CN207017275U - 可装配可回收的深基坑支护体系 - Google Patents

可装配可回收的深基坑支护体系 Download PDF

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范晓雨
薛海鹏
刘英辉
赵拓
李仕良
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田少义
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Abstract

一种可装配可回收的深基坑支护体系,具有多道竖向支撑体、多道横向支撑梁、多个竖向挡板、锚杆和锚索其中的一种,锚杆和锚索的数量皆为多个;每道横向支撑梁皆由多个槽钢段构成,每个槽钢段中的两根槽钢呈背对背隔开一段距离并与两根槽钢外侧的多个垫板焊接在一起、且使两根槽钢的凹形槽形成连接槽;每个垫板皆具有锚杆连接孔或者锚索连接孔,每个锚杆或者每个锚索通过垫板上的锚杆连接孔或者锚索连接孔而将多道横向支撑梁固定在基坑侧壁上;每个竖向挡板的上下两端分别插入与其相对应的上下两道横向支撑梁的所述连接槽内。它施工简便、快捷,安全可靠,材料可以重复,节约了大量钢筋或混凝土,解决了现有深基坑支护体系中材料不可回收的问题。

Description

可装配可回收的深基坑支护体系
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种基坑支护体系,具体是一种可装配可回收的深基坑支护体 系D
背景技术
[0002]在深基坑开挖过程中,为了确保深基坑安全可靠,防止深基坑坍塌造成人员伤亡 和财产损失,往往需要对开挖周边土体进行支护,以保证深基坑及周边建筑物(构筑物)、地 下管网、道路等方面的安全。常规的施工方法是先将深基坑外围用钢筋混凝土排桩或水泥 土排桩或钢板桩或土钉挡土墙等支挡,或是它们中的一种或多种组合组成联合体形成挡土 支挡,有的还需要加几道锚杆(锚索),它们大都是一次性的不能全部回收。
[0003]但是,深基坑工程是临时性的工程,规范规定使用年限为一年,基坑回填完成即完 成使命,打下去的钢筋混凝土桩或其它形式的桩的寿命可以达到几十年或更长,不能改做 它用,造成了大量材料的浪费,同时给以后周边工程造成影响,不利于可持续发展和绿色发 展的理念。
[0004]发明人检索到以下相关专利文献:CN106638612A公开了一种简易基坑支护系统及 其施工方法,简易基坑支护系统包括挡土板、支撑背楞、支撑杆组、预制支座和临时斜撑杆 组,挡土板连续地设于基坑侧壁上,支撑背楞固定在挡土板上,横向支撑杆、纵向支撑杆两 端通过可调支撑座而与支撑背楞紧固连接,横向支撑杆、纵向支撑杆之间通过连接扣件连 接或加长,预制支座设于基坑底部,竖向支撑杆的两端分别与横向、纵向支撑杆的连接点及 预制支座连接;临时支座设于基坑底面,临时背楞设于挡土板上,临时斜撑两端分别与临时 背楞及临时支座连接。CN2〇5116182U公开了一种简易基坑支护系统,它包括挡土板、支撑背 楞、支撑杆组、预制支座和临时斜撑杆组。CN202390844U公开了 一种可拆卸式深基坑支护桩 加固装置,属深基坑加固装置,其特征是在长条形的左右顶梁的内壁上由前往后均布且左 右对称地设置预埋件并对应焊装左右牛腿,该牛腿用厚为12mm-18mm的钢板制成,在各组左 右牛腿上均分别放置支撑管,该支撑管由长短不一的钢板卷管段连接而成,此钢板卷管段 的直径为300-400mm,其长度分别为lm或2m或5m或10m,在此钢板卷管段的一端焊装圆周均 布开设连接孔的法兰盘,以用螺栓与另一钢板卷管段相连接,在钢板卷管段的另一端焊装 矩形端板,以增大与顶梁的接触面积。