CN113047327A - 一种多联筒矩形拼装井壁结构及其拼装方法 - Google Patents
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Abstract
一种多联筒矩形拼装井壁结构，该井壁结构由多环井壁组成，每一环井壁由不同类型的单片井壁、横梁和斜撑组合而成，并通过定位插销、连接螺栓及焊接方式辅助拼装而成；其中单片井壁包括直片井壁、拐角片井壁和T形井壁，每一环井壁由直片井壁、拐角片井壁和T形井壁按顺序拼装而成，上述构件形成井壁的外围结构；所述斜撑安装于所述拐角片井壁内侧或T形井壁与横梁之间，所述横梁位于两个T形井壁之间；通过上述部分或全部构件的拼装和连接，形成一个或多个联通的矩形井筒结构，整个井壁结构由各环井壁拼装而成，各环井壁中上下相同位置处单片井壁类型相同，定位孔对应。
Description
技术领域
本发明涉及拼装井壁结构相关领域，更具体地说，涉及一种多联筒矩形拼装井壁结构。
背景技术
随着建筑过程行业的发展，沉井法施工应用越来越多，沉井施工是先在地表制作成一个井筒状的结构物（沉井），然后在井壁的围护下通过从井内不断挖土，使沉井在自重作用下逐渐下沉，达到预定设计标高后，再进行封底，构筑内部结构。沉井施工工法广泛应用于桥梁、烟囱、水塔的基础；水泵房、地下油库、水池竖井等深井构筑物和盾构或顶管的工作井，近些年，沉井施工工法也应用于地下立体车库等情景，主要因为沉井施工土方开挖量较少，且对邻近建筑物的影响比较小。
相对于传统的现浇混凝土沉井来说，预制拼装沉井具有可以节约工期，加快沉井工程效率的明显优势。传统的现浇混凝土沉井需要较大的钢筋加工场地，现场施工周期较长，若可以采用预制拼装沉井的施工方法，则可以有效缩短施工工期，并能对施工现场的有序性和整洁性有所保证，且预制拼装沉井在施工现场的使用，能有效提供施工精度，并减少施工现场的部分安全隐患，且由于工期的缩短，可以最大限度地减少施工对现场周边环境及交通的影响，适宜广泛推广。但预制拼装沉井存在管片重量大，且运输困难的难题，且目前工程应用中圆形拼装井壁结构较多。
但单独井筒的沉井施工费用较高，成本较高，且由于其所围成的沉井空间尺寸较小，可利用空间较小，空间利用率较低，故单体积成本的拼装费用较高。若可将其变为多联筒形式，则可在满足需求的同时，极大的节约成本，降低造价。
为了解决此问题，本发明提出了一种多联筒矩形拼装井壁结构，该井壁结构与圆形井壁断面相比利用率大，则可对其造价进行优化。本专利采用对矩形井筒的预制拼装沉井进行不同类型的分片方式，设置出不同类型的单片井壁，并通过横梁、斜撑、T形井壁等构件将单个矩形拼装井筒连接形成整体，形成多联筒形式。
该方法不仅对矩形预制拼装井壁提出较好的组合方式，还因其将井壁进行分片拼装，极大的减轻了其单片井壁的重量，不仅方便运输，降低运输费用，还能有效节约施工工期，提高施工效率。此外，多联筒的布置形式提高了空间利用效率，还节约成本。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种矩形错缝拼装井壁结构，可以有效缩短井壁浇筑养护的工期，节约工期，提高施工效率；与此同时，因该结构整体性较好，且单片井壁的设计便于拼装，还可以减轻管片运输的重量，便于管片运输，且可以同时建造多联井筒，节约成本，最大限度增加可利用空间。