KR101138405B1 - 터널굴착용 소음 및 버력 비산의 방지 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터널개착시에나 터널굴착이 진행되는 터널에서 필연적으로 발생되는 장비소음(천공장비, 버력적재장비, 버력운반장비, 부석처리장비, 숏크리트타설장비, 콘크리트믹서장비)과 발파폭음 및 발파버력의 비산을 줄이기 위한 터널굴착 소음방지와 발파버력비산방지구조물에 관한 것이다. 본 발명을 터널개착시에 사용할 때에는 터널입구에서 터널단면과 같거나 큰 규격인 강지보를 직선으로 설치(굴착장비보다 길게 설치)하고 강지보와 강지보사이에는 방음설비(판재+방음부직포+숏크리트)를 하여 가설터널을 설치한다. 가설터널 입구에 장비가 통행할 수 있는 규격의 철제빔으로 문틀을 설치하고 강지보와 문틀 사이의 공간에도 방음설비를 한다. 철제문틀에 유연성과 신축성이 좋고 질긴 고무벨트를 수직으로 장치한 방음커튼을 소음정도에 따라 1개소 이상 설치한다.

가설 터널, 강지보, 방음부직포, 방음막

Description

터널굴착용 소음 및 버력 비산의 방지 구조물{Construction for preventing from noise and muckpile fly of tunnel drilling}

도 1a는 일반적인 터널개착준비 정면도

도 1b는 도 1a의 단면도

도 2a는 종래의 기술에 따른 터널개착시의 갱구발파 평면도

도 2b는 도2a의 단면도

도 3a는 본 발명에 따른 터널 굴착용 소음 및 버력 비산의 방지 구조물을 개략적인 도시한 도면

도 3b는 본 발명에 따른 터널 굴착용 소음 및 버력 비산의 방지 구조물을 정면에서 바라본 도면

도 3c는 도 3a에서 발파직후를 나타내는 도면

도 3d는 본 발명에 따른 터널 굴착용 소음 및 버력 비산의 방지 구조물에서 버력 반출을 나타내는 도면

도 4는 본 발명에 따른 가설터널 설치과정을 설명하기 위한 도면

도 5는 본 발명에 따른 가설터널 내에 문틀설치과정과 강지보와 문틀사이의 공간을 방음구조로 설치하는 과정을 설명하기 위한 도면

도 6a 및 6b는 본 발명에 따른 가설터널 내에 거치형 커튼이 설치된 것을 나 타내는 도면

도 7a 및 7b는 본 발명에 따른 가설터널 내에 미닫이형 커튼이 설치된 것을 나타내는 도면

도 8a 및 8b는 본 발명으로 터널굴착이 진행되어 터널 내에 거치형 커튼이 2개소에 설치된 것을 나타내는 도면

도 9a 및 9b는 본 발명에 따른 거치형 커튼의 설치를 나타내는 도면

도 10a 및 10b는 본 발명에 따른 미닫이형 커튼 설치를 나타내는 도면

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 법면 2 : 록볼트

3 : 터널 입구의 굴착부위 4 : 터널 입구

5 : 버력 6 : 야드(작업장)

7 : 터널입구주변의 주택 및 축사 17 : 가설터널입구

18 : 가설터널 19 : 가설 강지보

25 : 가설 강지보 고정용 철제절장 26 : 판재

27 : 방음부직포 28 : 문틀

29 : 숏크리트 31 : 방음커튼설치용 철제문(L-beam)

32 : 철제 U형 고리 33 : 커튼설치 철제빔(H-beam, T-beam, 환봉)

35 : 미닫이형 방음커튼 설치용 장석

451 : 고무벨트 43 : 강지보 고정용 앙카볼트

260 : 방음막(판재+부직포+숏크리트) 45 : 방음커튼

52 : 고무벨트고정용 볼트넛트

본 발명은 터널 굴착용 소음 및 버력 비산의 방지 구조물에 관한 것으로, 특히 소음 및 버력 비산이 심한 발파 굴착에 적합한 터널 굴착용 소음 및 버력 비산의 방지 구조물에 관한 것이다.

