JP3972634B2 - Tunnel construction method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トンネルの構築工法に関し、特に、複数のシールドトンネルを横方向に連結形成するトンネルの構築工法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、シールド工法で構築されるトンネルは、構造的に安定した円形断面のトンネルが主流であった。ところが、近時、地下空間利用の多様化,地下構造物の輻輳化,コストダウンへの取組みといった観点から、円形断面を横方向に、2連もしくは3連状に重合させた断面形状のトンネルが構築されている。
【0003】
図7〜図8には、このような形状のトンネルの一例が示されている。同図に示したシールドトンネルは、円形断面で、同じ直径の第1および第2シールドトンネル1,2を備えている。
【0004】
このシールドトンネル1,2は、先端側に配置されたシールド掘進機3の掘進により、図8に示した断面形状の掘削面を形成し、シールド掘進機3の後部側に掘削面に沿ってセグメント4を組立てることにより形成される。
【0005】
第1および第2シールドトンネル1,2は、図8に示すように、円形断面の端部同士が、相互に重なるようにして、横方向に直接的に連結形成し、これらの重合した部分を切除して、隣接するシールドトンネル1,2のセグメント4間の結合部5には、上および下連結セグメントピース6,7が配置される。
【0006】
これらの連結セグメントピース6,7は、両端面がセグメント4にそれぞれ接合され、上下方向に所定の間隔を隔てて対向する上,下連結セグメントピース6,7間には、中柱8が設置されている。
【0007】
このような形状のトンネルにおいては、トンネルを構造的に安定化させるために、中柱8は、図7に示すように、セグメント4の1リング毎に配置されていた。
【0008】
また、複数のシールドトンネルを横方向に連結する構造としては、上記したようにシールドトンネル1,2を直接的に連結する構成以外に、例えば、図9に示すように、一対の円形断面のシールドトンネル1a,2aを、相互に隣接するように平行に近接配置して、両者間に跨る結合部5aを形成して、シールドトンネル1a,2aを間接的に連結する構造もある。
【0009】
このような構造のトンネルにおいても、形状の安定性を確保するために、上下の結合部5a間に中柱8aを設けていた。
【0010】
しかしながら、上述した如き構造のトンネルには、いずれも以下に説明する技術的な課題があった。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、図7に示したシールドトンネル1,2を直接的に連結する前者のトンネル、および、図9に示したシールドトンネル1a,2aを間接的に連結する後者のトンネルは、地下鉄のホームなどに利用されることが多く、また、地下鉄の渡り線部や道路トンネルの分合流部などへの利用が考えられている。
【0012】
ところが、これらのシールドトンネルには、トンネル内を仕切るようにして中柱8,8aが設けられているので、広い空間を確保することが難しく、特に、道路トンネルの分合流部や地下鉄の渡り線部に採用する場合には、中柱8,8aによりシールドトンネル間で車両や地下鉄の車線変更ができないという問題があった。
【0013】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、中柱を無くすことにより、広い空間の確保が可能になり、車線の分,合流部や渡り線部に採用した場合に、車線変更が可能になるトンネルの構築工法を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、横方向に隣接構築される複数のシールドトンネルと、前記シールドトンネル間を、直接的ないしは間接的に連結する結合部とを有し、前記結合部の直上に地中ビームを設け、前記結合部と前記地中ビームとに両端部を定着する吊アンカーを設けるトンネルの構築工法であって、前記地中ビームは、発進部と到達部との間に設けられるアーチ部を備え、前記シールドトンネルの内部から、上方外部に地盤改良区域を形成し、この地盤改良区域に隣接する前記シールドトンネルのセグメントを除去して、当該地盤改良区域を掘削して、前記発進部および到達部を形成し、前記発進部からの管体の推進もしくはシールド掘進により、前記シールドトンネルの軸方向と平行に延設されて前記到達部に至る前記アーチ部を形成し、この後に、一端側が前記アーチ部の長手方向に沿って配置される複数本から構成され、同一面上で相互に平行になるように延設されるとともに、他端側を前記結合部に定着固定する前記吊りアンカーを設置し、前記発進部と前記到達部との間には、両端がこれらに定着されるプレストレス鋼材を設けるとともに、前記結合部から下方地盤中に下部アンカーを設置するようにした。