为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种多联筒矩形拼装井壁结构，其特征在于，该井壁结构由多环井壁组成，每一环井壁由不同类型的单片井壁、横梁（4）和斜撑（5）组合而成，并通过定位插销、连接螺栓及焊接方式辅助拼装而成；其中单片井壁包括直片井壁（1）、拐角片井壁（2）和T形井壁（3），所述直片井壁（1）为矩形结构；所述拐角片井壁（2）为折角结构，两翼之间夹角为90︒，拐角处倒圆角；所述T形井壁（3）形状类似“T”形，其端部伸出长度为1/3至1/2的井壁厚度；每一环井壁由直片井壁（1）、拐角片井壁（2）和T形井壁（3）按顺序拼装而成，上述构件形成井壁的外围结构；所述斜撑（5）安装于所述拐角片井壁（2）内侧或T形井壁（3）与横梁（4）之间，所述横梁（4）位于两个T形井壁（3）之间；通过上述部分或全部构件的拼装和连接，形成一个或多个联通的矩形井筒结构，整个井壁结构由各环井壁拼装而成，各环井壁中上下相同位置处单片井壁类型相同，定位孔（7）对应。
进一步的，所述斜撑（5）包括斜撑杆（502）和斜撑脚（501），所述斜撑杆为钢结构、钢管混凝土结构或预制混凝土结构；所述斜撑脚（501）上预设定位孔（7）。
进一步的，所述横梁（4）为“H”字形，位于多联筒的两侧T形井壁（3）之间，其两端截面面积大于中部截面面积，所述横梁（4）宽度为1/2至1倍的井壁厚度，所述横梁（4）的端部预埋有锚固孔（401），通过树脂锚固剂（10）、双头螺杆（11）、垫板（12）和螺母（13）进行固定，将横梁（4）与T形井壁（3）连接固定形成部分内隔墙构件；所述横梁（4）的侧面预埋有撑脚座（402）。
进一步的，所述单片井壁由钢筋混凝土结构、钢-混凝土组合结构、预制钢结构中的一种或多种形式组成。
进一步的，所述单片井壁为钢-混凝土组合结构时，在其内侧设置钢板，形成内钢板混凝土结构，所述直片井壁（1）、拐角片井壁（2）和T形井壁（3）通过焊接或螺栓连接；所述直片井壁（1）、拐角片井壁（2）和T形井壁（3）为钢筋混凝土结构时，三者之间通过连接螺栓进行连接；所述斜撑（5）与所述撑脚座（402）通过焊接相连。
进一步的，所述上下相邻环之间的单片井壁通过所述连接螺栓进行固定连接，同一环内的单片井壁之间通过斜螺栓进行固定连接。
进一步的，通过单片井壁、横梁（4）和斜撑（5）连接形成的部分内隔墙构件上下相通，若功能需要，通过砌体墙、现浇混凝土和预制板形式将其封闭，形成完整的密封内隔墙。
进一步的，所述单片井壁上设置有定位孔（7）、螺栓盒（302）、吊装孔（8）、注浆孔（6）和止水胶条凹槽（9），其中所述定位孔（7）和所述螺栓盒（302）在所述单片井壁的顶部和底部均有设置，且所述定位孔（7）内部安装有纺锤型的所述定位插销；所述吊装孔（8）位于所述单片井壁的顶部，并在其内部设置与单片井壁内部的钢筋笼相连的钢管预埋件，钢管预埋件内部设置有螺纹；所述注浆孔（6）位于所述直片井壁的中心位置，当该拼装井壁结构用作沉井结构，在沉井下沉时，所述注浆孔（6）能作为触变泥浆减阻剂的注入孔；在沉井下沉到位时，所述注浆孔（6）能作为向单片井壁和周围岩土体间充填水泥砂浆进行固井作用的孔洞。
进一步的，包括以下步骤：
1）首先在单片井壁上的止水胶条凹槽（9）内安装止水胶条（304）；
2）安装直片井壁（2）及其同侧的两片T形井壁（3），并固定连接，对侧相同；
