DEK0017895MA - - Google Patents
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
Tag der Anmeldung: 28. April 1953 Bekanntgemacht am 17. November 1955Registration date: April 28, 1953. Advertised on November 17, 1955
DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE
Die im Talsperrenbau bekannten Dammbauweisen sehen als Dichtung allgemein eine Zone aus wenig durchlässigen Bodenmassen oder eine Dichtungswand aus Beton, Metallhäuten oder nachgiebigeren Baustoffen vor. Bezüglich der Lage dieser Dichtungen innerhalb des Dammquerschnittes sind Ausführungen von der wasserseitigen Dichtungshaut bis zum senkrechten Dichtungskern unter der Dammkrone üblich, wobei jeweils der luftseitig der Dichtung verbleibende Dammteil als Stützkörper gegenüber dem in der Dichtungsebene angreifenden Wasserdruck ausreichen muß. Die Rutschsicherheit und die Ausspülsicherheit .gegen auftretende Sickerwassermengen werden durch Schüttung des luftseitigen Stützkörpers aus durchlässigem, homogenem Material oder durch eine filtermäßig aufgebaute Abstufung angestrebt. Dieser Filteraufbau beginnt an der Dichtung mit feinkörnigem Material, das in manchen Fällen von der Dichtung durch eine Drainageschicht zur Abführung und Kontrolle des Sickerwassers getrennt wird, und geht zur luftseitigen Böschung und insbesondere zum Böschungsfuß in mehr oder weniger grobes Steinmaterial über.The dam construction methods known in dam construction generally see a zone of little as a seal permeable soil masses or a sealing wall made of concrete, metal skins or more flexible ones Building materials. There are explanations regarding the position of these seals within the dam cross-section from the water-side sealing membrane to the vertical sealing core under the dam crest common, with the dam part remaining on the air side of the seal as a support body opposite must be sufficient for the water pressure acting in the sealing plane. The slip resistance and the rinsing-out security Support body made of permeable, homogeneous material or through a filter-like structure Aimed for gradation. This filter structure begins with the seal with fine-grained material, in some cases from the seal through a drainage layer to drain and control the Leachate is separated, and goes to the air-side embankment and in particular to the embankment base in more or less coarse stone material over.
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Die für kcrngediehtetc Dämme wesentlich erschwerte Instandsetzung bei Beschädigungen des I )ichtungskörpers führt in der neueren Faltwicklung zur zahlreichen Verwendung geneigter Dichtungen Γ> unmittelbar au der wasserseitigen Dammböschung oder im wassers;-!! ig.'<i Teil des Dammes, wobei die Mehraufwendungen für die größere Dichtungsfläche meist durch F.insparungen au den Schüttmassen zufolge der günstigeren statischen VerhältnisseWhich made it much more difficult for cramped dams Repair in the event of damage to the I) sealing body leads in the newer fold winding for numerous uses of inclined seals Γ> directly on the embankment or in the water; - !! ig. '<i part of the dam, being the Additional expenses for the larger sealing surface mostly due to savings on the bulk mass according to the more favorable static conditions
in ausgeglichen wei'dcn.in balanced white.
Dem Vorteil, daß Schäden an der Dichtung bessiT zugänglich und deshalb leichter zu beheben sind, sieht hierbei das Risiko gegenüber, dali Beschädigungen der Dichtungslläclie durch dynamische oder sonstige mechanische !Einwirkungen {/.. IS. Luftaugr jHC) schneller entstehen und Ausmalte annehmen können, die bei einer nur für normale· Bctriehsfällc bemessenen Ausspülsicherheit dos Dammes zu seiner schnellen und vollkommenenThe advantage that damage to the seal is more accessible and therefore easier to repair is offset by the risk that damage to the sealing cover due to dynamic or other mechanical effects {/ .. IS. Luftaugr jHC) arise more quickly and can accept coloring, which can be achieved quickly and completely with a rinsing-off safety measured only for normal operations
an Zerstörung führen würden. Dies gilt in gleicher Weise für homofon geschüttet!· Däninu· wie für Dämme mit iiltermaliigem Aufbau, da bei den letzteren die unmittelbar an die eigentliche Dichtung aiischlielieiuk-n feinkörnigen Schichten bei einerwould lead to destruction. This applies equally Way poured for homophonic! · Däninu · as for Dams with a filter structure, as in the latter case which aiischlielieiuk-n fine-grained layers in a
α,1; tcilweiscn Zerstörung der Dichtung ebenfalls beschädigt werden können. Die durch eine solche Schadenstelle eintretende große Wassermenge durchdringt nach Überlastung vorhandener Drainagen den Damm in breiten Strömungen und s])ült ihn, von der l.uftseite beginnend, durch rückschreiteude Erosion aus, nachdem sich dort die Stromlinien stark konzentriert haben und das kritische (iefälle überschritten worden ist.α, 1 ; Partial destruction of the seal can also be damaged. The large amount of water entering through such a damaged area penetrates the embankment in broad currents after the existing drainage is overloaded and s]) pours it out, starting from the air side, through regressive erosion, after the streamlines have been strongly concentrated there and the critical (ieffall has been exceeded.