일반적으로 터널 굴착을 하기 위해서는, 개착 준비작업으로서 도 1a 및 도 1b와 같이 터널굴착예정지점의 표토(점선으로 표시된 부위)를 제거하고, 이어서 노출된 암반을 60도 내지 80도로 고르게 절개하여 법면(1)을 형성시킨 후, 법면(1)의 안정성을 확보하기 위하여 록볼트(2)와 숏크리트를 시공하여 법면(1)을 보강한다. 이어, 보강된 법면(1)에 굴착하고자 하는 터널굴착 부위(3)을 표시하고 법면하부에 터널바닥면과 평행한 야드(6)를 조성하게 되면 터널입구(4)의 굴착준비가 완료된다.

종래의 터널입구(4)의 굴착 작업은 도 2a 및 2b와 같이 터널굴착 부위(3)를 법면(1)에 표시하고 굴착장비로 천공을 한 후, 장약을 하고 발파작업을 수행한다. 따라서, 터널입구 부위(4)가 외부에 무방비로 노출되어 작업장비 및 발파의 소음과, 발파 버력의 비석(5)으로 인해, 막대한 피해가 발생되고 있다. 작업장 인근의 주택이나 축사(7)가 파손된다거나, 가축과 야생동물은 물론이거니와 심지어 인명 피해까지 일어나고 있다.

본 발명은 상술한 피해를 줄이면서 굴착 작업을 원할하게 수행할 수 있는, 터널 굴착용 소음 및 버력 비산의 방지 구조물을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 하나의 실시예에 따른 터널 굴착용 소음 및 버력 비산의 방지 구조물은, 터널입구 굴진부위의 외부노출을 차단하도록 터널입구 굴진면으로부터 소정길이로 형성되는 가설 터널을 포함한다.

여기에서 가설 터널은 바람직하게는, 적어도 작업 장비를 수용하는 내부 공간을 갖는다.

또한, 가설 터널은 적어도 하나 이상의 커튼을 구비하는 것이 바람직하다.

방음커튼은 바람직하게는 세로로 매달린 다수개의 띠로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 가설 터널은: 가설 터널의 길이방향으로 나열하여 설치된 다수개의 지보형 뼈대; 뼈대들 사이에 다수개 설치되어, 외부와 차단된 내부 터널 공간을 형성하는 판재; 판재의 적어도 일면에 부착되는 방음부직포; 및 판재면 및/또는 방음부직포면에 형성되는 숏크리트를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 터널 굴착용 소음 및 버력 비산의 방지 구조 물은: 터널 내벽에 고정 형성되고 작업장비가 통행 가능한 크기로 설치된 사각형의 문틀; 터널의 내벽과 문틀 사이의 공간에 형성되는 방음막; 및 문틀 상부에 세로로 매달리고, 인접한 것끼리 일부분이 겹쳐진 다수개의 띠로 이루어진 커튼을 포함한다.

여기에서 커튼은 적어도 2개 이상 설치된다.

이상의 모든 실시예에서, 커튼은 바람직하게는 거치형이거나, 문틀에 장착된 미닫이 문에 장착된 미닫이형일 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 터널 굴착용 소음 및 버력 비산의 방지 구조물의 바람직한 실시예를 설명한다.

본 발명의 하나의 실시예에 따른 터널 굴착용 소음 및 버력 비산의 방지 구조물은 도 3a 내지 도 3d와 같이, 터널의 입구(4)에 있어서 터널 굴착 부위(3: 또는 굴진 부위)의 외부 노출을 막도록 터널굴착부위와 같거나 보다 더 크게 설치된 가설터널(18)을 포함한다. 가설터널(18)의 입구(17)에는 굴착기나 버력 반출 차량 등과 같은 작업장비가 원할히 출입할 수 있는 규격으로 된 철제의 문틀(28)을 설치한다. 문틀 상부에 다수개의 띠형 고무벨트로 이루어진 커튼(45)을 바닥까지 내려 설치한다. 이 띠형의 고무벨트는 인접한 것끼리 일부분이 겹치게 설치된다. 이와 같이 서로 겹치게 설치한 고무밸트는 작업인부 또는 작업차량이나 장비가 통과할 때 벌어졌다가 다시 원상으로 회복되기 때문에 통행에 전혀 지장을 주지 아니하며 소음과 발파버력(5) 비산을 차단 또는 완충하게 된다. 또한 커튼(45)은 소음과 발 파 버력의 비산 정도에 따라 1개소 이상 설치한다(도 8b 참조).