【0015】
このように構成したトンネルの構築工法によれば、結合部の直上に地中ビームを設け、両端部が結合部と地中ビームとに定着された吊アンカーを設けているので、中柱を設けることなく、吊アンカーによりシールドトンネルに掛かる荷重を受け持たせることができる。
【0016】
このため、広い空間が確保され、車線合流部に採用した場合には、地下鉄や走行車両の車線変更が簡単に行える。
【0017】
前記地中ビームは、その長手軸が前記シールドトンネルの軸と同じ方向に延設するように設けることができる。
【0018】
前記地中ビームは、前記シールドトンネルの軸方向に沿って、上方に向けて膨出湾曲するようにアーチ状に形成することができる。
【0019】
前記地中ビームは、前記シールドトンネルの上方に設けられる発進部および到達部との間に渡設され、中央部分が上方に膨出湾曲するアーチ部を設けることができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図1から図6は、本発明にかかるトンネルの構築工法の一実施例を示している。
【0025】
同図に示したトンネルは、同じ直径の円形断面の第1シールドトンネル10と、第2シールドトンネル12とを備えていて、これらを端部同士が相互に重合するように連結した地下鉄の渡り線部(道路トンネルの分合流部であってもよい)を構築する際に適用したものである。
【0026】
各シールドトンネル10,12は、トンネル軸が相互に平行になるように、隣接配置され、これらのシールドトンネル10,12間を、結合部14を介して、直接的に連結していて、内部同士が相互に連通する2連状態の地下鉄用トンネルが形成される。
【0027】
各シールドトンネル10,12は、円筒体を周および軸方向に複数の分割したセグメント10a,12aを、掘削面に沿って組立てることでその形状が維持されている。
【0028】
結合部14は、上下方向に平行に配置される上結合セグメント14aと下結合セグメント14bを備えており、図2に横断面を示すシールドトンネルと同じ形状を掘削するシールド掘進機が先端側に配置されている。
【0029】
結合部14の上,下結合セグメント14a,14bは、横方向の両端が各シールドトンネル10,12のセグメント10a,12aを除去した部分に一体的に固設されている。
【0030】
また、結合部14の直上には、地中ビーム16が設けられている。本実施例の地中ビーム16は、各シールドトンネル10,12のトンネル軸と、長手軸がほぼ平行になるように設けられている。
【0031】
地中ビーム16は、発進部18と、到達部20と、これらの間に渡設されたアーチ部22とを備えている。発進部18は、上下端が閉塞された中空角筒状のものであって、その軸線が、第1シールドトンネル10の横断面と平行になるようにして、結合部14の直上に近接配置されている。
【0032】
到達部20は、発進部18とほぼ同じ中空角筒状に形成され、発進部18と所定の間隔を隔てて、その軸線が、結合部14の直上に位置するように、発進部18と対向配置されている。発進部18および到達部20の形状は、角筒に限ることはなく、例えば、円筒状であってもよい。
【0033】
アーチ部22は、中空円筒状のものであって、第1および第2シールドトンネル10,12のトンネル軸と同じ方向に長手軸が延設され、両端が発進および到達部18,20に一体化されている。
【0034】
このアーチ部22は、複数の中空管体22aの両端を相互に連結したものであって、発進部18の側面中央部から、中空管体22aを推進工法により順次上方地盤中に押し込むことにより、先端を到達部20の側面中央に到達させることで、中央部分が上方に向けて放出湾曲する形状に形成される。
【0035】
なお、このアーチ部22の形成手段は、推進工法だけでなく、例えば、その径が比較的大きい場合などには、シールド掘進機の掘進とセグメントを用いるシールド工法で形成してもよい。
【0036】
また、本実施例の場合には、結合部14と地中ビーム16との間に、複数の吊アンカー24が設置されている。この吊アンカー24は、鋼棒などの棒状体で構成され、地中ビーム16のアーチ部22内から、これを貫通するようにして、結合部14側に向けて打設される。吊アンカー24の打設方向は、シールドトンネル側から上方に向けて打設してもよい。
【0037】
各吊アンカー24は、下端側が結合部14に定着固定されるとともに、各吊アンカー24の上端側は、アーチ部22の中空管体22aの側壁に定着固定されている。