CN104532856A公开了一种用于基坑支护的装配式格 构单元及安装方法,包括若千个通过连接结构相连的格构单元,所述格构单元包括中间柱 和设在中间柱四周侧面上的梁,所述梁呈均匀分布,中间柱上设有锚索孔,并通过锚索孔连 接基坑上的锚索锚具,两个所述格构单元之间通过梁端部上的连接结构进行连接。所述连 接结构由设在梁端部的固定螺栓和连接板组成,连接板上有与固定螺栓相匹配的通孔。 [0005]以上这些技术对于如何使深基坑支护体系施工简便、快捷,安全可靠,材料可以重 复,以解决现有深基坑支护体系中材料不可回收的缺陷问题,并未给出具体的指导方案。
发明内容
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是,提供一种可装配可回收的深基坑支护体系, 它施工简便、快捷,安全可靠,材料可以重复,能全部替代常规使用的一次性桩,从而节约大 量钢筋或混凝土,有利于保护环境,以解决现有深基坑支护体系中材料不可回收的缺陷问 题。
[0007]为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案如下:
[0008] —种可装配可回收的深基坑支护体系(或者说是可装配可回收的深基坑支护装 置),其技术方案在于它具有位于基坑侧壁土体内且其外壁与基坑侧壁相齐的多道竖向支 撑体(竖向支撑,纵向支撑体)、位于所述多道竖向支撑体外侧并对多道竖向支撑体限位的 多道横向支撑梁(横向支撑,横向支撑体)、多个竖向挡板、锚杆和锚索其中的一种,所述锚 杆和锚索的数量皆为多个;每道横向支撑梁皆由多个槽钢段构成,每个槽钢段皆具有两根 槽钢及设于这两根槽钢外侧的多个垫板,每个槽钢段中的两根槽钢呈背对背隔开一段距离 并与两根槽钢外侧的多个垫板焊接在一起、且使所述的两根槽钢的凹形槽形成按上下设置 的连接槽(限位槽);横向支撑梁上的每个垫板皆具有锚杆连接孔或者锚索连接孔,每个锚 杆或者每个锚索通过与其相对应的、垫板上的锚杆连接孔或者锚索连接孔而将多道横向支 撑梁固定在基坑侧壁上;每道竖向支撑体皆为三层钢管,即外层钢管、次内层钢管、最内层 钢管,每层钢管的上部、中部和底部位置皆留有孔洞即预留孔;插入次内层钢管内一段的最 内层钢管与次内层钢管、插入外层钢管内一段的次内层钢管与外层钢管在所述的预留孔处 各通过一个钢销连接在一起;每个竖向挡板的上下两端分别插入与其相对应的上下两道横 向支撑梁的所述连接槽内而形成多层竖向挡板。
[0009]上述技术方案中,优选的技术方案可以是:所述的每个槽钢段的长度为5〜12米,横 向支撑梁的数量为四道,相邻两道横向支撑梁的间隔为3米,相邻两道竖向支撑体的间隔为 3米;上述外层钢管、次内层钢管、最内层钢管的直径分别为6〇〇mm、550mm、500mm,每层钢管 的壁厚皆为4mm,每层钢管的长度皆为5〜6米,所述预留孔的直径为i〇〇mm;每个钢销的直径 为90mm,长度为650 mm。
[0010]本实用新型提供的可装配可回收的深基坑支护体系通过多道竖向支撑体、多道横 向支撑梁、挡板(竖向挡板)、锚杆体系共同对深基坑周围土体进行支挡,将装配式支挡替代 现有粧锚等一次性技术中的支挡,以充分利用材料的特性,重复利用了材料,施工标准化, 没有湿作业,简化了施工操作,不独立占用工期,实现了绿色施工,有利于环境保护,采用本 实用新型基坑稳定性好、造价低,成本降低了 25%以上。
[0011]综上所述,本实用新型施工简便、快捷,节省了打桩施工时间,工效提高了 80%以 上,安全可靠,材料可以重复,能全部替代常规使用的一次性桩,从而节约了大量钢筋或混 凝土,有利于保护环境,解决了现有深基坑支护体系中材料不可回收的缺陷问题。