본 발명의 하나의 실시예에 따른 터널 굴착용 소음 및 버력 비산의 방지 구조물의 가설터널에 대해 도 4를 참조하여 구체적으로 설명하면, 터널입구(4)에서의 터널굴착 부위(3)와 같거나 큰 지보형 뼈대, 바람직하게는 가설 강지보(19)를 일정한 간격으로 나열하여 설치한다. 가설터널(18)의 길이는 바람직하게는 가설터널 내부에서 작업을 수행하는 굴착장비 등과 같은 작업장비의 길이이상으로 한다. 강지보(19)와 강지보(19)의 사이에는 강지보 고정용 철제절장(25)으로 고정한 후 판재(26)를 끼운다. 이 판재에 의해 외부와 차단된 내부 터널 공간이 형성된다. 또한, 판재(26)의 적어도 일면, 바람직하게는 양면에는 방음부직포(27)를 부착하고, 그 위에 일정한 두께로 숏크리트(29)를 타설하여 판재(26), 방음부직포(27) 및 숏크리트(29)로 이루어진 방음막(260)을 완성한다.

또한, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 터널 굴착용 소음 및 버력 비산의 방지 구조물은 소음 및 버력 비산의 방지용 커튼을 설치하기 위한 문틀(28)을 포함한다. 즉, 도 5와 같이 가설터널입구(17)의 강지보(19) 천장 양측에서 장비가 통행할 수 있는 규격을 정하여 철제빔을 수직으로 세우고, 천장양측을 연결하게 되는 수평의 철제빔을 설치하게 되면 사각형의 통로를 갖는 문틀(28)이 만들어진다. 통로 이외에, 문틀(28)과 가설 터널 내벽 사이에 생긴 공간은 판재(26)를 끼우고 판재의 앞면과 뒷면에 방음부직포(27)를 부착한 후에 숏크리트(29)로 마감한다.

상술한 문틀(28)에 설치되는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 터널 굴착용 소음 및 버력 비산의 방지 구조물의 커튼(45)은 바람직하게는 도 6a, 6b, 7a 및 7b와 같이, 거치형(도 6a, 6b)과 미닫이형(도 7a, 7b)으로 설치될 수 있다.

문틀(28) 상부에 커튼(45)을 걸수 있는 거치형은 도6a 및 6b와 같이, 문틀 상부 수평철제빔에 U형 고리(32)를 2개 이상 부착하고, 유연성과 신축성이 좋고 질긴 일정한 규격의 띠형의 고무벨트 다수개로 이루어진 커튼(45)이 매달린 빔(33)을 그 U형 고리(32)에 거치한 형태이다. 커튼이 매달린 빔(33)은 바람직하게는 문틀 상부를 이루는 수평 철제빔과 같은 길이로 형성한다.

또한, 미닫이형은 도 7a 및 7b와 같이 문틀과 같은 규격의 철제문(31)을 제작하여 철제문 상부에 상술한 다수개의 띠형 고무벨트로 이루어진 커튼을 매단 후 문틀(28)의 측면의 장석(35)에 부착한다. 커튼(45)은 소음발생 정도에 따라 1개소 이상 설치함으로서 발파버력의 비산에 의하여 발생될 수 있는 인명손상과 발파소음과 작업장비의 소음에 의한 환경피해를 획기적으로 줄일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 터널 굴착용 소음 및 버력 비산의 방지 구조물은 터널 굴착이 진행된 터널에 설치된 경우이다. 이 경우에는 도 8a 및 8b와 같이 터널 내에 가설 강지보(19)를 터널암반(34)에 엥커볼트(43)로 고정 설치하고, 강지보에 수직의 철제빔과 수평의 철제빔으로 이루어진 문틀(28)을 고정시킨다. 철제빔과 강지보사이의 공간에는 상술한 본 발명의 하나의 실시예와 마찬가지로 판재, 방음부직포 및 숏크리트로 이루어진 방음막(260)을 설치한다. 또한, 소음 및 버력 비산의 방지용 커튼(45)은 상술한 본 발명의 하나의 실시예와 마찬가지로 거 치형이거나 미닫이형으로 설치할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 터널 굴착용 소음 및 버력 비산의 방지 구조물에 대해 실시 치수를 적용하여 보다 구체적으로 설명한다.

