CN115219089A - 应用于建设监理的基坑监测系统及监理检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请属于基坑监测的技术领域，涉及应用于建设监理的基坑监测系统及监理检测方法，监测系统包括围护体，围护体上设置有锚索轴力监测装置，锚索轴力监测装置包括锚索，锚索的一端穿出围护体依次安装有锚索测力计和穿心式千斤顶，围护体远离坡体的一侧设置有对位装置；对位装置包括安装底板，以及安装底板上设置的夹持机构；夹持机构设置于锚索远离坡体的一端，且夹持机构的内部夹持于穿心式千斤顶；对位装置还包括角度调节机构；角度调节机构设置于安装底板的底部，角度调节机构包括若干分别位于安装底板的端角处的支撑杆，支撑杆可调节长度。本申请具有降低锚索测力计与穿心式千斤顶偏心的概率，提升监测的准确性的效果。

Description

应用于建设监理的基坑监测系统及监理检测方法

技术领域

本申请涉及基坑监测的领域，尤其是涉及应用于建设监理的基坑监测系统及监理检测方法。

背景技术

基坑是指为进行建筑物基础的施工所开挖的土坑，基坑坍塌是工程坍塌事故发生概率极大的安全事故，塌方事故将造成惨重的人员伤亡和经济损失。为了减小基坑的侧壁出现坍塌的情况，基坑的侧壁设置有加固基坑的坡体的基坑支护结构，且在基坑支护结构上设置用于监测支护结构的形变量的监测设备以实现24小时不间断监测。

现有的监测设备包括用于监控基坑坡体的应力状态以及掌握锚索受力大小及变化情况的锚索轴力监测装置。锚索轴力监测装置包括穿设于围护体的锚索以及与锚索同心设置的锚索测力计，锚索轴力监测装置还包括挂持架，挂持架上悬挂有用于向锚索提供张力的穿心式千斤顶；锚索的一端灌注于坡体，锚索的另一端夹持于穿心式千斤顶的大活塞杆，穿心式千斤顶的小活塞杆抵接于锚索测力计。

在实际施工过程中，穿心式千斤顶挂置于挂持架上，而穿心式千斤顶本身的自重较大，如果穿心式千斤顶与锚索测力计不同心，在张拉过程中容易发生偏移或滑移，从而对锚索的外露部分产生负荷，进而影响锚索测力计的监测准确性。

发明内容

为了提升锚索测力计的监测准确性，本申请提供应用于建设监理的基坑监测系统及监理检测方法。

本申请提供的应用于建设监理的基坑监测系统及监理检测方法采用如下的技术方案：

第一方面，本申请提供应用于建设监理的基坑监测系统，采用如下的技术方案：

应用于建设监理的基坑监测系统，包括用于对基坑侧壁进行加固的围护体，围护体上设置有用于监测基坑周边坡体的应力变化的锚索轴力监测装置，锚索轴力监测装置包括穿设于围护体内的锚索，锚索的一端穿出围护体依次安装有锚索测力计和穿心式千斤顶，所述围护体远离坡体的一侧设置有用于固定穿心式千斤顶的对位装置；所述对位装置包括安装底板，以及安装底板上设置的用于固定穿心式千斤顶的夹持机构；所述夹持机构设置于锚索远离坡体的一端，且夹持机构的内部夹持于穿心式千斤顶；

所述对位装置还包括用于调整安装底板的安装位置的角度调节机构；所述角度调节机构设置于安装底板的底部，角度调节机构包括若干分别位于安装底板的端角处的支撑杆，支撑杆可调节长度以推动安装底板的端角升降以改变安装底板的位置高度和水平度。

通过采用上述技术方案，利用夹持机构固定穿心式千斤顶，通过调整角度调节机构中支撑杆的长度，以调整安装底板的倾斜度和位置高度，使得穿心式千斤顶与锚索同心设置。由于夹持机构固定穿心式千斤顶，提供了穿心式千斤顶托载力并使得穿心式千斤顶不易发生位置移动，降低了穿心式千斤顶对锚索的外露部分的负荷，从而降低了锚索和锚索测力计发生错位的概率，提升了锚索测力计监测的准确度。

