CN111622230A - 穿越基坑的管路的保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种穿越基坑的管路的保护方法，该穿越基坑的管路的保护方法包括：1)在管路两侧进行钻孔灌注桩施工；2)开挖管路上方的表层土，进行冠梁和上部支撑梁施工；3)开挖管路的上部土方；4)将管路的下部土方划分为多个待挖段，对多个待挖段按预定开挖顺序分段开挖，在每个待挖段完成开挖之后进行底板和下部支撑梁施工；5)完成管路的下部土方开挖之后，将上部支撑梁与下部支撑梁进行连接；6)基坑开挖。通过本申请提供的技术方案，能够解决现有技术中的无法满足基坑开挖的安全要求的问题。

Description

穿越基坑的管路的保护方法

技术领域

本发明涉及基坑施工技术领域，具体而言，涉及一种穿越基坑的管路的保护方法。

背景技术

目前，在基坑施工的过程中，存在管路穿越基坑的施工位置的现象。在进行基坑开挖时，随着管路四周的土方的减少，管路可能出现沉降或塌陷，存在安全隐患。

在现有技术中，针对管路可能出现的沉降或塌陷，没有有效的措施。因此，现有技术中存在无法满足基坑开挖的安全要求的问题。

发明内容

本发明提供一种穿越基坑的管路的保护方法，以解决现有技术中的无法满足基坑开挖的安全要求的问题。

本发明提供了一种穿越基坑的管路的保护方法，穿越基坑的管路的保护方法包括：1)在管路两侧进行钻孔灌注桩施工；2)开挖管路上方的表层土，进行冠梁和上部支撑梁施工；3)开挖管路的上部土方；4)将管路的下部土方划分为多个待挖段，对多个待挖段按预定开挖顺序分段开挖，在每个待挖段完成开挖之后进行底板和下部支撑梁施工；5)完成管路的下部土方开挖之后，将上部支撑梁与下部支撑梁进行连接；6)基坑开挖。

进一步地，步骤4)具体包括：将管路的下部土方划分为顺次设置的多个待挖段，待管路的上部土方开挖完成后，将多个待挖段从管路的一端按预定开挖顺序进行开挖；先开挖每个待挖段的两端，开挖至管路的底部后，使用工字钢对已开挖的管路的管节接头进行稳固；开挖预设位置处的土方并整平基底。

进一步地，进行底板和下部支撑梁施工的步骤包括：在预设位置进行第一钢筋绑扎及第二钢筋绑扎；然后进行绑扎后的第一钢筋浇筑形成底板，绑扎后的第二钢筋浇筑形成下部支撑梁。

进一步地，将多个待挖段从管路的一端按预定开挖顺序进行开挖的步骤包括：将顺次设置的多个待挖段分为奇数待挖段和偶数待挖段；首先进行奇数待挖段开挖，再进行偶数待挖段开挖。

进一步地，穿越基坑的管路的保护方法还包括：在步骤1)至步骤6)中，对管路和地表进行监测以获取管路和地表的状态参数，根据状态参数调整步骤1)至步骤6)的施工参数。

进一步地，穿越基坑的管路的保护方法还包括：当基坑开挖至预设支护深度时，破除钻孔灌注桩的保护层混凝土并露出钻孔灌注桩的钢筋，然后架设钢格栅，将钢格栅的两端分别与钻孔灌注桩的钢筋连接，最后向钢格栅喷射混凝土进行土体加固。

进一步地，在步骤1)之前还包括：选定钻孔灌注桩的桩位，钻孔灌注桩的桩位与管路的距离大于等于20cm；确定好钻孔灌注桩的桩位后，开挖至管路底部然后进行护壁施工，待护壁施工完成后进行钻孔灌注桩施工。

进一步地，步骤2)具体包括：待钻孔灌注桩施工完成后进行表层土开挖；在进行表层土开挖的同时对管路两侧的钻孔灌注桩之间的土体进行开挖找平，以形成凹坑，在浇筑冠梁时一并浇筑凹坑；在进行表层土开挖的同时根据管路的位置及尺寸选定上部支撑梁的位置及间距；在表层土开挖到管路的管顶以下75cm处之后进行冠梁和上部支撑梁施工。