【0038】
本実施例の場合には、吊アンカー24は、一端側がアーチ部22の長手方向に沿って、所定の間隔を隔てて複数本配置され、各吊アンカー24は、同一面、すなわち、シールドトンネル10,12のトンネル軸とほぼ平行な断面上で相互に平行になるように設けられている。
【0039】
また、このような吊アンカー24の配置状態は、相互に平行に配置された断面が2列状態になるように、一対ずつが所定の間隔を隔てて、対向するように2列状にアーチ部24に配置され、各吊アンカー24の下端側は、上結合セグメント14aを貫通するようにして、この部分に定着固定されている。
【0040】
このような状態に吊アンカー24を配置すると、アーチ部22の全長に亘って、均等にシールドトンネル10,12の荷重を支持することができる。
【0041】
さらに、本実施例の場合には、地中ビーム16には、両端が発進部18と到達部20との間に、緊張力を導入してそれぞれ定着固定されるプレストレス鋼材28が設けられている。
【0042】
このプレストレス鋼材28は、地中ビーム16のアーチ部22に土圧が作用した際に、アーチ部22の両端側に設けられている発進部18と到達部20との間隔が、この土圧の作用により拡大しようとするのを、規制するために設けられている。
【0043】
また、本実施例の場合には、結合部14から下方の地盤に向けて打設される複数の下部アンカー30が設けられている。各下部アンカー30は、アンカー本体30aと、このアンカー本体30aの下端に設置される下方定着部30bを備えている。
【0044】
この下部アンカー30は、一対ずつが同一平面上で略ハ字形に拡開するように配置され、上端側が結合部14の下結合セグメント14bに定着固定されていて、地中ビーム16がシールドトンネル10,12の荷重を支持する際に、上下方向の作用力のバランスを採るために設けられている。略ハ字形に拡開する下部アンカー30の配置位置は、吊アンカー24の配置されている位置と同じ面上になっている。
【0045】
次に、上記構成のシールドトンネルの構築工法について、図3〜図5に従って説明する。図1,2に示した構造のシールドトンネルを構築する際には、まず、第1および第2シールドトンネル10,12が、図3に示すように、駅舎部の構築予定個所の近傍位置まで到達すると、まず、第1および第2シールドトンネル10,12の内部から、凍結工法などにより地盤改良区域Aを形成する。
【0046】
この地盤改良区域Aは、第1および第2シールドトンネル10,12の結合部14の直上外方にあって、地中ビーム16の発進部18と到達部20とを形成する個所に対応しており、地盤改良区域Aが形成されると、この部分のセグメント10a,12aを除去して、図3,4に示すように、地盤改良区域Aを掘削した後に、上下端が閉塞された角筒状の発進部18,到達部20が対向する位置に形成される。
【0047】
発進部18,到達部20が形成されると、図5,6に示すように、発進部18の側面中央部分から、地盤に向けて円筒状の中空管体22aを推進工法により順次押出して、先端が到達部20の側部中央部に至る中空円筒状のアーチ部22を形成する。
【0048】
なお、この場合、アーチ部22の最先端に配置される中空管体22aは、先端が閉止されたものが用いられる。
【0049】
アーチ部22は、両端が発進部18と到達部20との一体化され、中央部分が上方に向けて膨出湾曲した形状に形成される。
【0050】
なお、本実施例の場合には、発進部18と到達部20とを形成した後にアーチ部22を形成するようにしているが、地中ビーム16の形成方法は、これに限られることはなく、到達部20は、発進部18からアーチ部22を形成している途中に構築しても良い。
【0051】
次に、図1,2に示すように、地中ビーム16のアーチ部22内から、吊アンカー24が、管体22aを貫通して、結合部14側に向けて延設され、その下端が、結合部14の上結合セグメント14aに定着固定される。なお、この場合、吊アンカー24は、シールドトンネル10,12側から上方に向けて打設してもよい。
【0052】
この場合、吊アンカー24は、アーチ部22の形状に沿って所定の間隔を隔てて、相互に平行になるように複数突出され、かつ、複数本ずつが同じ断面上に位置するように、2列状体に配置され、各吊アンカー24の上端側は、アーチ部22の管体22aの壁面に定着固定される。
【0053】
このような吊アンカー24の設置が終了すると、発進部18と到達部20との間に、プレストレス鋼材28が渡設され、緊張力を導入した状態で、両端が発進部18と到達部20とにそれぞれ定着固定される。
【0054】
