撑柱的连接处高于换撑板墙加高前的标高且小于换撑板墙加高后的标高。
由以上公开的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明提供的开放式基坑分块施工系统，对于已经开挖好而无法通过施工分割围护体系来实现基坑的局部优先施工的基坑，通过将基坑划分为先施工区域、换撑区域以及后施工区域，所述换撑区域位于所述先施工区域与所述后施工区域之间，所述基坑内的每道支撑包括贯通先施工区域、换撑区域以及后施工区域的横向支撑以及与横向支撑相交的纵向支撑，通过设置用于支撑换撑区域的支撑的换撑结构，可以先行拆除先施工区域的对应层的支撑，然后进行先施工区域的对应层的地下结构施工，从而不用基坑整体施工完毕，就可以实现基坑局部区域的优先施工，满足特殊工期要求。
本发明提供的开放式基坑分块施工系统的施工方法，通过将已经开挖的基坑划分为先施工区域、换撑区域以及后施工区域，所述换撑区域位于所述先施工区域与所述后施工区域之间，通过由下至上依次设置用于支撑换撑区域的支撑的换撑结构，可以先行拆除先施工区域的对应层的支撑，然后进行先施工区域的对应层的地下结构施工，从而不用基坑整体施工完毕，就可以实现基坑局部区域的优先施工，满足特殊工期要求。
附图说明
图1至图25为本发明实施例的开放式基坑分块施工系统的施工方法的施工流程示意图(同时也是开放式基坑分块施工系统在各步骤时的结构示意图)。
图2为图1的1-1剖面图。
图5为图4的2-2剖面图。
图8为图7的3-3剖面图。
图中：1-底板、2-横向支撑、3-纵向支撑、4-第一临时换撑柱、5-换撑板墙、6-换撑杆件、7-第二临时换撑柱、8-上封边梁、9-下封边梁、10-第三临时换撑柱、11-主体结构柱、12-楼面。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。以下将由所列举之实施例结合附图，详细说明本发明的技术内容及特征。需另外说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。
请参阅图1，并结合参阅图2至图25，本实施例公开了一种开放式基坑分块施工系统，用于已开挖基坑，所述基坑至少分成先施工区域、换撑区域以及后施工区域，所述基坑内由下至上设有若干层支撑，每道支撑包括贯通先施工区域、换撑区域以及后施工区域的横向支撑2以及与横向支撑2相交的纵向支撑3，所述换撑区域位于所述先施工区域与所述后施工区域之间，所述基坑内设置有用于支撑位于换撑区域的所述支撑的换撑结构。
本发明提供的开放式基坑分块施工系统，对于已经开挖好而无法通过施工分割围护体系来实现基坑的局部优先施工的基坑，通过将基坑划分为先施工区域、换撑区域以及后施工区域，所述换撑区域位于所述先施工区域与所述后施工区域之间，所述基坑内的每道支撑包括贯通先施工区域、换撑区域以及后施工区域的横向支撑2以及与横向支撑2相交的纵向支撑3，通过设置用于支撑换撑区域的支撑的换撑结构，可以先行拆除先施工区域的对应层的支撑，然后进行先施工区域的对应层的地下结构施工，从而不用基坑整体施工完毕，就可以实现基坑局部区域的优先施工，满足特殊工期要求。