进一步地，步骤3)具体包括：待冠梁和上部支撑梁浇筑完成，混凝土强度达到75％后进行管路的上部土方开挖，在开挖过程中进行1：1放坡。

进一步地，步骤6)具体包括：采用水平分段、竖向分层的开挖方式进行开挖，将当前开挖层设定为基准层，基准层开挖完成后进行支撑施工，完成基准层的支撑施工后再进行基准层的下一层的开挖，直至完成基坑开挖。

应用本发明的技术方案，该穿越基坑的管路的保护方法包括：首先在管路两侧进行钻孔灌注桩施工，以加固管路两侧的土体，然后开挖管路上方的表层土并进行冠梁和上部支撑梁施工，以加固管路上方的土体。接着开挖管路的上部土方和下部土方，在开挖下部土方时，将管路的下部土方划分为多个待挖段，对多个待挖段按预定开挖顺序分段开挖，在每个待挖段完成开挖之后进行底板和下部支撑梁施工，如此能够加固管路下方的土体，并避免已开挖部分出现塌陷。在完成管路的下部土方开挖之后，将上部支撑梁与下部支撑梁进行连接，进一步对管路四周的土体进行加工。在完成上述步骤之后进行基坑开挖，在上述步骤的保护下，管路不会出现沉降或塌陷，能够满足基坑开挖的安全要求。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明实施例提供的穿越基坑的管路的保护方法的流程图；

图2示出了根据本发明实施例提供的穿越基坑的管路的保护方法的上部支撑梁、底板以及下部支撑梁的示意图；

图3示出了根据本发明实施例提供的穿越基坑的管路的保护方法的钻孔灌注桩和冠梁的示意图；

图4示出了根据本发明实施例提供的穿越基坑的管路的保护方法的钻孔灌注桩和钢格栅的示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、管路；11、套管；12、水管；20、钻孔灌注桩；30、冠梁；40、上部支撑梁；50、底板；60、下部支撑梁；70、钢格栅；80、早强混凝土。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图4所示，本发明实施例提供了一种穿越基坑的管路的保护方法，该穿越基坑的管路的保护方法包括：

步骤1)在管路10两侧进行钻孔灌注桩20施工，以加固管路10两侧的土体。

步骤2)开挖管路10上方的表层土，进行冠梁30和上部支撑梁40施工，以加固管路10上方的土体。

步骤3)开挖管路10的上部土方。

步骤4)将管路10的下部土方划分为多个待挖段，对多个待挖段按预定开挖顺序分段开挖，在每个待挖段完成开挖之后进行底板50和下部支撑梁60施工，以加固管路10下方的土体。并且，采用将多个待挖段按预定开挖顺序分段开挖，在每个待挖段完成开挖之后进行底板50和下部支撑梁60施工的施工方法，由于已挖除的待挖段进行了底板50和下部支撑梁60施工，管路10下方的土体不会出现空腔，能够保证管路10不会出现沉降或塌陷。

步骤5)完成管路10的下部土方开挖之后，将上部支撑梁40与下部支撑梁60进行连接，以进一步对管路10四周的土体进行加固。

步骤6)基坑开挖。

应用本实施例提供的穿越基坑的管路的保护方法，管路10两侧的钻孔灌注桩20可以加固管路10两侧的土体，冠梁30和上部支撑梁40可以加固管路10上方的土体，底板50和下部支撑梁60可以加固管路10下方的土体，且上部支撑梁40与下部支撑梁60连接后能够对管路10四周的土体进一步加固。采用上述保护方法，管路不会出现沉降或塌陷，能够满足基坑开挖的安全要求。

其中，由上至下依次为管路10上方的表层土、管路10的上部土方以及管路10的下部土方。具体地，管路10的上部土方为管路中轴线以上2.25m处与表层土之间的土方，管路10的下部土方为管路中轴线以上2.25m处与管路下表面之间的土方。

在本实施例中，步骤4)具体包括：

(1)将管路10的下部土方划分为顺次设置的多个待挖段，待管路10的上部土方开挖完成后，将多个待挖段从管路10的一端按预定开挖顺序进行开挖。其中，将多个待挖段从管路10的一端按预定开挖顺序进行开挖包括以下两种开挖方式：第一种，多个待挖段顺次进行开挖；第二种，多个待挖段间隔进行开挖。