3）在两侧的T形井壁（3）中间安装横梁（4），通过将双头螺杆（11）穿入所述横梁（4）端部的锚固孔（303），并通过树脂锚固剂（4）、垫板（12）和螺母（13）进行固定，将对侧井壁拉紧，再通过将斜撑（5）焊接至撑脚座的方式，将斜撑（5）与单片井壁进行连接，并完成中间井筒结构的拼装；
4）安装中间井筒两侧井筒长边方向的直片井壁（2），与中心井筒的T形井壁（3）进行连接固定，再安装两侧井筒的拐角片井壁（1），并通过螺栓进行固定连接，按从中间至两边的顺序顺次安装最底层的直片井壁（2）和T形井壁（3），待全部安装完成后，安装最底层两端部井筒短边方向的直片井壁（2），随后进行固定，完成整个最底层井筒结构的安装，并安装定位插销；
5）通过定位孔（7）的定位，按照步骤3进行上层中间井筒结构的拼装，待中间井筒结构拼装完成后，通过下层直片井壁（2）上定位孔（7）内安装的定位插销和下层斜撑脚（501）定位，安装中间筒结构两侧的直片井壁（2）、T形井壁（3）和横梁（4），并通过焊接方式将斜撑（5）拼装到位；
6）根据下层定位孔（7）所在位置，安装两侧端部井筒短边方向的直片井壁（2），最后将两侧端部井筒的拐角片井壁（1）放入两直片井壁（2）之间，通过螺栓固定，并将斜撑（5）焊接在撑脚座（402）上，完成该层井壁结构的拼装及连接；
7）根据定位孔（7）和定位插销的位置所在，重复步骤5和6，逐层进行上层井壁的拼装连接与固定，上下相邻环之间的单片井壁通过所述连接螺栓进行固定连接，直至完成全部多联筒的拼装；
8）当该拼装井壁结构用作沉井下沉时，向所述注浆孔（6）内注入触变泥浆减阻剂；在沉井下沉到位时，向所述注浆孔（6）内注入水泥砂浆进行固井。
相对于现有技术，本发明所述的一种矩形错缝拼装井壁结构具有以下优势：
本发明所述的一种多联筒矩形拼装井壁结构，其特征在于，该井壁结构由多环井壁组成，每一环井壁由不同类型的单片井壁、横梁（4）和斜撑（5）组合而成，并通过定位插销、连接螺栓及焊接方式辅助拼装而成；其中单片井壁包括直片井壁（2）、拐角片井壁（1）和T形井壁（3），所述直片井壁（2）为矩形结构；所述拐角片井壁（1）为折角结构，两翼之间夹角为90︒，拐角处倒圆角；所述T形井壁（3）形状类似“T”形，其端部伸出长度为1/3至1/2的井壁厚度；每一环井壁由直片井壁（2）、拐角片井壁（1）和T形井壁（3）按顺序拼装而成，上述构件形成井壁的外围结构；所述斜撑（5）安装于所述拐角片井壁（1）内侧或T形井壁（3）与横梁（4）之间，所述横梁（4）位于两个T形井壁（3）之间；通过上述部分或全部构件的拼装和连接，形成一个或多个联通的矩形井筒结构，整个井壁结构由各环井壁拼装而成，各环井壁中上下相同位置处单片井壁类型相同，定位孔（7）对应。
本发明的优点是可以有效缩短井壁浇筑养护的工期，节约工期，提高施工效率；与此同时，单片井壁的设计便于拼装，减轻管片运输的重量，便于管片运输，且可多个井筒形成整体，降低造价，增加可利用空间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例“一种多联筒矩形拼装井壁结构”的多联筒立面图；
图2为本发明实施例“一种多联筒矩形拼装井壁结构”的T形井壁结构图;
图3为本发明实施例“一种多联筒矩形拼装井壁结构”的直片井壁结构图;
图4为本发明实施例“一种多联筒矩形拼装井壁结构”的横梁结构图；
图5为本发明实施例“一种多联筒矩形拼装井壁结构”的斜撑结构图；
图6为本发明实施例“一种多联筒矩形拼装井壁结构”的T形井壁和横梁的连接示意图。
附图标记说明：