优选的，在上述的开放式基坑分块施工系统中，所述换撑结构包括第一临时换撑柱4、换撑板墙5、换撑杆件6及第二临时换撑柱7，所述换撑板墙5设置于所述横向支撑2的两侧，所述换撑板墙5的一端靠近先施工区域，另一端靠近后施工区域，所述第一临时换撑柱4设置于所述换撑板墙5的两端，夹设于所述换撑板墙5之间的横向支撑2的上、下侧分别设置上封边梁8与下封边梁9，所述上封边梁8与下封边梁9的两端分别与对应的换撑板墙5固定连接，所述第二临时换撑柱7设置于所述先施工区域的底板1上，所述第二临时换撑柱7与对应的第一临时换撑柱4之间设置换撑杆件6。通过在横向支撑2的两侧设置换撑板墙5，夹设于所述换撑板墙5之间的横向支撑2的上、下侧分别设置上封边梁8与下封边梁9，所述上封边梁8与下封边梁9的两端分别与对应的换撑板墙5固定连接，可以实现对横向支撑2的支撑，通过在所述换撑板墙5的两端分别设置所述第一临时换撑柱4，可以加强换撑板墙5的强度；通过在所述先施工区域的底板1上设置第二临时换撑柱7，所述第二临时换撑柱7与对应的第一临时换撑柱4之间设置换撑杆件6，可以进一步提高换撑板墙5对横向支撑2的支撑作用，实现基坑的安全、可靠施工。
优选的，在上述的开放式基坑分块施工系统中，所述换撑结构还包括用于支撑所述第二临时换撑柱7的第三临时换撑柱10，所述第三临时换撑柱10与对应的第二临时换撑柱7之间设置换撑杆件6。当第二临时换撑柱7加高后，稳定性变弱的时候，可以通过增设第三临时换撑柱10，并在所述第三临时换撑柱10与对应的第二临时换撑柱7之间设置换撑杆件6，来提高第二临时换撑柱7的稳定性，从而保证换撑结构的稳定性，确保施工安全性。
优选的，在上述的开放式基坑分块施工系统中，所述第二临时换撑柱7上每次加高的部分设置两根换撑杆件6，位于上方的换撑杆件6连接第一临时换撑柱4上同次加高的部分，位于下方的换撑杆件6连接第一临时换撑柱4上上次施工的部分，两根换撑杆件6与第二临时换撑柱7的连接处高于换撑板墙5加高前的标高且小于换撑板墙5加高后的标高，从而在第一临时换撑柱4与第二临时换撑柱7之间形成折线型的支撑结构，从而对第一临时换撑柱4提供有力支撑，进而对位于换撑区域的支撑实现稳固支撑。
优选的，在上述的开放式基坑分块施工系统中，所述第三临时换撑柱10上设有用于安置对应的换撑杆件6的牛腿(未标示)。通过设置牛腿，可以不但便于设置换撑杆件6，而且可以提高换撑杆件6的稳定性。
优选的，在上述的开放式基坑分块施工系统中，所述第一临时换撑柱4与相邻的纵向支撑3固定连接，如此可以利用基坑的纵向支撑3对第一临时换撑柱4的支撑作用，提高所述第一临时换撑柱4的稳定性，从而进一步提高换撑结构的稳定性。
请继续参阅图1至图25,本发明还公开了一种如上所述的开放式基坑分块施工系统的施工方法，包括如下步骤：
步骤一，将已经开挖的基坑划分为先施工区域、换撑区域以及后施工区域，所述换撑区域位于所述先施工区域与所述后施工区域之间，所述基坑内由下至上设有若干层支撑，每道支撑包括贯通先施工区域、换撑区域以及后施工区域的横向支撑2以及与横向支撑2相交的纵向支撑3；
步骤二，请参阅图1至图2，施工换撑区域的底板1及先施工区域的底板1，待所述底板1的混凝土强度达到设计要求后，施工用于支撑换撑区域最下方支撑的换撑结构，所述换撑结构包括位于换撑板墙5、第一临时换撑柱4、上封边梁8、下封边梁9、位带有牛腿的第二临时换撑柱7以及设置于相应第一临时换撑柱4以及第二临时换撑柱7之间的换撑杆件6，所述换撑板墙5、第一临时换撑柱4、上封边梁8、下封边梁9位于换撑区域，所述换撑板墙5设置于所述最下方支撑的横向支撑2的两侧，所述换撑板墙5的一端靠近先施工区域，另一端靠近后施工区域，所述第一临时换撑柱4设置于所述换撑板墙5的两端，夹设于所述换撑板墙5之间的横向支撑2的上、下侧分别设置所述上封边梁8与下封边梁9，所述上封边梁8与下封边梁9的两端分别与对应的换撑板墙5固定连接；
步骤三，请参阅图3，待用于支撑换撑区域最下方支撑的换撑结构的混凝土强度达到设计强度时，拆除先施工区域的最下方的支撑；
