JP2007519838A - Process for anchor installation and anchors available in this process - Google Patents
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Abstract
長手方向に折られたパイプ1を有し、又、圧力により開くことができ、かつ、穿孔された穴の内部に置かれたアンカーの端部に設けられたエンド・ピース13を有しているアンカーが穿孔された穴に導入される。そして、摩擦ロッキング及び(又は)積極的ロッキングによりパイプ1が穿孔された穴に隣接するまで、内圧を加えることにより、パイプ1の折り目が開くので拡大される。そこでアンカー内の圧力が上昇して、エンド・ピース13の先端部15が分離される。そして、硬化用の塊がアンカーを通って穿孔された穴に押出される。それはアンカーの領域にある、又、穿孔された穴の底と下層(土、岩)に位置している空洞を充填するためである。それでアンカーが固定され、空洞又は割れは接している下層内に位置している。セメントをベースとする流動性の結合用塊が硬化用の塊として特に使用できる。 It has a longitudinally folded pipe 1 and can be opened by pressure and has an end piece 13 provided at the end of an anchor placed inside a drilled hole. An anchor is introduced into the drilled hole. Then, by applying internal pressure until the pipe 1 is adjacent to the hole drilled by friction locking and / or positive locking, the crease of the pipe 1 is opened and enlarged. Therefore, the pressure in the anchor rises and the tip 15 of the end piece 13 is separated. The curing mass is then extruded through the anchor into the drilled hole. This is to fill the cavities in the area of the anchor and located in the bottom and bottom layer (soil, rock) of the drilled hole. The anchor is then fixed and the cavity or crack is located in the contacting lower layer. A cement-based fluid binding mass can be used in particular as a curing mass.
Description
本発明はグランド・アンカー(ground anchor)及びロック・アンカー(rock anchor)のようなアンカーの設置プロセス(process)に関する。 The present invention relates to anchor installation processes, such as ground anchors and rock anchors.
さらに、本発明は本発明の請求項のようなプロセス内で使用できるアンカーに関する。 Furthermore, the present invention relates to an anchor that can be used in a process as claimed in the present invention.
特許文献1は最初に指名されたタイプのプロセスを開示している。 U.S. Pat. No. 6,057,089 discloses a process of the type nominated first.
この公知のプロセスでは、長手方向で内側に折られたパイプ(pipe)を有するアンカー(ロック・アンカー)が穿孔された穴の中に置かれて、折られたパイプの中の圧力を高めることにより拡大される。パイプの外面が穿孔された穴の内面に置かれ、それゆえ、穿孔された穴にアンカーを固定する。 In this known process, an anchor having a pipe that is folded inward in the longitudinal direction (lock anchor) is placed in the drilled hole to increase the pressure in the folded pipe. Enlarged. The outer surface of the pipe is placed on the inner surface of the drilled hole, thus securing the anchor in the drilled hole.
公知のロック・アンカーでは、パイプの前端が閉じていて、パイプの後端、それゆえ、穿孔された穴の開口部(穿孔された穴の外端)に近い端部をホース(hose)又はパイプに接続している。そのホース又はパイプを経由して加圧流体(特に水)をパイプの内側に導入して、それを拡大できる。 In known lock anchors, the front end of the pipe is closed and the end of the pipe close to the rear end of the pipe and hence the perforated hole opening (the outer end of the perforated hole) is a hose or pipe. Connected to. A pressurized fluid (especially water) can be introduced inside the pipe via the hose or pipe and expanded.
公知のプロセス及び公知のロック・アンカーの欠点は、摩擦によって、及び、積極的ロッキング(locking)によってのみ穿孔された穴の中に固定されるが、穿孔された穴の周囲の土又は岩の圧縮のようなインジェクション・アンカー(injection anchor)の好ましい副作用が生じないことである。
本発明の目的は、前記の不利益を有さず、かつ、迅速に得られ、かつ、恒久的に信頼できるアンカーの固定が達成され、このプロセスで使用できる最初に述べたタイプ(type)のプロセスとアンカーを工夫することである。 The object of the present invention is that of the first mentioned type that does not have the disadvantages mentioned above, is obtained quickly and is permanently reliable and can be used in this process. To devise processes and anchors.