1．拐角片井壁；2.直片井壁；3.T形井壁；4.横梁；5.斜撑；6.注浆孔；7.定位孔；8.吊装孔; 301.撑脚座；302.螺栓盒；303.锚固孔；304.止水胶条; 401.锚固孔；402.撑脚座；501.斜撑脚；502.斜撑杆；9. 止水胶条凹槽；10.树脂锚固剂; 11.双头螺杆；12.垫板；13.螺母。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具备特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
参看图1-6，一种多联筒矩形拼装井壁结构，其特征在于，该井壁结构由多环井壁组成，每一环井壁由不同类型的单片井壁、横梁（4）和斜撑（5）组合而成，并通过定位插销、连接螺栓及焊接方式辅助拼装而成；其中单片井壁包括直片井壁（1）、拐角片井壁（2）和T形井壁（3），所述直片井壁（1）为矩形结构；所述拐角片井壁（2）为折角结构，两翼之间夹角为90︒，拐角处倒圆角；所述T形井壁（3）形状类似“T”形，其端部伸出长度为1/3至1/2的井壁厚度；每一环井壁由直片井壁（1）、拐角片井壁（2）和T形井壁（3）按顺序拼装而成，上述构件形成井壁的外围结构；所述斜撑（5）安装于所述拐角片井壁（2）内侧或T形井壁（3）与横梁（4）之间，所述横梁（4）位于两个T形井壁（3）之间；通过上述部分或全部构件的拼装和连接，形成一个或多个联通的矩形井筒结构，整个井壁结构由各环井壁拼装而成，各环井壁中上下相同位置处单片井壁类型相同，定位孔（7）对应。
进一步的，所述斜撑（5）包括斜撑杆（502）和斜撑脚（501），所述斜撑杆为钢结构、钢管混凝土结构或预制混凝土结构；所述斜撑脚（501）上预设定位孔（7）。
进一步的，所述横梁（4）为“H”字形，位于多联筒的两侧T形井壁（3）之间，其两端截面面积大于中部截面面积，所述横梁（4）宽度为1/2至1倍的井壁厚度，所述横梁（4）的端部预埋有锚固孔（401），通过树脂锚固剂（10）、双头螺杆（11）、垫板（12）和螺母（13）进行固定，将横梁（4）与T形井壁（3）连接固定形成部分内隔墙构件；所述横梁（4）的侧面预埋有撑脚座（402）。
进一步的，所述单片井壁由钢筋混凝土结构、钢-混凝土组合结构、预制钢结构中的一种或多种形式组成。
进一步的，所述单片井壁为钢-混凝土组合结构时，在其内侧设置钢板，形成内钢板混凝土结构，所述直片井壁（1）、拐角片井壁（2）和T形井壁（3）通过焊接或螺栓连接；所述直片井壁（1）、拐角片井壁（2）和T形井壁（3）为钢筋混凝土结构时，三者之间通过连接螺栓进行连接；所述斜撑（5）与所述撑脚座（402）通过焊接相连。
进一步的，所述上下相邻环之间的单片井壁通过所述连接螺栓进行固定连接，同一环内的单片井壁之间通过斜螺栓进行固定连接。
进一步的，通过单片井壁、横梁（4）和斜撑（5）连接形成的部分内隔墙构件上下相通，若功能需要，通过砌体墙、现浇混凝土和预制板形式将其封闭，形成完整的密封内隔墙。
进一步的，所述单片井壁上设置有定位孔（7）、螺栓盒（302）、吊装孔（8）、注浆孔（6）和止水胶条凹槽（9），其中所述定位孔（7）和所述螺栓盒（302）在所述单片井壁的顶部和底部均有设置，且所述定位孔（7）内部安装有纺锤型的所述定位插销；所述吊装孔（8）位于所述单片井壁的顶部，并在其内部设置与单片井壁内部的钢筋笼相连的钢管预埋件，钢管预埋件内部设置有螺纹；所述注浆孔（6）位于所述直片井壁的中心位置，当该拼装井壁结构用作沉井结构，在沉井下沉时，所述注浆孔（6）能作为触变泥浆减阻剂的注入孔；在沉井下沉到位时，所述注浆孔（6）能作为向单片井壁和周围岩土体间充填水泥砂浆进行固井作用的孔洞。