可选的，所述夹持机构包括夹持座，夹持座的内部为夹持区，夹持区的内部设置有用于托载穿心式千斤顶的承载座，承载座的上方设置有弧形夹板，弧形夹板连接有驱动弧形夹板升降以夹紧或松开穿心式千斤顶的升降调节件。

通过采用上述技术方案，调整好安装底板的高度位置和倾斜度后，承载座的顶部托载穿心式千斤顶，将穿心式千斤顶穿入夹持区，再微调安装底板的位置以使穿心式千斤顶与锚索同心设置，再由升降调节件带动弧形夹板下降直至贴近穿心式千斤顶的表面，从而夹紧穿心式千斤顶。由于采用活动的弧形夹板，配合可调节的安装底板，能够便于穿心式千斤顶的对位和固定，且整个操作过程高效便捷，具有较高的实用性。

可选的，所述承载座内设置有压力感应机构；所述压力感应机构包括活动座和通过活动座转动设置于承载座内的转动滚轮，转动滚轮的轮面穿出承载座与穿心式千斤顶的保护套抵接；所述压力感应机构还包括设置于活动座下方的压力传感器，活动座和压力传感器抵接，压力传感器和承载座之间连接有弹性件。

通过采用上述技术方案，夹持机构夹紧穿心式千斤顶且转动滚轮抵紧穿心式千斤顶，通过压力感应机构测量穿心式千斤顶对承载座的压力，通过穿心式千斤顶下压转动滚轮并推动活动座下降，从而使得活动座对压力传感器施加向下的压力，根据压力传感器反馈的压力值，再对比穿心式千斤顶在该倾斜角度下时在竖直方向上的理论压力值，根据二者的差距量从而推算出穿心式千斤顶和锚索计是否同心设置。

可选的，所述弹性件采用弹簧，弹簧内穿设有阻尼器，阻尼器的两端分别与压力传感器和承载座的底壁连接。

通过采用上述技术方案，阻尼器和弹簧的配合能够起到减缓压力传感器上下晃动的速度的作用，从而避免由于弹簧的弹力变化速度过大导致压力传感器损坏。

可选的，所述支撑杆包括螺纹杆和与螺纹杆螺纹连接的固定筒，固定筒靠近螺纹杆的一端转动连接有螺纹套，螺纹套与螺纹杆螺纹连接，螺纹杆远离螺纹套的一端与安装底板连接。

通过采用上述技术方案，转动螺纹套即可改变螺纹杆伸入固定筒的长度，从而改变支撑杆的长度，进而调整安装底板端角处的安装高度，从而可以根据实际需要调整安装底板的位置高度和水平度，且具有操作便捷、稳定性高的特点。

可选的，所述夹持座的底部设置有固定座，固定座的顶面设置有带有开口且开口朝上的移动腔，移动腔内设置有移动机构；所述移动机构包括转动连接于工作腔内的丝杠以及与丝杠配合的丝母，夹持座负载于丝母上，丝杠连接有驱动丝杠转动从而带动丝母和夹持座沿锚索的穿设方向移动的转动驱动件。

通过采用上述技术方案，能够根据实际的穿心式千斤顶的固定位置进行调整，从而避免由于支撑杆的固定位置偏移导致夹持座不能完全托载穿心式千斤顶，从而进一步提升穿心式千斤顶的安装位置的准确度。

可选的，所述安装底板和夹持座之间设置有升降驱动机构；所述升降驱动机构采用丝杆升降机，夹持座负载于丝杆升降机的丝杆升降机上。

通过采用上述技术方案，调整好安装底板的水平度后，丝杆升降机能够在不影响夹持座的倾斜角度的同时平稳地抬升夹持座，以便于对不同高度的穿心式千斤顶进行支撑，且具有结构紧凑、重量轻、噪音小的特点。

可选的，所述弧形夹板的底部设置有用于辅助穿心式千斤顶转动的辅助滚轮，辅助滚轮的轮面与穿心式千斤顶的保护套抵接。

通过采用上述技术方案，辅助滚轮能够起到辅助推动穿心式千斤顶转动的作用，从而便于转动滚轮带动穿心式千斤顶转动，提升操作的稳定性。

第二方面，本申请提供一种基于上述基坑监测系统的应用于建设监理的基坑监理检测方法，采用如下的技术方案：

包括以下步骤：在基坑的两个长边和分别选取两个锚索轴力监测点，基坑的短边选取一个锚索轴力监测点；在锚索轴力监测点设置上述的应用于建设监理的基坑监测系统；利用穿心式千斤顶保持恒力张拉锚索，在锚索预张拉时间隔地读取锚索测力计的受挤压力，以测量锚索的张拉应力，并计算出锚索的应力耗散。