この目的は、主要プロセスの請求項の機能を持つプロセスに関して、又、アンカーに注目した独立請求項の機能を持つアンカーに関して達成される。 This object is achieved with respect to a process with the main process claim function and with respect to an anchor with the function of an independent claim focused on the anchor.
本発明の好ましく、有利な実施例は従属請求項の対象になっている。 Preferred and advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
本発明の請求項によるプロセスに従って設置されたアンカーは、穿孔された穴の内面に確実に置かれるので、確実かつ恒久的に付着する。なぜなら、アンカーの拡大されたパイプ壁が確実なロッキングと摩擦を与えていて、隙間、割れ目及び(又は)より軟質材料の領域の中に向って変形していく。しかし、アンカーが挿入される岩又は土が追加された硬化用の塊(mass)により穿孔された穴の下端領域で、圧縮されるという利点も有している。どんな場合でも、穿孔された穴の底に存在する隙間又は割れ目がその塊により充填される。 The anchor installed according to the process according to the claims of the present invention is securely placed on the inner surface of the drilled hole, so that it adheres securely and permanently. This is because the enlarged pipe wall of the anchor provides positive locking and friction and deforms into gaps, cracks and / or areas of soft material. However, it also has the advantage of being compressed in the lower end region of the hole drilled by a hardening mass to which the rock or soil into which the anchor is inserted is added. In any case, the gaps or fissures present at the bottom of the drilled hole are filled by the mass.
本発明の請求項のアンカーは、例えば、特許文献1で公知になっている、又、“Swellex”と呼ばれている公知の摩擦パイプ・アンカーから発展したものである。本発明の請求項のアンカーでは、摩擦により、又、下層への機械的(積極的固持型)結合により、その両方で、力が下層に伝えられる。 The anchor of the claims of the present invention is developed from a known friction pipe anchor known, for example, in US Pat. In the claimed anchor of the present invention, forces are transmitted to the lower layer, both by friction and by mechanical (positive holding) bonding to the lower layer.
さらに、本発明の請求項のアンカーは、そのアンカーを土壌改良のための注入用ランス(lance)としても使用できる。もし、トンネル工事の前方にある開放面又は岩石層を覆う土壌層が、一定環境の下で、構造の全体的安定性が危険になるような圧縮圧力により影響を受ける場合、一定深さでの、又は、一定深さから始まる土壌改良は特に重要である。 Furthermore, the anchor of the claims of the present invention can also be used as an infusion lance for soil improvement. If the soil layer covering the open surface or rock layer in front of the tunnel construction is affected by compression pressure under a certain environment that would jeopardize the overall stability of the structure, Or soil improvement starting from a certain depth is particularly important.
本発明の枠組みの中で、 基本的に、アンカー・モルタル(anchor mortar)、ポルトランドセメント(Poltland cement)及び他の十分に粒径が小さな他のセメントが、しかし、合成樹脂及び他の注入材料も硬化用の塊(注入材料)として使用しうる。 Within the framework of the present invention, basically anchor mortar, Portland cement and other sufficiently small particle sizes, but also synthetic resins and other injection materials Can be used as a curing mass (injection material).
本発明の請求項にあるプロセス内の硬化用の塊はグラウト(grout)(基本的に水、セメント及び選択肢として例えばフライアッシュ(fly ash)のような微粒子骨材の混合物)のような水硬性の塊とすることができ、又はモルタル(mortar)(基本的に水、セメント及び小さな粒径の骨材)を使用しうる。この場合、本発明の請求項のプロセスは、依然として、アンカー内部を硬化用の塊による腐食から防護するという利点を有する。 The hardening mass within the process claimed in the present invention is hydraulic, such as grout (basically a mixture of water, cement and, optionally, a fine aggregate such as fly ash). Or mortar (basically water, cement and small particle size aggregate) can be used. In this case, the claimed process still has the advantage of protecting the anchor interior from corrosion by the hardening mass.
硬化用の塊はプラスチック(plastic)にでき、例えば溶融して液状になって添加され、さらに冷却で固化する、又は、配置後に化学反応により硬化する。 The curing mass can be made of plastic, for example, melted and added into a liquid state, solidified by cooling, or cured by chemical reaction after placement.
一般的に言えば、本発明の請求項のプロセスで用いられた手順を以下に示すことができる。 Generally speaking, the procedure used in the process of the claims of the present invention can be shown below.