步骤四，请参阅图4至图5，换撑区域中换撑板墙5及两端的第一临时换撑柱4加高至上一道支撑标高处，施工用于支撑换撑区域上方一道支撑的换撑结构以及先施工区域的最下方的楼板12，所述用于支撑换撑区域上方一道支撑的换撑结构包括在第二临时换撑柱7上加高的部分，设置于第二临时换撑柱7的加高部分以及对应的第一临时换撑柱4之间的换撑杆件6；
步骤五，请参阅图6，待用于支撑换撑区域上方一道支撑的换撑结构以及先施工区域的最下方的楼板12的混凝土达到设计强度，拆除先施工区域的再上一层支撑；
步骤六，请参阅图7至图10，重复步骤四和步骤五，直至拆除先施工区域的最上方支撑，并完成先施工区域的顶板结构；
步骤七，请参阅图11至图16，顺做完成后施工区域的结构；
步骤八，请参阅图17至图19，从上至下拆除换撑结构；
步骤九，请参阅图20至图25，顺做完成换撑区域结构。
本发明提供的开放式基坑分块施工系统的施工方法，通过将已经开挖的基坑划分为先施工区域、换撑区域以及后施工区域，所述换撑区域位于所述先施工区域与所述后施工区域之间，通过由下至上依次设置用于支撑换撑区域的支撑的换撑结构，可以先行拆除先施工区域的对应层的支撑，然后进行先施工区域的对应层的地下结构施工，从而不用基坑整体施工完毕，就可以实现基坑局部区域的优先施工，满足特殊工期要求。
优选的，在上述的开放式基坑分块施工系统的施工方法中，所述换撑结构还包括用于支撑所述第二临时换撑柱7的第三临时换撑柱10，所述第三临时换撑柱10与对应的第二临时换撑柱7之间设置换撑杆件6。当第二临时换撑柱7加高后，稳定性变弱的时候，可以通过增设第三临时换撑柱10，并在所述第三临时换撑柱10与对应的第二临时换撑柱7之间设置换撑杆件6，来提高第二临时换撑柱7的稳定性，从而保证换撑结构的稳定性，确保施工安全性。
优选的，在上述的开放式基坑分块施工系统的施工方法中，所述第三临时换撑柱10上设有用于安置对应的换撑杆件6的牛腿。所述第二临时换撑柱7上设有用于安置对应的换撑杆件6的牛腿。通过设置牛腿，可以不但便于设置换撑杆件6，而且可以提高换撑杆件6的稳定性。
优选的，在上述的开放式基坑分块施工系统的施工方法中，所述第二临时换撑柱7上每次加高的部分设置两根换撑杆件6，位于上方的换撑杆件6连接第一临时换撑柱4上同次加高的部分，位于下方的换撑杆件6连接第一临时换撑柱4上上次施工的部分，两根换撑杆件6与第二临时换撑柱7的连接处高于换撑板墙5加高前的标高且小于换撑板墙5加高后的标高，从而在第一临时换撑柱4与第二临时换撑柱7之间形成折线型的支撑结构，从而对第一临时换撑柱4提供有力支撑，进而对位于换撑区域的支撑实现稳固支撑。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (10)
1.一种开放式基坑分块施工系统，其特征在于，用于已开挖基坑，所述基坑至少分成先施工区域、换撑区域以及后施工区域，所述基坑内由下至上设有若干层支撑，每道支撑包括贯通先施工区域、换撑区域以及后施工区域的横向支撑以及与横向支撑相交的纵向支撑，所述换撑区域位于所述先施工区域与所述后施工区域之间，所述基坑内设置有用于支撑位于换撑区域的所述支撑的换撑结构。
2.如权利要求1所述的开放式基坑分块施工系统，其特征在于，所述换撑结构包括第一临时换撑柱、换撑板墙、换撑杆件及第二临时换撑柱，所述换撑板墙设置于所述横向支撑的两侧，所述换撑板墙的一端靠近先施工区域，另一端靠近后施工区域，所述第一临时换撑柱设置于所述换撑板墙的两端，夹设于所述换撑板墙之间的横向支撑的上、下侧分别设置上封边梁与下封边梁，所述上封边梁与下封边梁的两端分别与对应的换撑板墙固定连接，所述第二临时换撑柱设置于所述先施工区域的底板上，所述第二临时换撑柱与对应的第一临时换撑柱之间设置换撑杆件。