附图说明
[0012]图1为本实用新型的可装配可回收的深基坑支护体系的结构示意图(主视图)。 [0013]图2为图1中沿K-K线的剖视图。
[00M]图3为本实用新型中一道竖向支撑体的结构示意图。
具体实施方式
[0015]下面结合附图和实施例,对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下 实施例用于说明本实用新型,但不用来限制本实用新型的范围。
[0016]实施例1:如图1、图2、图3所示,本实用新型的可装配可回收的深基坑支护体系具 有位于基坑侧壁土体内且其外壁与基坑侧壁相齐的多道竖向支撑体1、位于所述多道竖向 支撑体外侧并对多道竖向支撑体限位的多道横向支撑梁2、多个竖向挡板(或者说是多层竖 向挡板)3、锚杆和锚索4其中的一种,所述锚杆和锚索的数量皆为多个(即采用多个锚杆和 多个锚索两种支护件其中的一种)。多道横向支撑梁靠在基坑侧壁上。每道横向支撑梁2皆 由多个槽钢段构成,每个槽钢段的长度为5〜12米(选用5〜6米),每个槽钢段皆具有两根(18b 的)槽钢及设于这两根槽钢外侧的多个垫板5,每个槽钢段中的两根槽钢呈背对背隔开一段 距离并与两根槽钢外侧的多个垫板5焊接在一起、且使所述的两根槽钢的凹形槽形成按上 下设置的(两个)连接槽201。横向支撑梁2上的每个垫板5皆具有锚杆连接孔或者锚索连接 孔,每个锚杆或者每个锚索4通过与其相对应的、垫板上的锚杆连接孔或者锚索连接孔(以 及垫板外侧的锚头401)而将多道横向支撑梁固定在基坑侧壁上。每道竖向支撑体1皆为三 层钢管(或二层钢管),即外层钢管101、次内层钢管102、最内层钢管103,每层钢管的上部、 中部和底部位置皆留有孔洞(贯通孔)即预留孔104。次内层钢管、最内层钢管各自通过其顶 端固定的钢索可以在外层钢管内自由移动。插入次内层钢管内一段的最内层钢管与次内层 钢管、插入外层钢管内一段的次内层钢管与外层钢管在所述的预留孔104处各通过一个钢 销1〇5连接在一起。每个竖向挡板3的上下两端分别插入与其相对应的(相邻的)上下两道横 向支撑梁的(两个)所述连接槽201内(即凹形槽内,由该连接槽限位)而形成(上下)多层竖 向挡板,即相邻的上下两道横向支撑梁之间皆具有多个竖向挡板3,多道横向支撑梁所对应 的多个竖向挡板形成多层竖向挡板(比如可以是3〜6层竖向挡板),多个竖向挡板(多层竖向 挡板)3形成“幕墙”。多层竖向挡板也可称为多排竖向挡板,所述的第一层竖向挡板、第二层 竖向挡板、第三层竖向挡板……也可称为第一排竖向挡板、第二排竖向挡板、第三排竖向挡 板……。竖向挡板就是竖向设置,为减轻竖向挡板的重量,可以将其制做薄一些,为便于将 各竖向挡板定位(或者说是固定)在其所在的两道横向支撑梁上,在竖向挡板与槽钢的凹形 槽的外壁之间皆加装定位条6。每道竖向支撑体1的外层钢管101上的其中一个预留孔104上 穿有钢丝绳,通过该钢丝绳可将竖向支撑体提升至地面。
[0017]如图1、图2、图3所示,上述横向支撑梁2的数量(可以)为四道,相邻两道横向支撑 梁的间隔为3米,相邻两道竖向支撑体1的间隔为3米(竖向支撑体1的数量可以为8〜15道)。 上述外层钢管101、次内层钢管102、最内层钢管103的直径分别为600mm、55(bm、50(bm,每层 钢管的壁厚皆为4mm,每层钢管的长度皆为5〜6米,所述预留孔104的直径为100mm;每个钢销 105的直径为90mm,长度为650 mm。上述钢销可以是螺栓与螺母的连接件。上述每道竖向支 撑体1皆位于基坑侧壁土体内,每道竖向支撑体1的外壁与基坑侧壁相齐指的是每道竖向支 撑体1的最大尺寸处(最大直径处)的外壁与基坑侧壁相齐,即上述外层钢管101的外壁与基 坑侧壁相齐。