必要な長さで、かつ、関連製品(アンカー)が作られる時点で必要な穿孔された穴が作られる。拡大可能なアンカーこの穿孔された穴の中に置かれる。特に、アダプター(adapter)を用いて、アンカーがポンプ(pump)に接続され、水が注入され、アンカーの側面の折り目が無くなるまで、そして、パイプが穿孔された穴の壁に密着するまで加圧される。その後の手順で、輪郭が拡大して、穿孔された穴の直径の不規則部分が充填される。割れ目又は空洞内で輪郭が拡大して、可能な最大直径になり、それにより、正常に穿孔された穴の限定的拡大に対して、機械的(積極的固持型)アンカーリング(anchoring)が形成される。これが達成された後で、圧力がさらに上昇して、特のこの目的のために意図した溝の領域で、先端が開き、穿孔された穴の下で分離される。この点で、以前に用いられ、それを通して水を導入していたアダプターが注入アダプターにより置換えられ、注入材料がアンカーの分離した先端を通してグラウンド(ground)に送られる。グラウティング(grouting)材料(注入材料)が圧力下で導入される。摩擦及び所定寸法のアンカーによる機械的なアンカーと下層の結合による結果としての圧力がそれにより捕捉されるので、アンカーはピストン作用で穿孔された穴から押出されることはない。 The necessary perforated holes are made with the required length and when the associated product (anchor) is made. An expandable anchor is placed in this drilled hole. In particular, using an adapter, the anchor is connected to the pump, water is injected, the crease on the side of the anchor is gone, and pressure is applied until the pipe adheres to the wall of the drilled hole Is done. In a subsequent procedure, the contour expands and fills irregular portions of the diameter of the drilled hole. The contour expands within the crack or cavity to the maximum possible diameter, thereby forming a mechanical (positively anchoring) anchoring for the limited expansion of a successfully drilled hole Is done. After this is achieved, the pressure is further increased and the tip opens and separates under the drilled hole in the region of the groove intended for this particular purpose. At this point, the adapter previously used and through which water has been introduced is replaced by the infusion adapter, and the infusion material is routed through the separated tip of the anchor to ground. A grouting material (injection material) is introduced under pressure. The anchor is not pushed out of the hole drilled by the piston action, since friction and the resulting pressure due to the mechanical anchor-underlay coupling with the anchor of a given size are trapped.
本発明の請求項が示すプロセス内で使用できるアンカーが、前端、それゆえ、穿孔された穴に事前に導入されている端部で、例えば、エンド・ピース(end piece)を有していて、それは例えばパイプに接続するためにそこに設けられたスリープ(sleeve)に取付けられている。そのエンド・ピースは、穿孔された穴の内側に配置するためにパイプを拡大したときに加えられた圧力より高い圧力で開く。それで硬化用の塊をパイ
プを通じて押すことができる。それでエンド・ピースを開いて、穿孔された穴の中に押すことができる。
An anchor that can be used in the process indicated by the claims of the present invention has, for example, an end piece at the front end, and therefore at the end pre-introduced into the drilled hole, It is attached to a sleep provided there, for example to connect to a pipe. The end piece opens at a pressure higher than the pressure applied when the pipe is expanded for placement inside the drilled hole. The curing mass can then be pushed through the pipe. The end piece can then be opened and pushed into the drilled hole.
本発明の請求項のアンカーをその端部で支えることができ、その端部を穿孔された穴のアンカー・プレート(anchor plate)に置かれ、そのアンカー・プレートはそのアンカーの外端スリーブ上の土又は岩の側で支持されている。 The anchor of the present invention can be supported at its end, the end being placed on a perforated anchor plate, the anchor plate on the outer sleeve of the anchor Supported on the soil or rock side.
本発明の請求項のアンカーは、インジェクション・ドリル・アンカー(injection drill anchor)と組合わせることができる。これは、本発明の請求項のアンカーが迅速に耐荷重能力を持ち、かつ、インジェクション・アンカーが長期の耐荷重能力を有するという利点がある。 The anchors of the claims of the present invention can be combined with an injection drill anchor. This has the advantage that the anchors of the claims of the present invention have a rapid load bearing capacity and the injection anchors have a long term load bearing capacity.