通过采用上述技术方案，能够实时监控基坑施工期间周边坡体应力状态，掌握锚索受力大小及变化情况，预防受力不均或接近设计强度极限的现象，从而便于在施工过程中能够及时采取积极有效的措施控制锚固预应力的损失，达到锚索在施工中的加固作用。

综上所述，本申请包括以下有益技术效果：

1、本申请通过设置对位装置和角度调节机构，能够起到托载穿心式千斤顶的作用，同时能够便于调整穿心式千斤顶的安装位置使其与锚索测力计、锚索对位，实现穿心式千斤顶和锚索测力计的同心对接，从而降低测试时锚固力与穿心式千斤顶的出力的偏差值，从而提升监测的准确性和有效性；

2、本申请通过压力感应机构，实现穿心式千斤顶的偏位感应，从而便于及时调整穿心式千斤顶的安装角度，以令锚索测力计和穿心式千斤顶同心，从而进一步提升测试的精确度，减小测量误差；

3、通过增设升降驱动机构，使得夹持座具有升降功能，从而能够对不同高度需求的穿心式千斤顶进行支撑，提升了申请的灵活性和实用性；

4、本申请的监测方法能够在保证了穿心式千斤顶和锚索测力计、锚索的同心对接的同时，有效、准确地测量锚索张拉应力，从而计算出锚索的应力耗散，进而得出基坑的周边坡体的应力状态，便于及时采取措施。

附图说明

图1是本申请实施例1的应用示意图。

图2是本申请实施例1的整体结构示意图。

图3是展示支撑杆的内部结构的局部剖视图。

图4是隐藏穿心式千斤顶和锚索后并展示夹持座整体结构的结构示意图。

图5是展示夹持座的内部结构的剖视图。

图6是本申请实施例1沿竖直方向的爆炸图。

附图标记说明：1、基坑；11、坡体；12、围护体；121、锚索；122、锚索测力计；2、安装底板；3、夹持座；31、夹持区；32、弧形夹板；321、让位槽；322、辅助滚轮；323、调节螺栓；33、红外发射器；34、红外接收器；35、报警器；4、承载座；41、第一托槽；411、让位口；42、第二托槽；5、转动滚轮；51、活动座；511、安装板；512、安装架；52、压力传感器；521、弹性件；522、阻尼器；6、固定座；61、移动腔；62、丝杠；621、移动电机；63、丝母；7、穿心式千斤顶；71、保护套；72、大活塞杆；73、小活塞杆；8、套筒；9、支撑杆；91、螺纹杆；92、固定筒；921、插入端；93、螺纹套；10、丝杆升降机；101、蜗轮升降机；102、联轴器；103、驱动电机。

具体实施方式

以下对本申请作进一步详细说明。

实施例1：

本申请实施例公开应用于建设监理的基坑监测系统，参照图1，包括对基坑1侧壁进行加固的围护体12，围护体12采用钢筋和混凝土浇筑而成，围护体12内穿设有锚索121，锚索121穿出围护体12，锚索121的一端安装有锚索轴力监测装置和对位装置。

锚索121可由多根钢筋或多组钢绞线制成，安装锚索121时，在浇筑围护体12前，首先在坡体11开设灌注孔，锚索121的一端插入灌注孔内，并通过向灌注孔灌注混凝土以使锚索121与坡体11稳固连接。通过在围护体12上预留孔洞，并在孔洞埋设供锚索121穿设的预埋管，从而将锚索121从围护体12中穿过。

锚索轴力监测装置包括锚索121外露的部分由内向外依次安装的锚索测力计122和穿心式千斤顶7。穿心式千斤顶7用于向锚索121提供预应力，锚索测力计122用于监测锚索121周边坡体11的应力变化情况。本实施例中，锚索测力计122采用VAB型锚索测力计122，锚索测力计122内置有温度传感器，可同时测量测点周围温度。每个锚索测力计122包括四根沿周向排布的弦，起到四个传感器的作用，能够进一步降低锚索121加载时的偏心问题。