[0018]实施例2:如图1、图2、图3所示,本实用新型的可装配可回收的深基坑支护体系的 施工方法(具体)包括如下步骤:①在地面用螺旋钻机钻成一排竖向孔,相邻两个竖向孔的 间距(中心距)为2000〜4000mm,也可以采用机械洛阳铲等其它成孔方式成孔,并在每个竖 向孔中放置竖向支撑体,而形成多道竖向支撑体,可采用吊车或吊架将竖向支撑体放入竖 向孔中(并将竖向支撑体中的预留孔正对基坑)。②采用机械开挖第一步土方3000〜4000mm ,人工辅助修坡,人工或机械在基坑内侧成第一道锚杆孔或锚索孔,人工放入可回收的锚杆 或锚索,安放止浆阀,灌水泥浆,即灌1:0.3〜0.5水泥浆,高压注浆泵压力为〇 • 5〜1. OMpa,采 用二次补浆方式二次注浆,二次补浆压力控制在1.0〜1.5Mpa。③在距离地面以下3000〜 3500mm处基坑内侧位置成第二道锚杆孔或锚索孔,人工放入可回收的锚杆或锚索,安放止 浆阀,灌水泥浆,即灌1:0.3〜0.5水泥浆,高压注浆泵压力为0.5〜1.OMpa,采用二次补浆方式 二次注浆,二次补浆压力控制在1.0〜1.5Mpa。④在步骤②的锚杆或锚索位置安装第一道横 向支撑梁,对第一道锚杆或锚索施加设计值的20%~30%的预应力,在步骤③的锚杆或锚索位 置安装第二道横向支撑梁,对第二道锚杆或锚索施加设计值的20%〜30%的预应力。⑤在步骤 ④形成的第一道横向支撑梁与第二道横向支撑梁之间安装第一层竖向挡板,对第一道锚 杆或锚索、对第二道锚杆或锚索施加预应力,预应力皆达到设计值的100%〜110%。⑥重复步 骤②、步骤④、步骤⑤形成多道横向支撑梁,多道竖向支撑体位于基坑侧壁土体内且其外壁 与基坑侧壁相齐,对多道竖向支撑体限位的多道横向支撑梁位于所述多道竖向支撑体的外 侧并靠在基坑的侧壁上。⑦基坑回填与拆除,拆除前先回填土至末道横向支撑梁(即第四道 横向支撑梁)的底面,然后释放该道横向支撑梁所对应的锚杆或锚索的预应力(即第四道锚 杆或锚索的预应力),拆除末道横向支撑梁和其相对应的竖向挡板(即拆除第四道横向支撑 梁和第三层竖向挡板),回收末道锚杆或锚索(即回收第四道锚杆或锚索)。回填密实。⑧重 复步骤⑦的过程至第一道横向支撑梁的底面。⑨提升竖向支撑体至地面,回灌竖向支撑体 的竖向孔(即管孔,灌实管孔)。⑩回填土到第一道横向支撑梁的底面,释放第一道锚杆或锚 索的预应力,拆除第一道横向支撑梁,回收第一道锚杆或锚索,回填土至设计标高。即重复 拆除回填过程至地面。
[0019] 如图1、图2、图3所示,本实施例采用步骤⑥形成四道横向支撑梁,相邻两道横向支 撑梁的间距(中心距)可以是2〜4米,优选3〜3.5米,具体步骤是:
[0020] a、开挖第二步土方3000mm,在距离地面以下6000mm处基坑内侧位置成第三道销杆 孔或锚索孔,人工放入可回收的锚杆或锚索,安放止浆阀,灌水泥浆,即灌1:0.3〜0.5水泥 浆,高压注浆栗压力为0.5〜l.OMpa,采用二次补浆方式二次注浆,二次补浆压力控制在1.0〜 1.5MpaA、在步骤a的锚杆或锚索位置安装第三道横向支撑梁,对第三道锚杆或锚索施加 设计值的20L30%的预应力。c、在步骤④形成的第二道横向支撑梁与步骤b形成的第三道横 向支撑梁之间安装第二层竖向挡板,对第三道锚杆或锚索施加预应力,预应力达到设计值 的100%〜110%。