なお、この場合、プレストレス鋼材28は、吊アンカー24と干渉しない位置、例えば、2列状に配置される中心に設けられる。また、このプレストレス鋼材28は、吊アンカー24を設置する前に、発進部18と到達部20との間に設置してもよい。
【0055】
次いで、下部アンカー30のアンカー本体30aを結合部14の下方地盤中に打設して、その先端を下方定着部30bで固定するとともに、アンカー本体30aの上端側を下結合セグメント14bに定着固定する。
【0056】
この際に、本実施例では、下部アンカー30は、一対ずつが概略ハ字形になるように拡開状態で、トンネル軸方向に沿って所定の間隔を隔てて、複数本設置され、このような下部アンカー30が設置されると、シールドトンネルの構築が完了する。
【0057】
さて、以上のように構成したトンネルの構築工法によれば、結合部14の直上に地中ビーム16を設け、両端部が結合部14と地中ビーム16とに定着された吊アンカー24を設けているので、中柱を設けることなく、吊アンカー24によりシールドトンネル10,12に掛かる荷重を受け持たせることができる。
【0058】
このため、広い空間が確保され、分合流部や渡り線部に採用した場合には、走行車両や地下鉄の車線変更が簡単に行える。
【0059】
なお、上記実施例では、第1および第2シールドトンネル10,12を結合部14で予め直接的に連結する場合を例示したが、本発明の実施は、これに限定されることはなく、例えば、図9に示したように、シールドトンネルを平行に隣接形成し、結合部を介して、両者間を間接的に連結する場合にも適用することができる。
【0060】
また、上記実施例では、本発明を円形断面の2連シールドトンネルに適用した場合を例示したが、本発明の実施は、この構造に限定されることはなく、直径の異なる円形断面の2連構造,円形断面の3連構造や、角形など他の断面形状が連続したトンネルにも適用することができる。
【0061】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明にかかるトンネルの構築工法によれば、中柱を無くすことにより、広い空間の確保が可能になり、車線の分,合流部や渡り線部に採用した場合に、車線変更が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるトンネルの一実施例を示す縦断面説明図である。
【図2】図1の要部横断面図である。
【図3】図1に示したトンネルの構築工法を示す初期工程の縦断面説明図である。
【図4】図3の要部横断面図である。
【図5】図3に引き続き行われる工程の縦断面説明図である。
【図6】図5の要部横断面図である。
【図7】従来のトンネルの一例を示す断面図である。
【図8】図7のA−A線拡大図である。
【図9】従来のトンネルの他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
10 第1シールドトンネル
12 第2シールドトンネル
14 結合部
14a 上結合セグメント
14b 下結合セグメント
16 地中ビーム
18 発進部
20 到達部
22 アーチ部
24 吊アンカー
28 プレストレス鋼材
30 下部アンカー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
This invention relates to construction method of the tunnel, in particular, to a construction method of a tunnel connecting a plurality of shield tunneling in the lateral direction.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, tunnels constructed by the shield method have been mainly tunnels with a structurally stable circular cross section. However, recently, from the viewpoint of diversifying use of underground space, congestion of underground structures, and efforts to reduce costs, a tunnel with a cross-sectional shape in which circular cross-sections are polymerized in two or three in a horizontal direction. Has been built.