对位装置包括位于穿心式千斤顶7的下方的安装底板2。安装底板2的板面朝上，安装底板2的底部连接有角度调节机构。角度调节机构包括支撑杆9。结合图2，支撑杆9竖直设置，包括螺纹杆91和固定筒92。螺纹杆91的一端插入固定筒92内与固定筒92的内壁螺纹配合，远离固定筒92的一端与安装底板2固定连接。固定筒92远离安装底板2的一端固定有插入端921。插入端921的底端呈圆锥状，锥头朝下并插入基坑1底壁的土层中，从而将支撑杆9固定在基坑1内。

参照图3，螺纹杆91的一端转动连接有螺纹套93。螺纹套93的内壁与螺纹杆91螺纹连接。转动螺纹套93，螺纹杆91在螺纹套93和固定筒92内转动，从而改变螺纹杆91插入固定筒92的长度，进而改变支撑杆9的长度。支撑杆9设置有若干根，若干根支撑杆9分别位于安装底板2的端角处，以通过调整安装底板2的端角的高度而改变安装底板2的倾斜度。

回看图2，安装底板2的上方安装有夹持机构。夹持机构包括夹持座3。夹持座3呈块状，沿锚索121的长度方向贯穿有安装槽。安装槽的内部空间为夹持区31。结合图4，夹持区31的内部设置有承载座4。承载座4沿围护体12朝向远离坡体11的方向依次包括第一托槽41、第二托槽42。第一托槽41、第二托槽42的顶面均下凹，结合图1，且分别呈与穿心式千斤顶7的保护套71和大活塞杆72相匹配的弧状。

承载座4的内部中空设置，且内部安装有压力感应机构。参照图5，压力感应机构包括压力传感器52。压力传感器52的表面与安装底板2的顶面平行，压力传感器52的底部和承载座4的底壁之间连接有弹性件521。本实施例中，弹性件521采用弹簧，弹簧竖直设置，内部穿设有阻尼器522，阻尼器522的两端分别与压力传感器52和承载座4的底壁固定连接。

压力传感器52的正上方安装有活动座51。活动座51包括安装板511和安装架512。安装板511的板面与压力传感器52的表面平行，底面与压力传感器52的顶面抵接。安装板511的顶部安装有两个沿第一托槽41的径向对称分布的安装架512。安装架512为龙门架，底端与安装板511固定连接。安装架512上套设有转动滚轮5。转动滚轮5与安装架512转动连接。结合图4，第一托槽41的底壁开设有让位口411。转动滚轮5的轮面伸出让位口411与穿心式千斤顶7抵接。

夹持机构夹紧穿心式千斤顶7且转动滚轮5抵紧穿心式千斤顶7时，穿心式千斤顶7下压转动滚轮5并推动活动座51下降，从而使得活动座51对压力传感器52施加向下的压力，根据压力传感器52反馈的压力值，再对比穿心式千斤顶7在该倾斜角度下时在竖直方向上的理论压力值，根据二者的差距量从而推算出穿心式千斤顶7和锚索测力计122是否同心设置。参照图6，夹持座3的一侧安装有报警器35。报警器35与压力传感器52电性连接。当穿心式千斤顶7对压力传感器52施加的压力变化超出限额时，压力传感器52向报警器35发出使报警器35发出警报的信号，以提醒施工人员及时进行维护。

回看图5，承载座4的上方安装有弧形夹板32。弧形夹板32呈长方形板状，底面为与穿心式千斤顶7的保护套71相匹配的弧状，与夹持座3升降滑移连接。弧形夹板32的顶部连接有升降调节件。

本实施例中，升降调节件采用调节螺栓323，调节螺栓323贯穿夹持座3的顶部并与夹持座3螺纹连接，调节螺栓323的底端与弧形夹板32连接，转动调节螺栓323带动弧形夹板32下降以使弧形夹板32抵接穿心式千斤顶7的保护套71，并配合压力感应机构运行。弧形夹板32的底部转动安装有辅助滚轮322，辅助滚轮322的轮面与穿心式千斤顶7的保护套71抵接。夹持区31内留有供弧形夹板32贴近或远离穿心式千斤顶7的活动空间。