3.如权利要求2所述的开放式基坑分块施工系统，其特征在于，所述换撑结构还包括用于支撑所述第二临时换撑柱的第三临时换撑柱，所述第三临时换撑柱与对应的第二临时换撑柱之间设置换撑杆件。
4.如权利要求3所述的开放式基坑分块施工系统，其特征在于，所述第二临时换撑柱上每次加高的部分设置两根换撑杆件，位于上方的换撑杆件连接第一临时换撑柱上同次加高的部分，位于下方的换撑杆件连接第一临时换撑柱上上次施工的部分，两根换撑杆件与第二临时换撑柱的连接处高于换撑板墙加高前的标高且小于换撑板墙加高后的标高。
5.如权利要求2所述的开放式基坑分块施工系统，其特征在于，所述第一临时换撑柱与相邻的纵向支撑固定连接。
6.一种如权利要求1-5中任意一项所述的开放式基坑分块施工系统的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，将已经开挖的基坑划分为先施工区域、换撑区域以及后施工区域，所述换撑区域位于所述先施工区域与所述后施工区域之间，所述基坑内由下至上设有若干层支撑，每道支撑包括贯通先施工区域、换撑区域以及后施工区域的横向支撑以及与横向支撑相交的纵向支撑；
步骤二，施工换撑区域的底板及先施工区域的底板，待所述底板的混凝土强度达到设计要求后，施工用于支撑换撑区域最下方支撑的换撑结构，所述换撑结构包括位于换撑板墙、第一临时换撑柱、上封边梁、下封边梁、位带有牛腿的第二临时换撑柱以及设置于相应第一临时换撑柱以及第二临时换撑柱之间的换撑杆件，所述换撑板墙、第一临时换撑柱、上封边梁、下封边梁位于换撑区域，所述换撑板墙设置于所述最下方支撑的横向支撑的两侧，所述换撑板墙的一端靠近先施工区域，另一端靠近后施工区域，所述第一临时换撑柱设置于所述换撑板墙的两端，夹设于所述换撑板墙之间的横向支撑的上、下侧分别设置所述上封边梁与下封边梁，所述上封边梁与下封边梁的两端分别与对应的换撑板墙固定连接；
步骤三，待用于支撑换撑区域最下方支撑的换撑结构的混凝土强度达到设计强度时，拆除先施工区域的最下方的支撑；
步骤四，换撑区域中换撑板墙及两端的第一临时换撑柱加高至上一道支撑标高处，施工用于支撑换撑区域上方一道支撑的换撑结构以及先施工区域的最下方的楼板，所述用于支撑换撑区域上方一道支撑的换撑结构包括在第二临时换撑柱上加高的部分，设置于第二临时换撑柱的加高部分以及对应的第一临时换撑柱之间的换撑杆件；
步骤五，待用于支撑换撑区域上方一道支撑的换撑结构以及先施工区域的最下方的楼板的混凝土达到设计强度，拆除先施工区域的再上一层支撑；
步骤六，重复步骤四和步骤五，直至拆除先施工区域的最上方支撑，并完成先施工区域的顶板结构；
步骤七，顺做完成后施工区域的结构；
步骤八，从上至下拆除换撑结构；
步骤九，顺做完成换撑区域结构。
7.如权利要求6所述的开放式基坑分块施工系统的施工方法，其特征在于，所述第二临时换撑柱上设有用于安置对应的换撑杆件的牛腿。
8.如权利要求6所述的开放式基坑分块施工系统的施工方法，其特征在于，所述换撑结构还包括用于支撑所述第二临时换撑柱的第三临时换撑柱，所述第三临时换撑柱与对应的第二临时换撑柱之间设置换撑杆件。
9.如权利要求8所述的开放式基坑分块施工系统的施工方法，其特征在于，所述第三临时换撑柱上设有用于安置对应的换撑杆件的牛腿。
10.如权利要求6所述的开放式基坑分块施工系统的施工方法，其特征在于，所述第二临时换撑柱上每次加高的部分设置两根换撑杆件，位于上方的换撑杆件连接第一临时换撑柱上同次加高的部分，位于下方的换撑杆件连接第一临时换撑柱上上次施工的部分，两根换撑杆件与第二临时换撑柱的连接处高于换撑板墙加高前的标高且小于换撑板墙加高后的标高。
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