本発明の他の詳細、機能及び利点が、添付図面を参照した以下の説明から明らかになる。 Other details, functions and advantages of the present invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings.
本発明は図面にも示されているロック・アンカーの例を主として用いて以下に説明しているけれども、本発明は基本的に全てのタイプのアンカーを、主として最初に指名されたタイプを使用でき、それゆえ、土中及び同様の軟質下層でも使用できることを強調しなければならない。 Although the present invention is described below primarily using the examples of lock anchors that are also shown in the drawings, the present invention can use essentially all types of anchors, primarily the first named type. Therefore, it must be emphasized that it can be used in soil and similar soft underlayers.
図1に示したロック・アンカーは、パイプ1を有し、その中間領域に図2に部分的に示した断面形状を有している。それゆえ、パイプ1が長手方向に伸びていて、内側を向いた折り目3を有していて、パイプ1の壁の一部が中央部分で内側に折曲げられていて(図2)、いくぶんオメガ(Ω)型に見える。逆に、パイプ1の端部領域では長手方向の折り目3が内側に折られて、実質的にお互いに平行に走る2枚の壁部分5を有している(図3)。
The lock anchor shown in FIG. 1 has a
上記のパイプ1の端部は、図3に示された断面形状を有していて、これらの端部に置かれたスリーブ7及び9に接続している。特にスリーブ7、9がパイプ1の端部に溶接部11により結合している。
The ends of the
エンド・ピース13がパイプ1の内側端部に、特に、パイプ1のこの端部に接続しているスリープ9に接続している。
An
エンド・ピース13が閉じているが、一定圧力(パイプ1を拡大するために必要な圧力より高い圧力)で、開いて、エンド・ピース13とパイプ1の内部への出入の障害を無くすように作られている。エンド・ピース13の可能な実施例が図4及び6にも10、11として示されている。
The
図4に示す実施例で、エンド・ピース13は先細の端部15を有していて、それは溝17、それゆえ弱くした部分、によりそのエンド・ピース13の筒状部分に結合している。パイプ1内が一定圧力に達すると、エンド・ピース13の壁が溝17の領域で破壊して、例えば、溶接部10によりスリーブ9に接続しているパイプの端部が開く。
In the embodiment shown in FIG. 4, the
図6に示す実施例では、エンド・ピース13が内ねじを設けてある自由端19を有するパイプとして作られている。プラグ(plug)21がその内ねじにねじ込まれるので、図6に示す実施例のエンド・ピース13はその時点では閉じられている。パイプ1又はスリーブ9内が一定の内圧に達すると、プラグ21が、プラグ・ホルダー(plug holder)として作られているエンド・ピース13の端部19から押される。それで、こ
の実施例の場合、パイプ1の内側がその周辺に、それゆえ、穿孔された穴の内側に結合される。
In the embodiment shown in FIG. 6, the
アダプター受入れピース31はスリーブ7を介して、図7に示されているパイプ1の他端に結合される。それはスリーブ7及びエンド・ピース13によりパイプ1の内側端部と向かい合っている。例えば、アダプター受入れピース31が溶接部33によりスリーブ7に結合されている。そのアダプター受入れピース31は穿孔された穴の開放端部分に位置していて、穿孔された穴の中にはロック・アンカーが固定される。アダプター受入れピース31には逆止弁34を設けることができ、それは流れ方向でのみパイプ1内に開かれているので、加圧流体と硬化用の塊がロック・アンカーから出るのを阻止している。
The
Either[sic:原文のまま表記]、図8に示すアダプター35は加圧流体特に水をパイプ1の内部に供給するためのもので、アダプター受入れピース31に結合できる。
Ether [sic: written in its original form], the
代わりに、図9に示されていて、硬化用の塊特にグラウト又はモルタルのような流動性の結合用塊を押し込むために用いられるアダプター37をアダプター受入れピース31に置くことができる。
図9のアダプター37が迅速着脱用継手38を装備できるので、硬化用の塊を送るポンプから来ているホース(hose)を迅速に結合することができる。
Alternatively, as shown in FIG. 9, an
The
アダプター35及び37には外ねじ39を設けることができ、それをアダプター受入れピース31の内ねじ41にねじ込むことができる。
The
例えば、上記のように、穿孔された穴の中にロック・アンカーを固定した後で、アイボルト(eye bolt)(DIN 580)のような要素をそのアダプター受入れピース31に取付けることができる。
For example, as described above, an element such as an eye bolt (DIN 580) can be attached to the
上記のロック・アンカーを穿孔された穴に固定するための手順は以下の通りである。 The procedure for securing the lock anchor in the drilled hole is as follows.