(2)先开挖每个待挖段的两端，开挖至管路10的底部后，使用工字钢对已开挖的管路10的管节接头进行稳固。其中，管路10的底部指的是管路的下表面。

(3)开挖预设位置处的土方并整平基底。其中，预设位置指的是底板和下部支撑梁的预设施工位置。

其中，进行底板50和下部支撑梁60施工的步骤包括：

(1)在预设位置进行第一钢筋绑扎及第二钢筋绑扎；

(2)然后进行绑扎后的第一钢筋浇筑形成底板50，绑扎后的第二钢筋浇筑形成下部支撑梁60。其中，下部支撑梁60的尺寸为70cmⅹ95cm，在管路两侧的下部支撑梁之间设置有底板，底板的厚度为20cm。

在本实施例中，进行第一钢筋绑扎及第二钢筋绑扎的步骤包括：在进行奇数待挖段的第一钢筋绑扎及第二钢筋绑扎时，预留出偶数待挖段的钢筋绑扎空间，便于后续偶数待挖段的施工。

在本实施例中，将多个待挖段从管路10的一端按预定开挖顺序进行开挖的步骤包括：

(1)将顺次设置的多个待挖段分为奇数待挖段和偶数待挖段；

(2)首先进行奇数待挖段开挖，再进行偶数待挖段开挖。

采用上述开挖顺序，在开挖奇数待挖段时，可以利用偶数待挖段对管路进行支撑，管路不会出现沉降或塌陷。其中，开挖奇数待挖段包括以下两种开挖方式：第一种，顺次开挖奇数待挖段；第二种，将全部奇数待挖段全部同时进行开挖。

具体地，待上部土方开挖完成后从管路一端分段进行下部土方开挖，每二米划分为一个段落(实际段落根据开挖后管路每节的长度进行确定)，自西向东分别划分为第一段、第二段、第三段、第四段、第五段、第六段共六个段落，每段长度分别为2m。施工时先开挖每节管的两端开挖至管底后使用工字钢将开挖的管节接头进行下穿，以稳固两管接头位置，防止两节管沉降不均。开挖时分两次进行开挖施工，第一次开挖第一、三、五管路。待管路开挖完成并使用工字钢支垫完成后。进行开挖管路底板处土方并整平基底。然后进行第一、三、五段的底板钢筋绑扎及下部支撑梁的钢筋绑扎，绑扎时应预留出二、四、六段钢筋以便后续的钢筋连接，在绑扎第一、三、五段钢筋时，然后进行下部底板及支撑梁的浇筑。待第一、三、五、段底板及支撑梁浇筑完成后，以同样的步骤施工第二、四、六段底板及支撑梁。

为了进一步提升沉降控制效果，穿越基坑的管路的保护方法还包括在步骤1)至步骤6)中，对管路10和地表进行监测以获取管路10和地表的状态参数，根据状态参数调整步骤1)至步骤6)的施工参数。其中，状态参数包括管路10和地表的沉降量、塌陷量。在监测到管路或地表出现沉降、塌陷时，可针对性地对步骤1)至步骤6)的施工参数进行调整，以减小或消除沉降、塌陷。例如，若步骤4)中管路有沉降或位移现象，应立即停止土方开挖作业，并进行开挖面的回填。待采取其他加固措施后在进行土方开挖。

如图4所示，由于在管路下部无法施做钻孔灌注桩和旋喷桩进行土体围护。在本实施例中，穿越基坑的管路的保护方法还包括：当基坑开挖至预设支护深度时，破除钻孔灌注桩20的保护层混凝土并露出钻孔灌注桩20的钢筋，然后架设钢格栅70，将钢格栅70的两端分别与钻孔灌注桩20的钢筋连接，最后向钢格栅70喷射混凝土进行土体加固。

具体地，在土方开挖到管路底部以下1m位置时，将管路两侧围护桩之间的土方向外人工整平30cm。然后破除钻孔灌注桩保护层混凝土露出钢筋。然后架设20cm厚钢格栅，钢格栅两端与钻孔桩钢筋进行焊接。待钢格栅架设完成后，人工喷射10cm厚早强混凝土80进行土体加固。

其中，在步骤1)之前还包括：

(1)选定钻孔灌注桩20的桩位，钻孔灌注桩20的桩位与管路10的距离大于等于20cm。若钻孔灌注桩20的桩位与管路10的距离小于20cm，在钻孔灌注桩20施工过程中，易对管路造成影响。

(2)确定好钻孔灌注桩20的桩位后，人工开挖至管路10底部然后人工进行护壁施工，待护壁施工完成后进行钻孔灌注桩20施工，在施工过程中每次下放钻杆时必须有人在旁边进行观察，以免钻杆碰撞管路。通过进行护壁施工，能够对土体进行加固。