[0003]
7 to 8 show an example of such a tunnel. The shield tunnel shown in the figure has first and
[0004]
The
[0005]
As shown in FIG. 8, the first and
[0006]
These connecting
[0007]
In the tunnel having such a shape, in order to structurally stabilize the tunnel, the
[0008]
In addition to the structure in which the
[0009]
Even in such a tunnel, the
[0010]
However, all the tunnels having the above-described structures have technical problems described below.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
That is, the former tunnel that directly connects the
[0012]
However, because these shield tunnels are provided with the
[0013]
The present invention has been made in view of such conventional problems, and the object of the present invention is to eliminate a central pillar, thereby making it possible to secure a wide space and to divide a lane, a junction The purpose is to provide a tunnel construction method that allows lane change when used in the crossover section.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention includes a plurality of shield tunnels constructed adjacently in a lateral direction, and a coupling portion that directly or indirectly couples between the shield tunnels. A tunnel construction method in which an underground beam is provided immediately above and a suspension anchor is provided to fix both ends of the coupling portion and the underground beam, and the underground beam is provided between a starting portion and a reaching portion. An arch portion provided, forming a ground improvement area from the inside of the shield tunnel to the upper outside, removing a segment of the shield tunnel adjacent to the ground improvement area, and excavating the ground improvement area; The starting portion and the reaching portion are formed, and the arm that extends in parallel with the axial direction of the shield tunnel and reaches the reaching portion by propulsion of the tubular body from the starting portion or shield excavation. After that, the one end side is composed of a plurality of pieces arranged along the longitudinal direction of the arch portion, and is extended so as to be parallel to each other on the same plane, and the other end side is The suspension anchor for fixing and fixing to the coupling portion is installed, and between the starting portion and the reaching portion, a prestressed steel material having both ends fixed thereto is provided, and a lower portion is provided from the coupling portion to the lower ground. An anchor was installed .
[0015]
According to the construction method of the tunnel constructed as described above, the underground beam is provided immediately above the coupling portion, and the suspension anchors fixed to the coupling portion and the underground beam are provided at both ends. The load applied to the shield tunnel can be received by the suspension anchor.
[0016]
For this reason, when a wide space is secured and it is adopted as a lane junction, it is possible to easily change the lane of the subway or the traveling vehicle.
[0017]
The underground beam can be provided such that its longitudinal axis extends in the same direction as the axis of the shield tunnel.
[0018]
The underground beam can be formed in an arch shape so as to bulge upward along the axial direction of the shield tunnel.
[0019]
The underground beam may be provided between a starting portion and a reaching portion provided above the shield tunnel, and an arch portion having a central portion bulging upward and curved may be provided.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 to 6 show an embodiment of a tunnel construction method according to the present invention.
[0025]
The tunnel shown in the figure includes a
[0026]
The
[0027]
The shape of each
[0028]
The
[0029]
The upper and
[0030]
An
[0031]
The
[0032]
The reaching
[0033]
The
[0034]
This
[0035]
The means for forming the
[0036]
In the case of the present embodiment, a plurality of suspension anchors 24 are installed between the
[0037]
Each
[0038]
In the case of the present embodiment, a plurality of suspension anchors 24 are arranged on the one end side along the longitudinal direction of the
[0039]
Further, the suspension anchors 24 are arranged in two rows so that the cross sections arranged in parallel to each other are in two rows so that the pairs are opposed to each other at a predetermined interval. 24, and the lower end side of each
[0040]
When the
[0041]
Further, in the case of the present embodiment, the
[0042]
The
[0043]
In the case of the present embodiment, a plurality of
[0044]
The lower anchors 30 are arranged so that one pair at a time expands in a substantially C shape on the same plane, the upper end side is fixedly fixed to the
[0045]
Next, the construction method of the shield tunnel having the above configuration will be described with reference to FIGS. When constructing the shield tunnel having the structure shown in FIGS. 1 and 2, first, the first and
[0046]
The ground improvement area A is located directly above and outside the
[0047]
When the starting
[0048]
In this case, the
[0049]
The
[0050]
In this embodiment, the
[0051]
Next, as shown in FIGS. 1 and 2, a
[0052]
In this case, the suspension anchors 24 are projected in a plurality along the shape of the
[0053]
When the installation of the
[0054]
In this case, the
[0055]
Next, the anchor
[0056]
At this time, in the present embodiment, a plurality of
[0057]
Now, according to the tunnel construction method constructed as described above, the
[0058]
For this reason, a wide space is ensured, and when it is adopted as a junction / crossover part, it is possible to easily change the lane of the traveling vehicle or the subway.