进一步的，包括以下步骤：
1）首先在单片井壁上的止水胶条凹槽（9）内安装止水胶条（304）；
2）安装直片井壁（2）及其同侧的两片T形井壁（3），并固定连接，对侧相同；
3）在两侧的T形井壁（3）中间安装横梁（4），通过将双头螺杆（11）穿入所述横梁（4）端部的锚固孔（303），并通过树脂锚固剂（4）、垫板（12）和螺母（13）进行固定，将对侧井壁拉紧，再通过将斜撑（5）焊接至撑脚座的方式，将斜撑（5）与单片井壁进行连接，并完成中间井筒结构的拼装；
4）安装中间井筒两侧井筒长边方向的直片井壁（2），与中心井筒的T形井壁（3）进行连接固定，再安装两侧井筒的拐角片井壁（1），并通过螺栓进行固定连接，按从中间至两边的顺序顺次安装最底层的直片井壁（2）和T形井壁（3），待全部安装完成后，安装最底层两端部井筒短边方向的直片井壁（2），随后进行固定，完成整个最底层井筒结构的安装，并安装定位插销；
5）通过定位孔（7）的定位，按照步骤3进行上层中间井筒结构的拼装，待中间井筒结构拼装完成后，通过下层直片井壁（2）上定位孔（7）内安装的定位插销和下层斜撑脚（501）定位，安装中间筒结构两侧的直片井壁（2）、T形井壁（3）和横梁（4），并通过焊接方式将斜撑（5）拼装到位；
6）根据下层定位孔（7）所在位置，安装两侧端部井筒短边方向的直片井壁（2），最后将两侧端部井筒的拐角片井壁（1）放入两直片井壁（2）之间，通过螺栓固定，并将斜撑（5）焊接在撑脚座（402）上，完成该层井壁结构的拼装及连接；
7）根据定位孔（7）和定位插销的位置所在，重复步骤5和6，逐层进行上层井壁的拼装连接与固定，上下相邻环之间的单片井壁通过所述连接螺栓进行固定连接，直至完成全部多联筒的拼装；
当该拼装井壁结构用作沉井下沉时，向所述注浆孔（6）内注入触变泥浆减阻剂；在沉井下沉到位时，向所述注浆孔（6）内注入水泥砂浆进行固井。
Claims (9)
1.一种多联筒矩形拼装井壁结构，其特征在于，该井壁结构由多环井壁组成，每一环井壁由不同类型的单片井壁、横梁和斜撑组合而成，并通过定位插销、连接螺栓及焊接方式辅助拼装而成；其中单片井壁包括直片井壁、拐角片井壁和T形井壁，所述直片井壁为矩形结构；所述拐角片井壁为折角结构，两翼之间夹角为90︒，拐角处倒圆角；所述T形井壁形状类似“T”形，其端部伸出长度为1/3至1/2的井壁厚度；每一环井壁由直片井壁、拐角片井壁和T形井壁按顺序拼装而成，上述构件形成井壁的外围结构；所述斜撑安装于所述拐角片井壁内侧或T形井壁与横梁之间，所述横梁位于两个T形井壁之间；通过上述部分或全部构件的拼装和连接，形成一个或多个联通的矩形井筒结构，整个井壁结构由各环井壁拼装而成，各环井壁中上下相同位置处单片井壁类型相同，定位孔对应。
2.权利要求1所述的一种多联筒矩形拼装井壁结构，其特征在于，所述斜撑包括斜撑杆和斜撑脚，所述斜撑杆为钢结构、钢管混凝土结构或预制混凝土结构；所述斜撑脚上预设定位孔。
3.权利要求1所述的一种多联筒矩形拼装井壁结构，其特征在于，所述横梁为“H”字形，位于多联筒的两侧T形井壁之间，其两端截面面积大于中部截面面积，所述横梁宽度为1/2至1倍的井壁厚度，
所述横梁的端部预埋有锚固孔，通过树脂锚固剂、双头螺杆、垫板和螺母进行固定，将横梁与T形井壁连接固定形成部分内隔墙构件；所述横梁的侧面预埋有撑脚座。