FiTuidungsgeniäß wird, insbesondere bei wasserseili^ gedichteten Dämmen, der Dannnkörper und sein I >rainagesvstem ähnlich den bekannten Anlagen so ausgeführt, dall Sickerwassermengen, die durch normale I nidiehtigkciten eingedrungen sind, wif auch der grollte Ti'il des eingetretenen Regen-FiTuidungsgeniäß is, especially with wasserseili ^ sealed dams, the body and its rainages system similar to the known systems designed in such a way that amounts of seepage water that have penetrated through normal obstructions wif also the rumbling ti'il of the rain that has entered
/|o wass<'rs auf möglichst kurzem Wege zu einer durchlässigeren Schicht an der Dammsohle und von dort aus zur l.uftseite abgeführt werden. Abweichend von den bekannten Ausführungen wird jedoch der homogene oder lilterartige Aufbau des/ | o wass <'rs the shortest possible way to a more permeable layer on the dam bottom and from there to the air side. Different of the known designs, however, the homogeneous or filter-like structure of the
4.rj Danmiköi pers in dem ganzen Talquerschnitt durch eine Zone feinkörnigeren Materials (Bremszoiie) unterbrochen, die zwar das anfallende Regenwasser nach unten absickern laut, jedoch einer Durchströiniing mit größeren (icschwindigkeiten einen gegenüber den Naehbarzonen wesentlich erhöhten Widerstand entgegensetzt, Fine Rutschgefahr in dieser feinkörnigeren Zone und z. B. bei (ierölldämmeii eine Störung des homogenen Aufbaus läßt sich notfalls dadurch vermeiden, dall möglichst grobes4. r j Danmiköi pers finer throughout the Talquerschnitt by a zone of material (Bremszoiie) is interrupted, although the rainwater down seep noisy, but a Durchströiniing with larger (icschwindigkeiten opposes a towards the Naehbarzonen substantially increased resistance Fine slipping in this A fine-grained zone and, for example, a disruption of the homogeneous structure in the case of (ierölldämmeii) can be avoided if necessary by using as coarse as possible
5S Sl<'iimiatorial, insbesondere Bruchsteine, darin eingerüttelt werden (Steingerüst).5S Sl <'iimiatorial, especially rubble stones, vibrated therein be (stone scaffolding).
Statt einer auf !'"ilterzonen aufgebauten Bremszone kann diese auch aus vorgefertigten Betonkörpern, bitumen- oder kuustharzgebundcnen Kör-Instead of a braking zone built up on filter zones this can also be made from prefabricated concrete, bitumen or synthetic resin-bonded
Oo pern gebildet werden. Sie wird dann mit Fortschreiten der Dammschüttung hochgeführt und erhält wasserseitig, je nach Kornzus.'immensetzunfi des Stützkörpers unter Umständen auch luftseititi.Oopers are formed. You will then progress with it The embankment was raised and on the water side, depending on the grain composition, it received of the support body under certain circumstances also on the air side.
ein Mischfilter. Auch für diese Filterzonen läßt sich die Rutschsicherheit durch Einrütteln eines Steinj^erüstes erhöhen.a mixed filter. Can also be used for these filter zones the slip resistance can be increased by shaking in a stone scaffold.