在本实施例中，管路上部土方采取人工放坡整体开挖，步骤2)具体包括：

(1)待钻孔灌注桩20施工完成后进行表层土开挖。

(2)在进行表层土开挖的同时对管路10两侧的钻孔灌注桩20之间的土体人工进行开挖找平，以形成凹坑，在浇筑冠梁30时一并浇筑凹坑，以免开挖时土体坍塌。

(3)在进行表层土开挖的同时根据管路10的位置及尺寸选定上部支撑梁40的位置及间距。在本实施例中，上方两根上部支撑梁40中心间距为2.4m。

(4)在表层土开挖到管路10的管顶以下75cm处之后进行冠梁30和上部支撑梁40施工。其中，上部支撑梁40的尺寸为70cmⅹ75cm。

在本实施例中，步骤3)具体包括：待冠梁30和上部支撑梁40浇筑完成，混凝土强度达到75％后进行管路10的上部土方开挖，在开挖过程中进行1：1放坡，提升土体的稳固性，防止开挖时土体垮塌。其中，1：1放坡指的是从基底到坡顶的宽度等于基坑的深度，也就是按45度角放坡。

在本实施例中，步骤6)具体包括：采用水平分段、竖向分层的开挖方式进行开挖，将当前开挖层设定为基准层，基准层开挖完成后进行支撑施工，完成基准层的支撑施工后再进行基准层的下一层的开挖，直至完成基坑开挖。其中，基准层开挖完成后进行支撑施工指的是，在基准层开挖完成形成坑之后，对坑进行支撑，避免出现塌陷。在软土、粉砂层及变形要求较严格时，采取“分层、分区、分块、分段、留土护壁，及时支撑，减少无支撑暴露时间”等方式开挖。在管路下方采用人工开挖，在管路下方以外位置采用人工配合挖机进行开挖。

具体地，横向先开挖中间土体，后开挖两侧土，待两侧土体剩余30cm时用人工开挖。

(1)先用挖掘机挖除表土至第一道混凝土撑底部下方10cm，自卸汽车将土方运至临时堆土场，然运往弃土场。

(2)喷锚随开挖同步进行。

(3)施做冠梁及第一道混凝土支撑。由挖掘机继续开挖至第二道钢支撑下方50cm，架设第二层钢支撑并施加预应力。以此类推。

(4)将挖机开至井下进行开挖作业并将土方堆积至基坑两侧，同时地面由长臂挖机配合出土，出土从钢支撑之间间隙进行。此后，每层开挖至支撑下50cm时，及时进行钢支撑架设和施加预应力。

(5)开挖至距基底30cm时，由人工开挖找平，基底开挖时不允许欠挖，且超挖量不超过2cm。

在本实施例中，管路的延伸方向与新建铁路线路的延伸方向相垂直。

如图2所示，在本实施例中，管路为自来水管，自来水管包括套管11以及穿设在套管内的水管12。具体地，水管的外径为Φ1400。套管为混凝土管道，套管外径为2.5m，内径为2.15m，管壁厚度为17.5cm，套管管顶埋深为2.63m，套管底部距离主体结构顶部距离为1.912m。横跨基坑宽度为12.2m。横跨基坑整段管重为61.854t。由于管路的自重较大，且管线非常重要，即在基坑开挖作业前需要利用上述方法对该自来水管采用悬吊保护措施。

在本实施例中，还包括其它加固措施：由于管路影响，管路下部两根钢支撑间距调整为3.9m，正常钢支撑间距为3m，由于间距加大，钢支撑由Φ609调整为Φ800。该段钢支撑采取25t吊车进行吊装，吊到开挖作业面后，在确保安全的前提下，使用挖掘机配合吊车进行钢支撑的安装作业。此处钢支撑采用两台吊车下放到基坑底部以后，然后切割分节吊出基坑。然后进行其他作业施工。

通过本实施例提供的穿越基坑的管路的保护方法，管路的四周均有针对性的土体加固措施，管路不会出现沉降或塌陷，能够满足基坑开挖的安全要求。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种穿越基坑的管路的保护方法，其特征在于，所述穿越基坑的管路的保护方法包括：