回看图1，锚索测力计122和穿心式千斤顶7之间安装有套筒8。套筒8套设于锚索121上，套筒8的一端与锚索测力计122紧密抵接。套筒8远离锚索测力计122的一端朝向靠近穿心式千斤顶7的小活塞杆73，且与小活塞杆73套接。

参照图6，夹持座3的底部和安装底板2之间安装有升降驱动机构。升降驱动机构采用丝杆升降机10。丝杆升降机10包括活动架、驱动电机103、联轴器102和蜗轮升降机101。蜗轮升降机101设置有四个，四个蜗轮升降机101分别水平安装于安装底板2的四个端角处，与安装底板2固定连接。联轴器102设置有两个，两个联轴器102分别对称分布于活动架的两侧，每个联轴器102对应于两个蜗轮升降机101设置，联轴器102的输出轴与相对应的蜗轮升降机101的输入端连接。驱动电机103的转动轴与减速机的输出轴连接，驱动电机103输出动力带动联轴器102，通过联轴器102使得四个蜗轮联动，托载活动架同步升降。

活动座51上负载有固定座6。固定座6为厚板状，板面与安装底板2的板面平行，四个端角处分别与四个蜗轮升降机101对应，并与蜗轮升降机101固定连接。夹持座3负载于固定座6的顶面。通过丝杆升降机10托载固定座6升降，从而带动夹持座3升降。

固定座6的顶面设置有带有开口且开口朝上的移动腔61，移动腔61内设置有移动机构；所述移动机构包括转动连接于工作腔内的丝杠62以及与丝杠62配合的丝母63，夹持座3负载于丝母63上，丝杠62连接有驱动丝杠62转动从而带动丝母63和夹持座3沿锚索121的穿设方向移动的转动驱动件。本实施例中，转动驱动件采用移动电机621，移动电机621的外壳固定安装于移动腔61内，移动电机621驱动丝杠62转动边带动丝母63在丝杠62上移动，并带动负载于丝母63的夹持座3移动，从而能够带动穿心式千斤顶7靠近或远离锚索测力计122。

夹持座3的顶面沿垂直于锚索121长度方向上排布有红外接收器34和红外发射器33。红外发射器33的发射口朝向远离红外接收器34的一侧。红外接收器34能够接收相邻的穿心式千斤顶7的安装位置上的红外发射器33发出的红外线，从而测量穿心式千斤顶7安装位置的偏离初始安装位置的位移。

本申请实施例的应用于建设监理的基坑监测系统的实施原理为：将插入部插入基坑1的底部从而固定支撑杆9，通过丝杆升降机10内的蜗轮升降机101带动夹持座3升降，从而将穿心式千斤顶7的安装高度调整至恰当位置；将穿心式千斤顶7与套筒8套接后，再旋转螺纹套93以调整支撑杆9的长度，从而调整穿心式千斤顶7的倾斜角度；同时，移动电机621带动夹持座3沿靠近或远离锚索测力计122的方向移动，确定好穿心式千斤顶7的安装位置后，调整调节螺栓323带动弧形夹板32固定穿心式千斤顶7，通过对位装置多维度的调整穿心式千斤顶7的安装位置，从而降低了穿心式千斤顶7和锚索测力计122偏心的概率，提升监测准确度。

实施例2：

本申请实施例公开应用于建设监理的基坑监理检测方法。

参照图1，应用于建设监理的基坑监理检测方法包括以下步骤：在基坑1的两个长边和分别选取两个锚索121轴力监测点，基坑1的短边选取一个锚索121轴力监测点；在锚索121轴力监测点设置实施例1所述的基坑监测系统。锚索121张拉过程中，利用穿心式千斤顶7保持恒力张拉锚索121，在锚索121预张拉时间隔地读取锚索测力计122的受挤压力，以测量锚索121的张拉应力，并计算出锚索121的应力耗散。从而起到预防围护体12的受力不均或接近设计强度极限，便于施工人员及时采取维护措施，避免出现基坑1坍塌事故。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.应用于建设监理的基坑监测系统，包括用于对基坑（1）侧壁进行加固的围护体（12），围护体（12）上设置有用于监测基坑（1）周边坡体（11）的应力变化的锚索轴力监测装置，锚索轴力监测装置包括穿设于围护体（12）内的锚索（121），锚索（121）的一端穿出围护体（12）依次安装有锚索测力计（122）和穿心式千斤顶（7），其特征在于：