Die Bremszone wird erlindun^s^emäü innerhalb des Damniquerschnittes so weit zur Luftseite verlegt, daß der von dort bis zur luftseitigen Böschung vorhandene Reststützkörper im Falle einer Zerstörung der [lauptdichtung gegenüber dem an der Bremszone angreifenden hydrostatischen bzw. hydrodynamischen Druck bei Vollstau oder bei einer betrieblich noch vertretbaren Dauerabsenkung standsicher bleibt. Das Wasser, das die Bremszonc durchdringt, wird zweckmäßig durch Drainagcschichten an ihrer Luftseite, die aus Schüttmassen mit großen Poren bestehen, zur Dammsohlc abgeführt. The braking zone is relieved within of the Damn cross-section moved so far to the air side, that the remaining supporting body from there up to the airside embankment in the event of destruction the main seal against the hydrostatic resp. hydrodynamic pressure in the event of full back-up or in the event of an operationally justifiable permanent reduction remains stable. The water that penetrates the braking zone is expediently carried by drainage layers on their air side, which consist of bulk masses with large pores, discharged to the dam base.
Gegenüber der in oder auf der Wasserscitc des Dammes befindlichen Ilauptdichtung bleibt die Bremszone möglichst unabhängig, wobei sich der Abstand mit wachsender Tiefe vergrößert. Hierdurch wird die Möglichkeit gleichzeitiger Zerstörungen der Ilauptdichtung und des Bremskörpers, insbesondere in größerer Tiefe, stark vermindert. Opposite the main seal located in or on the water of the dam remains the The braking zone is as independent as possible, the distance increasing with increasing depth. Through this the possibility of simultaneous destruction of the main seal and the brake body, especially at greater depths, greatly reduced.
Zur Abführung des im Nornialbetricb anfallenden Sickerwassers werden erfindungsgemäü in oder unter der Bremszone an der Dammsohle auf ganzer go Breite oder nur teilweise Entwässerungsvorrichtiuigen, z. B. Drainagedurchlässe (Rigolen, Sickerwasserrohre od. ä.), angeordnet. Ihre Leistungsfähigkeit und Yorflutverhältnisse müssen jedoch so bemessen sein, daß auch bei Vollstau au der Wasserseite der Bremszone die erhö'hte Durchllußmenge den Dammlluß nicht ausspülen kanu.For the removal of the incurred in the normal business According to the invention, seepage water is in or under the braking zone on the embankment floor all over the place Wide or only partial drainage devices, z. B. drainage passages (trenches, seepage water pipes od. Ä.) Arranged. Your performance and flood conditions must, however, be measured in such a way that even in the event of a full flood Water side of the braking zone the increased flow rate Do not rinse the perineum canoe.
Der erfmdungsgcmäße Aufbau des Dammes gibt die Möglichkeit, alle baulichen und betrieblichen Vorteile einer wasserseitigen Dichtung ohne das Risiko einer völligen Dammzerstörung bei größeren Beschädigungen der Dichtung wahrzunehmen. Tritt durch eine solche Schadenstelle in der Dichtung eine größere Wassermenge, die die Leistungsfähigkeit der unter der Bremszonc zur Luftseite führenden FntwässerungsvoiTichtungen wesentlich überschreitet, in den Raum zwischen Dichtung und Bremszone ein, so füllt sich dieser entsprechend seinem Porenvolumen und dem jeweiligen Wasserüberschuß gegenüber der Abllußleistung der F.ntw ässerungsvorriclitungen auf. Dies führt bei größeren Wassermengen zu einer Verminderung des Druckgefälles an der Schadenstelle und damit der Durchflußmenge, bis sich schließlich ein Gleichgewichtszustand mit einer der Leistungsfähigkeit der lint-Wässerungsvorrichtungen und der Durchlässigkeit der Breniszone entsprechenden geringeren Durchflußmenge einstellt. Für diesen nahezu konstanten Fließ Vorgang stellt nicht mehr die Schadenstelle in der Dichtung den entscheidenden Durchflußquerschnitt dar. Die maximale Durchflußmenge wird durch die Bremszone und die Entwässcrungsvorrichtungen bestimmt, die erfindungsgemäß so zu bemessen sind, daß durch die in solchem Falle auftretenden Durchflußiuengen eine Zerstörung des Dammes nicht mehr erfolgen kann.The construction of the dam according to the invention is there the possibility of all the structural and operational advantages of a water-side seal without the Risk of complete dam destruction in the event of major damage to the seal. Kick through such a damage point in the seal a larger amount of water, which the efficiency significantly exceeds the drainage points leading to the air side under the braking zone, enters the space between the seal and the braking zone, it fills accordingly its pore volume and the respective excess of water compared to the discharge rate of F.ntw irrigation devices on. With larger amounts of water, this leads to a reduction in the pressure gradient at the point of damage and thus the flow rate, until finally a state of equilibrium is reached with one of the performance of lint washes and the lower flow rate corresponding to the permeability of the Brenis zone adjusts. The damaged area is no longer in place for this almost constant flow process the seal represents the decisive flow cross-section. The maximum flow rate is determined by the braking zone and the dewatering devices according to the invention so too are dimensioned so that the flow rates occurring in such a case destroy the Dam can no longer be done.