まず最初に、エンド・ピース13を挿入されたロック・アンカーを事前に作られた穿孔された穴の中に押し込む。これが行われたらすぐに、加圧流体(例えば、約100−500バール(bars)の圧力を持つ水)を、アダプター35を経由してパイプ1の内側に供給する。アダプター35はねじ込みによりアダプター受入れピース31に取付けられる。パイプ1内に生じている圧力の作用により、パイプ1は、その長手方向の折り目3が開くことにより拡大するので、その外面を穿孔された穴の内面に密に接触するように押付ける(図5)。これが生じるやいなや、アダプター35を、ねじを弛めることによりアダプター受入れピース31から外して、アダプター37をアダプター受入れピース31にねじ込むことにより、アダプター37(図9)により置換えることができる。この時点で、硬化用の塊、特に対応するポンプから送られたグラウト又はモルタルがアダプター37(図9)を通って圧力で押し込まれる。そうすることで、硬化用の塊の圧力が、パイプ1が流体により拡大されたときに、事前に働いた圧力よりも高くなる。それで、そのエンド・ピース13から分離された先端部15によるか(図4)、溝17の領域で、又は、プラグ・ホルダー19から押出されたプラグ21により壁を破壊することにより、エンド・ピース13が開く。これが生じるやいなや、まず、パイプ1を拡大するのに用いられた流体特に水が、次ぎに、スリーブ9及びエンド・ピース13を経由してパイプ1から出た硬化用の塊が穿孔された穴に入る。硬化用の塊、特に流動性の結合用塊が、ここで、折り目3の残りと穿孔された穴の内面の間でパイプ1の拡大後に残った空間8に充填される(図5)。さらに、硬化用の塊が割れ又は破砕部に浸透する。割れ又は破砕部は穿孔された穴の前端から進むので、ロック・アンカーが置かれ、主として穿孔された穴の底部を囲む領域のマテリアル(material)(岩、石等)を圧縮する。
First of all, the lock anchor with the
ひとつの修正された手順で、図8のアダプター35を経由して供給された流体を最初に用いて、折り目3を開くときに、パイプ1を拡大するのに十分な圧力を生じている。それにより、パイプ1の外面が穿孔された穴に接して置かれ(図5)、その上に流体内の圧力が上昇し、エンド・ピース13が開き、その後は図8のアダプター35が図9のアダプター37により置換えられるだけである。
In one modified procedure, the fluid supplied via the
さらに、上述の手順は、特に鋼鉄から成るロック・アンカーの内部を腐食から保護する利点を提供している。セメントをベース(base)とした流動性の結合用塊を用いている場合は、さらに、アルカリ(alkali)の環境が確保される。これは利点である。 Furthermore, the procedure described above offers the advantage of protecting the interior of the lock anchor, especially made of steel, from corrosion. If a fluid binding mass based on cement is used, an alkaline environment is further ensured. This is an advantage.
本発明の請求項に基づく手順を用いて、そして、本発明の請求項のロック・アンカーを用いることにより、インジェクション・ドリル・アンカー(injection drill anchors)(いわゆる、「ハイブリッド・アンカー」(hybrid anchor)と組合わせて、内部圧力を用いて拡大できるロック・アンカーの利点(即時の強度と固体への着座)が、硬化用、例えば、流動性の結合用塊により固定されたインジェクション・ドリル・アンカーの利点と組合わせられる。なぜなら、硬化用の塊がインジェクション・ドリル・アンカーの外側の穿孔された穴の領域に生じうる自由空間を充填し、さらに、穿孔された穴から進んだ割れ又は隙間にも浸透する。それにより、岩、土、又は、穿孔された穴の廻りのごく一般的な下層を圧縮する。 By using the procedure according to the claims of the invention and by using the lock anchors of the claims of the invention, injection drill anchors (so-called “hybrid anchors”) The advantages of locking anchors (immediate strength and solid seating) that can be expanded using internal pressure in combination with the hardened, for example, injection drill anchors fixed by a fluid binding mass Combined with the advantages, because the hardening mass fills the free space that can occur in the area of the drilled hole outside the injection drill anchor, and also in the cracks or gaps that advance from the drilled hole Penetrating, generally around rocks, earth, or perforated holes To compress a lower layer.