所述围护体（12）远离坡体（11）的一侧设置有用于固定穿心式千斤顶（7）的对位装置；所述对位装置包括安装底板（2），以及安装底板（2）上设置的用于固定穿心式千斤顶（7）的夹持机构；所述夹持机构设置于锚索（121）远离坡体（11）的一端，且夹持机构的内部夹持于穿心式千斤顶（7）；

所述对位装置还包括用于调整安装底板（2）的安装位置的角度调节机构；所述角度调节机构设置于安装底板（2）的底部，角度调节机构包括若干分别位于安装底板（2）的端角处的支撑杆（9），支撑杆（9）可调节长度以推动安装底板（2）的端角升降以改变安装底板（2）的位置高度和水平度。

2.根据权利要求1所述的应用于建设监理的基坑监测系统，其特征在于：所述夹持机构包括夹持座（3），夹持座（3）的内部为夹持区（31），夹持区（31）的内部设置有用于托载穿心式千斤顶（7）的承载座，承载座的上方设置有弧形夹板（32），弧形夹板（32）连接有驱动弧形夹板（32）升降以夹紧或松开穿心式千斤顶（7）的升降调节件。

3.根据权利要求2所述的应用于建设监理的基坑监测系统，其特征在于：所述承载座内设置有压力感应机构；所述压力感应机构包括活动座和通过活动座转动设置于承载座内的转动滚轮（5），转动滚轮（5）的轮面穿出承载座与穿心式千斤顶（7）的保护套（71）抵接；所述压力感应机构还包括设置于活动座下方的压力传感器，活动座和压力传感器抵接，压力传感器和承载座之间连接有弹性件。

4.根据权利要求3所述的应用于建设监理的基坑监测系统，其特征在于：所述弹性件采用弹簧，弹簧内穿设有阻尼器，阻尼器的两端分别与压力传感器和承载座的底壁连接。

5.根据权利要求1所述的应用于建设监理的基坑监测系统，其特征在于：所述支撑杆（9）包括螺纹杆（91）和与螺纹杆（91）螺纹连接的固定筒（92），固定筒（92）靠近螺纹杆（91）的一端转动连接有螺纹套（93），螺纹套（93）与螺纹杆（91）螺纹连接，螺纹杆（91）远离螺纹套（93）的一端与安装底板（2）连接。

6.根据权利要求2所述的应用于建设监理的基坑监测系统，其特征在于：所述夹持座（3）的底部设置有固定座，固定座的顶面设置有带有开口且开口朝上的移动腔，移动腔内设置有移动机构；所述移动机构包括转动连接于工作腔内的丝杠以及与丝杠配合的丝母，夹持座（3）负载于丝母上，丝杠连接有驱动丝杠转动从而带动丝母和夹持座（3）沿锚索（121）的穿设方向移动的转动驱动件。

7.根据权利要求2所述的应用于建设监理的基坑监测系统，其特征在于：所述安装底板（2）和夹持座（3）之间设置有升降驱动机构；所述升降驱动机构采用丝杆升降机（10），夹持座（3）负载于丝杆升降机（10）的丝杆升降机（10）上。

8.根据权利要求2所述的应用于建设监理的基坑监测系统，其特征在于：所述弧形夹板（32）的底部设置有用于辅助固定穿心式千斤顶（7）的辅助滚轮（322），辅助滚轮（322）的轮面与穿心式千斤顶（7）的保护套（71）抵接。

9.一种基于权利要求1～8任意一项所述的应用于建设监理的基坑监测系统的监理检测方法，其特征在于：包括以下步骤：在基坑（1）的两个长边和分别选取两个锚索（121）轴力监测点，基坑（1）的短边选取一个锚索（121）轴力监测点；在锚索（121）轴力监测点设置权利要求1～8任意一项所述的基坑（1）监测系统；利用穿心式千斤顶（7）保持恒力张拉锚索（121），在锚索（121）预张拉时间隔地读取锚索测力计（122）的受挤压力，以测量锚索（121）的张拉应力，并计算出锚索（121）的应力耗散。

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