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Die endgültige Wiederherstellung des DammesThe final restoration of the dam
wird insbesondere bei wasserseitigen Dichtungen keine grundsätzlichen Schwierigkeiten bereiten und braucht, da keine unmittelbare Zerstörungsgefahr besteht, in der zeitlichen Abwicklung nur auf die betrieblichen Erfordernisse abgestimmt zu werden.will not cause any fundamental difficulties, especially in the case of seals on the water side needs, since there is no immediate risk of destruction, in the time processing only on the to be coordinated with operational requirements.
Neben dieser besonderen Eignung für DämmeIn addition to this particular suitability for dams
mit Dichtungen auf oder in der Wasserseite kann eine solche Bremszone erfhidungsgemäß auch fürWith seals on or in the water side, according to the invention, such a braking zone can also be used for
ίο kerngedichtete Dämme die Zerstörungssicherheit wesentlich erhöhen, wenn der Dammquerschnitt einen entsprechenden Sicherheitsabstand zwischen Dichtung und Bremszone und luftseitig davon einen ausreichenden Stützkörper zuläßt.ίο core-sealed dams the security against destruction increase significantly if the dam cross-section has a corresponding safety distance between Seal and braking zone and on the air side of it allows a sufficient support body.
Für Dämme mit den üblichen Kronenbreiten rücken Dichtung und Bremszone an der Dammkrone zwangläufig näher zusammen. Hier würde die Gefahr einer gemeinsamen Zerstörung bestehen. Dem ist erfindungsgemäß durch eine kappenartige Verbreiterung der Bremszone Rechnung zu tragen. Der vorher dargelegte Erfindungsgedanke läßt es auch zu, daß die Bremszone wasserundurchlässig, zumindest nahezu wasserdicht mit entsprechendem Anschluß an die dichte Talsohle ausgebildet wird, wobei ein oder mehrere Fensterdurchbrüche im Bereich der Talsohle als Entwässerungsvorrichtungen dienen. Durch die Fenster findet die gesammelte Abfuhr der normal anfallenden Sickerwässer und des z. B. infolge einer Verletzung der Oberflächendichtung eingedrungenen Wassers statt. Solch ein Fensterdurchlaß kann z. B. als Stollen aus Mauerwerk, Beton oder Stahlbeton oder als Rohrleitung in bekannter Art ausgeführt werden. Wasserseitig beginnt der Durchlaß in einer filtermäßig aufgebauten Sickerzone, die vor der Bremszone und besonders im Bereich der Talsohle stärker entwickelt ist und deren Aufgabe es ist, das eingedrungene Wasser zu fassen.For dams with the usual crown widths, the seal and braking zone are located at the dam crown inevitably closer together. There would be a risk of mutual destruction here. According to the invention, this must be taken into account by widening the braking zone in the manner of a cap. The inventive concept outlined above also allows the braking zone to be impermeable to water, at least almost watertight with a corresponding connection to the dense valley floor is, with one or more window openings in the area of the valley floor as drainage devices serve. Through the window, the collected drainage of the normally occurring seepage water and the z. B. as a result of an injury water that has penetrated the surface seal. Such a window opening can z. B. executed as a tunnel made of masonry, concrete or reinforced concrete or as a pipeline in a known manner will. On the water side, the passage begins in a filter-like seepage zone, the in front of the braking zone and especially in the area of the bottom of the valley is more developed and its task it is to grasp the water that has entered.