[0059]
In the above embodiment, the case where the first and
[0060]
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a double shield tunnel having a circular cross section is illustrated. However, the implementation of the present invention is not limited to this structure. It can also be applied to tunnels with other cross-sectional shapes such as a structure, a triple structure with a circular cross-section, and a square shape.
[0061]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the tunnel construction method according to the present invention, it is possible to secure a wide space by eliminating the central pillar, and it is adopted for the lane, merge part and crossover part. In some cases, lane changes are possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional explanatory view showing an embodiment of a tunnel according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part of FIG.
FIG. 3 is a longitudinal sectional explanatory view of an initial step showing a construction method of the tunnel shown in FIG. 1;
4 is a cross-sectional view of the main part of FIG. 3;
FIG. 5 is a longitudinal cross-sectional explanatory diagram of a process performed subsequent to FIG. 3;
6 is a cross-sectional view of the main part of FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a conventional tunnel.
FIG. 8 is an enlarged view taken along line AA in FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing another example of a conventional tunnel.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記地中ビームは、発進部と到達部との間に設けられるアーチ部を備え、前記シールドトンネルの内部から、上方外部に地盤改良区域を形成し、この地盤改良区域に隣接する前記シールドトンネルのセグメントを除去して、当該地盤改良区域を掘削して、前記発進部および到達部を形成し、前記発進部からの管体の推進もしくはシールド掘進により、前記シールドトンネルの軸方向と平行に延設されて前記到達部に至る前記アーチ部を形成し、
この後に、一端側が前記アーチ部の長手方向に沿って配置される複数本から構成され、同一面上で相互に平行になるように延設されるとともに、他端側を前記結合部に定着固定する前記吊りアンカーを設置し、
前記発進部と前記到達部との間には、両端がこれらに定着されるプレストレス鋼材を設けるとともに、前記結合部から下方地盤中に下部アンカーを設置することを特徴とすることを特徴とするトンネルの構築工法。 A plurality of shield tunnels constructed adjacent to each other in a lateral direction, and a coupling portion that directly or indirectly couples between the shield tunnels, and an underground beam is provided immediately above the coupling portion; and A construction method of a tunnel in which a suspension anchor that fixes both ends to the underground beam is provided,
The underground beam includes an arch portion provided between the start portion and the arrival portion, and forms a ground improvement area from the inside of the shield tunnel to the upper outside, and the shield tunnel adjacent to the ground improvement area. The segment is removed and the ground improvement area is excavated to form the starting portion and the reaching portion, and the tube is extended from the starting portion in parallel with the axial direction of the shield tunnel by propelling the pipe or shield. And forming the arch part reaching the reaching part,
After this, one end side is composed of a plurality of pieces arranged along the longitudinal direction of the arch portion, and is extended so as to be parallel to each other on the same surface, and the other end side is fixed to the coupling portion. Installing the hanging anchor
Between the starting part and the reaching part, a pre-stressed steel material having both ends fixed thereto is provided, and a lower anchor is installed in the lower ground from the joint part. Tunnel construction method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001340983A JP3972634B2 (en) | 2001-11-06 | 2001-11-06 | Tunnel construction method |
Applications Claiming Priority (1)
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