d、开挖第三步土方3500mm,在距离地面以下9500mm处基坑内侧位置成第四道 锚杆孔或锚索孔,人工放入可回收的锚杆或锚索,安放止浆阀,灌水泥浆,即灌1:0.3〜0.5水 泥浆,高压注浆泵压力为0.5〜l.OMpa,采用二次补浆方式二次注浆,二次补浆压力控制在 1.0〜1.5Mpa。e、在步骤d的锚杆或锚索位置安装第四道横向支撑梁,对第四道锚杆或锚索 施加设计值的20%〜30%的预应力。f、在步骤b形成的第三道横向支撑梁与步骤e形成的第四 道横向支撑梁之间安装第三层竖向挡板,对第四道锚杆或锚索施加预应力,预应力达到设 计值的100%-110%。这样就形成第三道、第四道横向支撑梁,完成支撑施工体系。
[0021] 采用步骤⑧的具体步骤是:g、回填土到第三道横向支撑梁的底面,释放第三道锚 杆或锚索的预应力,拆除第三道横向支撑梁和第二层竖向挡板,回收第三道锚杆或锚索。h、 回填土到第二道横向支撑梁的底面,释放第二道锚杆或锚索的预应力,拆除第二道横向支 撑梁和第一层竖向挡板,回收第二道锚杆或锚索。
[0022] 如图1、图2、图3所示,上述步骤①中每个竖向孔的直径为600mm (每个竖向孔的深 度可以为11000mm,或者为其它数值),每个竖向孔的深度大于开挖深度1000mm,相邻两个竖 向孔的间距为3000mm,(即每隔3米具有一道竖向支撑体),每个竖向孔可以垂直或倾斜一定 角度,每个竖向孔内放置的竖向支撑为三层钢管(或二层钢管),三层钢管包括外层钢管、次 内层钢管、最内层钢管,外层钢管、次内层钢管、最内层钢管的直径分别为600 mm、550 mm、 5〇0 mm,每层钢管的壁厚皆为4mm,每层钢管的长度皆为5〜6米,每层钢管的中部和底部位置 皆留有直径为100mm的孔洞即预留孔,次内层钢管、最内层钢管各自通过其顶端固定的钢索 可以在外层钢管内自由移动;插入次内层钢管内一段的最内层钢管与次内层钢管、插入外 层钢管内一段的次内层钢管与外层钢管在所述的预留孔处各通过一个钢销连接在一起,每 个钢销直径为90 mm,长度为650 mm。每道竖向支撑体的外层钢管上的其中一个预留孔上穿 有钢丝绳,通过吊起该钢丝绳完成步骤⑨所述的将竖向支撑体提升至地面。土方第一步开 挖深度为3500mm,第一道锚杆孔或锚索孔在距离地面以下150 mm处基坑内侧位置,第二道 锚杆孔或锚索孔在距离地面以下3000mm处基坑内侧位置,开挖与打锚杆(索)孔交替进行, 每道锚杆孔或锚索孔的孔径为150mm,深度按设计要求,所述锚杆孔或锚索孔向下倾斜5°〜 1〇°,所述锚杆或锚索采用可回收式,在非锚固段与锚固段交汇处用止浆塞止浆,采用钢绞 线时,一般选用三根为宜,每隔1米设支架,选用锚杆时,每隔2米设有支架,保证锚杆或锚索 在孔中间位置,灌入水泥浆时加12%膨胀剂(水泥膨胀剂,掺入为水泥重量的12%的膨胀剂)。 [0023]如图1、图2、图3所示,上述每道横向支撑梁皆由多个槽钢段构成,每个槽钢段的长 度为5〜12米,每个槽钢段皆具有两根(18b的)槽钢及设于这两根槽钢外侧的多个垫板(钢 板,每个垫板宽度与槽钢背宽度一致),每个槽钢段中的两根槽钢呈背对背隔开一段距离并 与两根槽钢外侧的多个垫板焊接在一起、且使所述的两根槽钢的凹形槽形成按上下设置的 连接槽。槽钢尺寸可以为:高度180 mm,腿宽70 mm,腰厚9 mm。位于相邻的两道横向支撑梁 之间的每层竖向挡板,即第一层竖向挡板或者第二层竖向挡板或者第三层竖向挡板,皆为 型钢或木板;所述每层竖向挡板的厚度皆为65 mm(或50 mm),宽度为150 mm,每层竖向挡板 的上下两端分别插入与其相对应的上下两道横向支撑梁的所述连接槽内(即U形槽内),多 层竖向挡板(即多个竖向挡板)形成“幕墙”。挡板与挡板之间的缝隙不大于10 mm。