Darüber hinaus ist es noch möglich, die Wasserabfuhr in den als Fenster ausgebildeten Entwässerungsvorrichtungen durch Regelvorrichtungen zwischen einem Minimum und Maximum zu steuern. Dies kann z. B. mittels eines an der Talsohle angeordneten, begehbaren Stollens erfolgen, dem wasserseitig die entsprechend ausgedehnte filterartig aufgebaute Sickerzone vorgelagert ist, in der die abzuführende Wassermenge in Rohrleitungen gefaßt wird. Die Rohre leiten in diesem Falle das Wasser dem Stollen zu, von wo es, zweckmäßigerweise in einem Kanal oder Rohr gesammelt, durch die luftseitige Dammsohle nach außen abgeführt wird. In die Rohrleitungen, sind Regelorgane, z. B. Schieber bekannter Bauart, eingebaut, womit die Steuerung der Wasserabfuhr getätigt werden kann.In addition, it is still possible to drain the water in the drainage devices designed as windows to be controlled by regulating devices between a minimum and a maximum. This can e.g. B. by means of a arranged at the valley floor, accessible tunnel, the water side the correspondingly extensive filter-like constructed seepage zone is upstream, in which the amount of water to be drained in pipelines is caught. In this case, the pipes lead the water to the tunnel, from where it expediently Collected in a channel or pipe, discharged to the outside through the air-side dam bottom will. In the pipelines, regulating organs, e.g. B. Slider of known design, built in, which means the Control of the water drainage can be made.
In der Zeichnung sind drei Beispiele zur Erfindung wiedergegeben.In the drawing, three examples of the invention are shown.
Fig. ι zeigt einen Querschnitt durch einen Staudamm mit Dichtung 1 auf der AVasserseite. Die wesentlichen Dammschüttmassen 2 und 3 sind je nach den Eigenschaften des verfügbaren Materials in· üblicher Weise homogen oder abgestuft aufgebaut und können eine beliebig große Durchlässigkeit besitzen. Die Bremszone 4 ist erfindungsgemäß so eingefügt, daß luftseitig ein ausreichender Stützkörper verbleibt. Sie erhält in diesem Beispiel eine kappenartige Verbreiterung 5, um bei größeren Zerstörungen ein starkes Durchströmen des Dammteiles an der Dammkrone und damit eine Verbindung zwischen dem Oberwasser und der luftseitigen Schüttung mit einem Überspülen der Luftseite und schließlich die Auflösung des Dammes zu verhindern. Das von der Wasserseite anfallende normale Sickerwasser wird in diesem Beispiel erfindungsgemäß mit einem Drainagesystem als Entwässerungsvorrichtung 6 in bekannten Ausführungen durch die Bremszone 4 oder unter ihr hinweg in die grobkörnige Sickerschicht 7 oder Drainagerohre überführt, die außerdem im Schadensfalle das durch die Bremszone 4 anfallende Sickerwasser unschädlich zur Luftseite abzuleiten haben. Der von Sickerströmungen am stärksten beanspruchte luftseitige Dammfuß 8 wird' aus gröberem Material hergestellt.Fig. Ι shows a cross section through a dam with seal 1 on the A water side. The main embankment bulk masses 2 and 3 are each Depending on the properties of the available material, it is built up in the usual way, homogeneously or in a graduated manner and can have an arbitrarily large permeability. The braking zone 4 is according to the invention inserted in such a way that a sufficient support body remains on the air side. She gets into this Example of a cap-like widening 5 in order to achieve a strong flow in the event of major damage of the dam part at the dam crest and thus a connection between the upper water and the air-side pouring with a flushing of the air side and finally the dissolution of the dam to prevent. The normal seepage water from the water side is used in this example according to the invention with a drainage system as a drainage device 6 in known designs through the braking zone 4 or below it into the coarse-grained seepage layer 7 or Drainage pipes transferred, which also in the event of damage caused by the braking zone 4 Have to discharge seepage water harmlessly to the air side. The strongest of seepage currents claimed air-side dam foot 8 is' made of coarser material.