図10に示す実施例で、アンカーは、ここでも、異形パイプ1及びその端部に設けられた2個のスリーブ7及び9から成っている。スリーブ7及び9はアンカーの異形パイプ1に圧力と溶接により、接続されている。図10に示した実施例では、エンド・ピース31がスリーブ7に溶接されている。そして、図8及び9に示すアダプターは代わりにエンド・ピース31にねじ止めできる。この目的のためにエンド・ピース31は内ねじを有し、それを経由して、異形パイプ1を拡大するために、図8に示された継手部品をねじ込める。異形パイプ1を拡大するために、この結合部を経由した加圧状態で、水が添加される。そして、アンカーの先端部を吹き飛ばす。
In the embodiment shown in FIG. 10, the anchor again consists of the
アンカーと共に図9に示されたインジェクション・アダプターは、図8に示された結合部を取外した後で、エンド・ピース31に接続できる(ねじ込める)。
The injection adapter shown in FIG. 9 together with the anchor can be connected (screwed) to the
アンカーの前端で、スリーブ9を経由して、エンド・ピース13が溶接部10を介して先端部15に接続されている。先端部15のベース近くにあるエンド・ピースの壁に、外に開いた溝14がある。溝14を経由して、拡大圧力を超えた後で、材料の破壊が生じ、その後に、先端部15が吹き飛ばされる。それで、下層を結合する塊をアンカーを通じて注入できる。
At the front end of the anchor, the
図11に示す実施例では、そのアンカーも異形パイプ1、スリーブ7及び9及びそのスリーブ7に接続(溶接)したエンド・ピース31を有し、そのうちのスリーブ7及び9は、プレス(press)及び(又は)溶接により、異形パイプ1に取付けられている。結合部品54には外ねじが設けられ、溶接部55により、前方のスリーブ9に接続されている。この結合部品54を介して、内ねじを設けた結合部品53がねじ込まれ、それに、溶接部、先端部15付きエンド・ピース13が接続している[sic:原文のまま表記]。図11に示す実施例で、先端部15のベース上の溝17がエンド・ピース13の内部に向って開いている。
In the embodiment shown in FIG. 11, the anchor also has a
図面に示されている実施例とは対照的に、先端部15は種々の角度で作ることができる。アーチ(arched)形前端(爆弾形)付きか、又は、平坦な前端部付きのエンド・
ピース13も使用できる。
In contrast to the embodiment shown in the drawing, the
要約すると、本発明の一実施例を以下のように示すことができる。 In summary, one embodiment of the present invention can be shown as follows.
長手方向に折られたパイプ1を有し、又、圧力により開くことができ、かつ、穿孔された穴の内部に置かれたアンカーの端部に設けられたエンド・ピース13を有しているアンカーが穿孔された穴に導入される。そして、摩擦ロッキング及び(又は)積極的ロッキングによりパイプ1が穿孔された穴に隣接するまで、内圧を加えることにより、パイプ1の折り目が開くので拡大される。そこでアンカー内の圧力が上昇して、エンド・ピース13の先端部15が分離される。そして、硬化用の塊がアンカーを通って穿孔された穴に押出される。それはアンカーの領域にある、又、穿孔された穴の底と下層(土、岩)に位置している空洞を充填するためである。それでアンカーが固定され、空洞又は割れは接している下層内に位置している。セメントをベースとする流動性の結合用塊が硬化用の塊として特に使用できる。
It has a longitudinally folded
Claims (23)
であるプロセス。 A process for installing an anchor having a pipe (1) that is folded at least once in the longitudinal direction, the pipe (1) being expanded using inner pressure after being pushed into the drilled hole; The feature is that after the pipe (1) is enlarged, the end piece (13) provided at the inner end of the anchor is opened and between the inside of the pipe (1) of the anchor and the drilled hole. Releasing the combined state, filling the space (8) between the front end of the pipe (1) and the perforated hole, the gap extending from the perforated hole and the crack, Finally, the curing mass can be cured,
Process that is.
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