터널입구를 굴착하고자 할 때 적용되는 본 발명의 하나의 실시예에서는 도 4와 같이 터널입구의 평평한 야드(6)에 터널입구 굴착부위(3)와 같거나 큰 규격으로 만들어진 200mm 내지 300mm 규격의 가설 강지보(19)를 0.5m 내지 1.2m 간격으로 나열 설치한다. 이때 전체 설치되는 길이는 천공장비 길이 이상인 15m 내지 25m의 길이로 일직선으로 설치한다. 강지보(19)와 강지보의 사이는 20mm 내지 50mm의 철제절장을 이용하여 고정한 후 강지보의 H-Beam사이에 직경 50mm 내지 200mm 두께의 판재(26)를 끼운다. 방음부직포(27)를 판재에 부착한 후에 양측에 20mm 내지 70mm 두께로 숏크리트(29)를 타설하여 가설터널(18)을 설치한다.

가설터널(18) 내에 설치하게 되는 소음 및 버력비산 방지용 커튼(45)은 도 8b와 같이 굴착장비가 작업하는데 지장이 없는 공간에 설치하되 소음 및 비산 정도에 따라 1개소 이상을 설치한다. 설치방법은 가설터널입구의 강지보 천장 양측에서 작업장비가 원활히 통행할 수 있는 높이에 강지보와 같은 규격의 철제빔(H-Beam)을 수직으로 세우고 천장양측을 연결하는 수평의 철제빔을 견고히 설치하게 되면 사각형의 통로를 갖는 철제 문틀(28)이 만들어진다.

통로 이외의 문틀(28) 양 측면과 천장에 생긴 공간에 직경 50mm 내지 200mm 두께의 판재를 끼우고 판재의 앞면과 뒷면에 방음부직포를 부착한 후에 숏크리트를 타설하여 방음막(260)을 시설한다. 거치형 커튼을 설치하는 경우에는, 문틀 천장 2 개소에 커튼이 매달린 철제빔을 올려놓을 수 있도록 U형의 고리를 설치한다. 미닫이형 커튼의 설치는 수직문틀에 커튼을 열고 닫을 수 있는 장석을 설치한다.

거치형 커튼(45)의 제작은 도 9a 및 도 9b에서와 같이, 천장문틀의 규격과 같거나 300mm 내지 500mm 더 넓은 철제빔(33: H-Beam 또는 T-Beam)에 유연성과 신축성이 좋고 질긴 두께 20mm 내지 50mm 이고 폭 0.5m 내지 1.5m 규격의 고무벨트(451)를 철제빔(33)에 구멍을 뚫어 볼트(52)로 고정 하던가 이동시킬 수 있는 구조로 하여 수직으로 설치할 수 있도록 하고 고무벨트(451)와 고무벨트사이는 50mm 내지 150mm가 겹칠 수 있도록 하며 고무벨트(451)의 길이는 터널바닥면 보다 50mm 내지 100mm가 짧거나 길게 제작하며 커튼을 장착할 때에는 장비를 이용하여 천장에 올려 설치한다.

미닫이형 커튼(45)의 제작은 도 10a 및 10b에서와 같이 철제문틀과 같은 크기로 150mm 내지 250mm 규격의 L-Beam으로 철제문(37)을 제작하고 유연성과 신축성이 좋고 질긴 두께 20mm 내지 50mm 이고 폭 0.5m 내지 1.5m 규격의 고무벨트(451)를 철제문 상단에 구멍을 뚫어 볼트(52)로 고정 하던가 이동시킬 수 있는 구조로 하여 수직으로 설치하고 고무벨트(451)와 고무벨트사이는 50mm 내지 150mm가 겹칠 수 있도록 하며 고무벨트의 길이는 철제문(37)의 길이보다 30mm가 짧거나 100mm가 길게 한 후 커튼이 장착된 철제문을 수직문틀의 장석에 설치하여 문을 열고 닫을 수 있도록 한다. 커튼이 부착된 문을 원할히 열고 닫을 수 있도록 문 하단에 롤러를 부착하고 문이 열리는 하부에 레일을 부설한다.