Fig. 2 zeigt den für die Lage der Hauptdichtung üblichen anderen Grenzfall als lotrechte Dichtungswand 1. Die Bremszone 4 ist durch eine durchlässigere Schüttung 2, die erfmdungsgemäß einen ausreichenden Sicherheitsabstand herzustellen hat, davon getrennt. Sie kann als zusätzliche Sicherung in der Krone ebenfalls eine Verbreiterung 5 erhalten. Die Luftseite ist ähnlich wie in Fig. ι in eine Sickerschicht 7 und die normale Dammschüttung 3 unterteilt, während die Wasserseite 9 üblicherweise einen filtermäßigen Aufbau erhält, damit bei Stauabsenkung keine Rutschungen zufolge Strömungsdruck auftreten.Fig. 2 shows the usual limit case for the position of the main seal, other than perpendicular Sealing wall 1. The braking zone 4 is through a more permeable bed 2, which according to the invention has to establish a sufficient safety distance, separated from it. You can use it as an additional Securing in the crown also received a widening 5. The air side is similar to In Fig. ι divided into a seepage layer 7 and the normal embankment bed 3, while the water side 9 is usually given a filter-like structure so that no landslides when the congestion drops occur due to flow pressure.
In Fig. 3 ist zu einer wasserundurchlässig ausgebildeten Bremszone 4 eine der möglichen Formen für den Anschluß an die Talsohle 10 dargestellt. In diesem Beispiel wird die dichte Ebene der Bremszone 4 durch die Wandung eines begehbaren Stollens 11 bis zum Einbinden in die Talsohle 10 fortgesetzt. Das eingedrungene Wasser sammelt sich wasserseitig der Bremszone 4 und insbesondere an der Dammsohle in einer Filterzone 12, die vor allem dann als besonderer Teil des Dammkörpers auszubilden ist, wenn die übrigen Schüttmassen 2 zwischen Dichtung und Bremszone 4 nicht die hierfür erforderliche Durchlässigkeit besitzen. Den Entwässerungsvorrichtungen 6 entspricht in diesem Falle folgende Anordnung: Innerhalb der Filterzone 12 wird das Wasser durch Sickerrohre bekannter Art 13 entnommen, an Einzelpunkten zusammengeführt und dort mit fensterartigen Rohrdurchbrüchen durch die Wandung des Stollens 11 einem Sammelrohr oder -kanal 15 in dem begehbaren Stollen zugeführt. Die Entwässerungsvorrichtungen 6 können Regeleinrichtungen 14 bekannter Art erhalten, mit denen sich die Wasserabfuhr erforderlichenfalls drosseln läßt. Das im Stollen gesammelte Wasser wird durch einen oder mehrere Kanäle oder Rohre 16, die je nach den sonstigen Betriebserfordernissen ebenfalls in begehbaren Stollen untergebracht werden können, durch den luftseitigen Dammfuß in das Unterwasser abgeführt. In Fig. 3, one of the possible forms is for a water-impermeable braking zone 4 for connection to the valley floor 10 shown. In this example, the dense layer becomes the braking zone 4 continued through the wall of an accessible tunnel 11 until it is integrated into the valley floor 10. The penetrated water collects on the water side of the braking zone 4 and in particular the dam bottom in a filter zone 12, which is then mainly as a special part of the dam body is to be trained if the remaining bulk masses 2 between the seal and the braking zone 4 are not suitable for this have the required permeability. The dewatering devices 6 corresponds in this Case the following arrangement: Within the filter zone 12, the water is better known through drainage pipes Art 13 removed, brought together at individual points and there with window-like pipe openings through the wall of the tunnel 11 a collecting pipe or channel 15 in the accessible Stollen fed. The drainage devices 6 can control devices 14 known Get kind with which the water drainage can be throttled if necessary. That in the tunnel Collected water is through one or more channels or pipes 16, depending on the others Operational requirements can also be accommodated in accessible tunnels, through the air-side dam foot discharged into the underwater.
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Claims (10)
10 PATIiNTANSlMt (IClIE:
10
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