上述横向 支撑梁上的每个垫板皆具有锚杆连接孔或者锚索连接孔,每个锚杆或者每个锚索通过与其 相对应的、垫板上的锚杆连接孔或者锚索连接孔而将多道横向支撑梁固定在基坑侧壁上。 此结构就是在垫板打锚杆孔或锚索孔,放入可回收的锚杆或锚索,施加预应力,放置竖向挡 板。最后一道锚杆孔或锚索孔应在基底以上500mm位置,第二、三步土方根据基坑设计深度 调整。先回填土至每道横向支撑梁的底面,释放(卸除)锚杆或锚索的预应力,再拆除横向支 撑梁,回收锚杆(索)。每道锚杆或锚索施加预应力时,先施加设计值的30%的预应力,待相邻 的两道横向支撑梁之间的竖向挡板安装完成后再施加设计值的80%的预应力。回填土采用 灰土或素土,不含杂质,机械碾压或人工夯密实,密实度不小于〇. 95,竖向孔(管孔)回填采 用中砂,振实。
[0024]本实用新型的以上实施例施工简便、快捷,工效提高了 80%以上,安全可靠,材料可 以重复,能全部替代常规使用的一次性桩,从而节约了大量钢筋或混凝土,有利于保护环 境,解决了现有深基坑支护体系中材料不可回收的缺陷问题。采用本实用新型基坑稳定性 好、造价低,成本降低了 25%以上。

Claims (2)

1.一种可装配可回收的深基坑支护体系,其特征在于它具有位于基坑侧壁土体内且其 外壁与基坑侧壁相齐的多道竖向支撑体(1)、位于所述多道竖向支撑体外侧并对多道竖向 支撑体限位的多道横向支撑梁(2)、多个竖向挡板(3)、锚杆和锚索(4)其中的一种,所述锚 杆和锚索的数量皆为多个; 每道横向支撑梁(2)皆由多个槽钢段构成,每个槽钢段皆具有两根槽钢及设于这两根 槽钢外侧的多个垫板(5),每个槽钢段中的两根槽钢呈背对背隔开一段距离并与两根槽钢 外侧的多个垫板(5)焊接在一起、且使所述的两根槽钢的凹形槽形成按上下设置的连接槽 (201);横向支撑梁(2)上的每个垫板(5)皆具有锚杆连接孔或者锚索连接孔,每个锚杆或者 每个锚索(4)通过与其相对应的、垫板上的锚杆连接孔或者锚索连接孔而将多道横向支撑 梁固定在基坑侧壁上; 每道竖向支撑体(1)皆为三层钢管,即外层钢管(101)、次内层钢管(102)、最内层钢管 (103),每层钢管的上部、中部和底部位置皆留有孔洞即预留孔(104);插入次内层钢管内一 段的最内层钢管与次内层钢管、插入外层钢管内一段的次内层钢管与外层钢管在所述的预 留孔(104)处各通过一个钢销(1〇5)连接在一起; 每个竖向挡板(3)的上下两端分别插入与其相对应的上下两道横向支撑梁的所述连接 槽(201)内而形成多层竖向挡板。
2.根据权利要求1所述的可装配可回收的深基坑支护体系,其特征在于上述每个槽钢 段的长度为5〜12米,横向支撑梁(2)的数量为四道,相邻两道横向支撑梁的间隔为3米,相邻 两道竖向支撑体(1)的间隔为3米;上述外层钢管(101)、次内层钢管(102)、最内层钢管 (103)的直径分别为600臟、550職、500圓,每层钢管的壁厚皆为4圓,每层钢管的长度皆为5〜 6米,所述预留孔(104)的直径为lOOmrn;每个钢销(105)的直径为90mm,长度为650 mm。
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CN107190757A (zh) * 2017-07-27 2017-09-22 河北建科唐秦建筑科技有限公司 可装配可回收的深基坑支护体系的施工方法及支护体系
CN108677942A (zh) * 2018-06-08 2018-10-19 常州工学院 一种钢板与角钢带拼装式面层土钉墙
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