또한, 터널굴착이 어느 정도 진행된 터널에 적용되는 본 발명의 다른 실시 예는 굴착막장에서 일정한 거리를 정하고 터널굴착단면과 같은 규격으로 만들어진 200mm 내지 300mm 규격의 가설 강지보를 시공하여 암반에 고정시킨다. 소음 및 버력비산 방지용 커튼의 설치개소와 위치는 굴착장비가 작업하는데 지장이 없는 공간에 설치하되 소음 정도에 따라 1개소 이상을 설치한다. 설치방법은 가설 강지보 천장 양측에서 작업장비가 원활히 통행할 수 있는 높이에 강지보와 같은 규격의 철제빔(H-Beam)을 수직으로 새우고 천장양측을 연결하는 수평의 철제빔을 견고히 설치하게 되면 철제 문틀에 의하여 사각형의 통로를 만든다.

통로 이외의 문틀 양 측면과 천장에 생긴 공간에 직경 50mm 내지 200mm 두께의 판재를 끼우고 판재의 앞면과 뒷면에 방음부직포를 부착한 후에 숏크리트를 타설하여 방음막을 시설한다. 거치형 커튼을 설치하기 위해서는 문틀 천장 2개소에 커튼이 제작된 철제빔을 올려놓을 수 있도록 U형의 고리를 설치하고, 미닫이형 방음커튼의 설치는 수직문틀에 열고 닫을 수 있는 장석을 설치한다.

거치형 소음방지 및 버력비산방지커튼의 제작은 천장문틀의 규격과 같거나 300mm 내지 500mm 더 넓은 철제빔(H-Beam 또는 T-Beam)에 유연성과 신축성이 좋고 질긴 두께 20mm 내지 50mm 이고 폭 0.5m 내지 1.5m 규격의 고무벨트를 철제빔에 구멍을 뚫어 볼트로 고정 하던가 이동시킬 수 있는 구조로 하여 수직으로 설치할 수 있도록 하고 고무벨트와 고무벨트사이는 50mm 내지 150mm가 겹칠 수 있도록 하며 고무벨트의 길이는 터널바닥면 보다 50mm 내지 100mm가 짧거나 길게 제작하며 커튼을 장착할 때에는 장비를 이용하여 천장에 올려 설치한다.

미닫이형 소음방지 및 버력비산방지커튼의 제작은 철제문틀과 같은 크기로 150mm 내지 250mm 규격의 L-Beam으로 철제문을 제작하고 유연성과 신축성이 좋고 질긴 두께 20mm 내지 50mm 이고 폭 0.5m 내지 1.5m 규격의 고무벨트를 철제문 상단에 구멍을 뚫어 볼트로 고정 하던가 이동시킬 수 있는 구조로 하여 수직으로 설치하고 고무벨트와 고무벨트사이는 50mm 내지 150mm가 겹칠 수 있도록 하며 고무벨트의 길이는 철제문의 길이보다 30mm가 짧거나 100mm가 길게 한 후 커튼이 장착된 철제문을 수직문틀의 장석에 설치하여 문을 열고 닫을 수 있도록 한다. 커튼이 부착된 문을 원활히 열고 닫을 수 있도록 문 하단에 롤러를 부착하고 문이 열리는 하부에 레일을 부설한다.

거치형 및 미닫이형 커튼의 경우 모두에 있어서, 수직으로 설치된 여러 겹의 고무밸트는 작업인부 또는 작업차량이나 장비가 통과할 때 벌어졌다가 다시 원상으로 회복되기 때문에 통행에 전혀 지장을 주지 아니하며 발파시에는 버력의 비석을 막아주고 폭파압력을 효과적으로 진정시켜 주므로 소음과 비석을 원천적으로 차단하게 된다. 상술한 바와 같이, 소음 및 버력 비산 방지용 커튼은 소음과 발파버력 비산정도에 따라 1개소 이상 설치할 수 있다. 또한 가설터널과 연결하여 가설건물을 설치하여 방음시설을 한 후 베차플렌트와 장비정비소를 두어 저녁에도 작업을 할 수 있으므로 효율적이고 능률적으로 터널작업을 수행할 수 있다.