1)在管路(10)两侧进行钻孔灌注桩(20)施工；

2)开挖所述管路(10)上方的表层土，进行冠梁(30)和上部支撑梁(40)施工；

3)开挖所述管路(10)的上部土方；

4)将所述管路(10)的下部土方划分为多个待挖段，对多个所述待挖段按预定开挖顺序分段开挖，在每个所述待挖段完成开挖之后进行底板(50)和下部支撑梁(60)施工；

5)完成所述管路(10)的下部土方开挖之后，将所述上部支撑梁(40)与所述下部支撑梁(60)进行连接；

6)基坑开挖。

2.根据权利要求1所述的穿越基坑的管路的保护方法，其特征在于，所述步骤4)具体包括：

将所述管路(10)的下部土方划分为顺次设置的多个所述待挖段，待所述管路(10)的上部土方开挖完成后，将多个所述待挖段从所述管路(10)的一端按所述预定开挖顺序进行开挖；

先开挖每个所述待挖段的两端，开挖至所述管路(10)的底部后，使用工字钢对已开挖的所述管路(10)的管节接头进行稳固；

开挖预设位置处的土方并整平基底。

3.根据权利要求2所述的穿越基坑的管路的保护方法，其特征在于，进行所述底板(50)和所述下部支撑梁(60)施工的步骤包括：

在所述预设位置进行第一钢筋绑扎及第二钢筋绑扎；

然后进行绑扎后的第一钢筋浇筑形成所述底板(50)，绑扎后的第二钢筋浇筑形成所述下部支撑梁(60)。

4.根据权利要求2所述的穿越基坑的管路的保护方法，其特征在于，将多个所述待挖段从所述管路(10)的一端按所述预定开挖顺序进行开挖的步骤包括：

将顺次设置的多个所述待挖段分为奇数待挖段和偶数待挖段；

首先进行奇数待挖段开挖，再进行偶数待挖段开挖。

5.根据权利要求1所述的穿越基坑的管路的保护方法，其特征在于，所述穿越基坑的管路的保护方法还包括：

在步骤1)至步骤6)中，对所述管路(10)和地表进行监测以获取所述管路(10)和所述地表的状态参数，根据所述状态参数调整步骤1)至步骤6)的施工参数。

6.根据权利要求1所述的穿越基坑的管路的保护方法，其特征在于，所述穿越基坑的管路的保护方法还包括：

当基坑开挖至预设支护深度时，破除所述钻孔灌注桩(20)的保护层混凝土并露出所述钻孔灌注桩(20)的钢筋，然后架设钢格栅(70)，将所述钢格栅(70)的两端分别与所述钻孔灌注桩(20)的钢筋连接，最后向所述钢格栅(70)喷射混凝土进行土体加固。

7.根据权利要求1所述的穿越基坑的管路的保护方法，其特征在于，在所述步骤1)之前还包括：

选定所述钻孔灌注桩(20)的桩位，所述钻孔灌注桩(20)的桩位与所述管路(10)的距离大于等于20cm；

确定好所述钻孔灌注桩(20)的桩位后，开挖至所述管路(10)底部然后进行护壁施工，待所述护壁施工完成后进行所述钻孔灌注桩(20)施工。

8.根据权利要求1所述的穿越基坑的管路的保护方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括：

待所述钻孔灌注桩(20)施工完成后进行表层土开挖；

在进行表层土开挖的同时对所述管路(10)两侧的所述钻孔灌注桩(20)之间的土体进行开挖找平，以形成凹坑，在浇筑所述冠梁(30)时一并浇筑所述凹坑；

在进行表层土开挖的同时根据所述管路(10)的位置及尺寸选定所述上部支撑梁(40)的位置及间距；

在表层土开挖到所述管路(10)的管顶以下75cm处之后进行所述冠梁(30)和所述上部支撑梁(40)施工。

9.根据权利要求1所述的穿越基坑的管路的保护方法，其特征在于，所述步骤3)具体包括：

待所述冠梁(30)和所述上部支撑梁(40)浇筑完成，混凝土强度达到75％后进行所述管路(10)的上部土方开挖，在开挖过程中进行1：1放坡。

10.根据权利要求1所述的穿越基坑的管路的保护方法，其特征在于，所述步骤6)具体包括：

采用水平分段、竖向分层的开挖方式进行开挖，将当前开挖层设定为基准层，所述基准层开挖完成后进行支撑施工，完成所述基准层的支撑施工后再进行所述基准层的下一层的开挖，直至完成基坑开挖。

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