4.权利要求1所述的一种多联筒矩形拼装井壁结构，其特征在于，所述单片井壁由钢筋混凝土结构、钢-混凝土组合结构、预制钢结构中的一种或多种形式组成。
5.权利要求1所述的一种多联筒矩形拼装井壁结构，其特征在于，所述单片井壁为钢-混凝土组合结构时，在其内侧设置钢板，形成内钢板混凝土结构，所述直片井壁、拐角片井壁和T形井壁通过焊接或螺栓连接；所述直片井壁、拐角片井壁和T形井壁为钢筋混凝土结构时，三者之间通过连接螺栓进行连接；所述斜撑与所述撑脚座通过焊接相连。
6.权利要求1所述的一种多联筒矩形拼装井壁结构，其特征在于，上下相邻环之间的单片井壁通过所述连接螺栓进行固定连接，同一环内的单片井壁之间通过斜螺栓进行固定连接。
7.根据权利要求1-3任意权利要求所述的一种多联筒矩形拼装井壁结构，其特征在于，通过单片井壁、横梁和斜撑连接形成的部分内隔墙构件上下相通，若功能需要，通过砌体墙、现浇混凝土和预制板形式将其封闭，形成完整的密封内隔墙。
8.如权利要求1-6任意一项权利要求所述的一种多联筒矩形拼装井壁结构，其特征在于，单片井壁上设置有定位孔、螺栓盒、吊装孔、注浆孔和止水胶条凹槽，其中所述定位孔和所述螺栓盒在所述单片井壁的顶部和底部均有设置，且所述定位孔内部安装有纺锤型的所述定位插销；所述吊装孔位于所述单片井壁的顶部，并在其内部设置与单片井壁内部的钢筋笼相连的钢管预埋件，钢管预埋件内部设置有螺纹；所述注浆孔位于所述直片井壁的中心位置，当该拼装井壁结构用作沉井结构，在沉井下沉时，所述注浆孔能作为触变泥浆减阻剂的注入孔；在沉井下沉到位时，所述注浆孔能作为向单片井壁和周围岩土体间充填水泥砂浆进行固井作用的孔洞。
9.一种多联筒矩形拼装井壁结构的拼装方法，其特征在于，包括以下步骤：
首先在单片井壁上的止水胶条凹槽内安装止水胶条；
安装直片井壁及其同侧的两片T形井壁，并固定连接，对侧相同；
在两侧的T形井壁中间安装横梁，通过将双头螺杆穿入所述横梁端部的锚固孔，并通过树脂锚固剂、垫板和螺母进行固定，将对侧井壁拉紧，再通过将斜撑焊接至撑脚座的方式，将斜撑与单片井壁进行连接，并完成中间井筒结构的拼装；
安装中间井筒两侧井筒长边方向的直片井壁，与中心井筒的T形井壁进行连接固定，再安装两侧井筒的拐角片井壁，并通过螺栓进行固定连接，按从中间至两边的顺序顺次安装最底层的直片井壁和T形井壁，待全部安装完成后，安装最底层两端部井筒短边方向的直片井壁，随后进行固定，完成整个最底层井筒结构的安装，并安装定位插销；
通过定位孔的定位，按照步骤3进行上层中间井筒结构的拼装，待中间井筒结构拼装完成后，通过下层直片井壁上定位孔内安装的定位插销和下层斜撑脚定位，安装中间筒结构两侧的直片井壁、T形井壁和横梁，并通过焊接方式将斜撑拼装到位；
根据下层定位孔所在位置，安装两侧端部井筒短边方向的直片井壁，最后将两侧端部井筒的拐角片井壁放入两直片井壁之间，通过螺栓固定，并将斜撑焊接在撑脚座上，完成该层井壁结构的拼装及连接；
根据定位孔和定位插销的位置所在，重复步骤5和6，逐层进行上层井壁的拼装连接与固定，上下相邻环之间的单片井壁通过所述连接螺栓进行固定连接，直至完成全部多联筒的拼装；
当该拼装井壁结构用作沉井下沉时，向所述注浆孔内注入触变泥浆减阻剂；在沉井下沉到位时，向所述注浆孔内注入水泥砂浆进行固井。
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