표 1은 발파소음과 장비소음 및 발파버력의 비산거리를 측정하여 비교한 표이다.

단위	구분	규격	종래기술	본 발명		비고
				커튼1개 설치	커튼2개 설치
발파소음 (db)	발파지점 50m 거리	다이너마이트 85kg 사용	456	80	62
	발파지점 75m 거리	다이너마이트 85kg 사용	350	72	55
	발파지점 100m 거리	다이너마이트 85kg 사용	277	69	50
	발파지점 150m 거리	다이너마이트 85kg 사용	207	60	46
	발파지점 200m 거리	다이너마이트 85kg 사용	156	55	42
	발파지점 300m 거리	다이너마이트 85kg 사용	124	45	38
	발파지점 500m 거리	다이너마이트 85kg 사용	105	40	35
장비소음 (db/75m)	천공장비	3boom 점보드릴	105	75	50
	운반차량	15톤 덤프트럭	100	70	48
	적재장비	페이로더 2.5m3	105	72	51
	숏크리터 합계	탐록 로보트	88	55	40
발파버력 비산거리(m)		다이너마이트 85kg 사용	68	15	12

본 발명의 터널 굴착용 소음 및 버력 비산의 방지 구조물에 의해 얻어지는 효과는 다음과 같다. (1) 터널입구의 발파소음과 장비의 소음을 획기적으로 감소시킬 수 있다. (2) 발파시에 발생되는 버력의 비산을 막아줄 수 있다. (3) 일기와 작업시간의 제한 없이 가설 터널 내에서 작업을 할 수 있어서 작업능률을 높일 수 있다. (4) 민원발생을 억제할 수 있으므로 작업을 효율적으로 수행할 수 있으며 작업원가를 줄일 수 있다.

Claims (9)

1. 터널 굴착용 소음 및 버력 비산의 방지 구조물로서,

   터널입구 굴진부위의 외부노출을 차단하도록 터널입구 굴진면으로부터 소정길이로 형성되는 가설 터널을 포함하고,

   상기 가설 터널은:

   상기 가설 터널의 길이방향으로 나열하여 설치된 다수개의 지보형 뼈대;

   상기 뼈대들 사이에 다수개 설치되어, 외부와 차단된 내부 터널 공간을 형성하는 판재;

   상기 판재의 적어도 일면에 부착되는 방음부직포; 및

   상기 판재 또는 방음부직포 면에 타설되는 숏크리트를 포함하는, 터널 굴착용 소음 및 버력 비산의 방지 구조물.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 가설 터널은 적어도 굴착 장비를 수용하는 내부 공간을 갖는, 터널 굴착용 소음 및 버력 비산의 방지 구조물.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 가설 터널은 적어도 하나 이상의 커튼을 구비하는, 터널 굴착용 소음 및 버력 비산의 방지 구조물.
4. 제 3항에 있어서, 상기 커튼은 세로로 매달린 다수개의 띠로 이루어진, 터널 굴착용 소음 및 버력 비산의 방지 구조물.
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,

   터널 내벽에 고정 형성되고 굴착장비가 통행 가능한 크기로 설치된 사각형의 문틀;

   상기 터널의 내벽과 상기 문틀 사이의 공간에 형성되는 방음막; 및

   상기 문틀 상부에 세로로 매달리고, 인접한 것끼리 일부분이 겹쳐진 다수개의 띠로 이루어진 커튼을 포함하는 터널 굴착용 소음 및 버력 비산의 방지 구조물.
7. 제 6항에 있어서, 상기 커튼은 적어도 2개 이상 설치되는, 터널 굴착용 소음 및 버력 비산의 방지 구조물.
8. 제 4항 또는 제 7항에 있어서, 상기 커튼은 거치형인 터널 굴착용 소음 및 버력 비산의 방지 구조물.
9. 제 4항 또는 제 7항에 있어서, 상기 커튼은 미닫이형인 터널 굴착용 소음 및 버력 비산의 방지 구조물.

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