深基坑土石方施工方案.docx
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深基坑土石方施工方案
******
基坑土石方施工方案
工程名称:
******附属第二医院南院区病房综合楼
工程地点:
海珠区盈丰路33号中山二院南院北侧
施工单位:
******
编制单位:
******
编制人:
项目经理:
总工室:
审批日期:
2010年月日
第一章编制依据及工程概况
1.1编制依据
1)广东省建工设计院设计的《******基坑支护工程》图纸(2009年04月设计)。
2)图纸中所指定采用的有关规范、规定和标准。
序号
名称
编号
1
《建筑基坑支护技术规程》
国标JGJ120-99
2
《建筑基坑工程技术规程》
YB9258-97
3
《建筑基坑检测技术规范》
JGJ106-2003
4
《建筑边坡工程技术规范》
GB50330-2002
5
《建筑地基基础设计规范》
GB5007-2002
6
《建筑地基基础设计规范》(省标)
DB15-31-2003
2)广州市建筑工程现场管理标准和有关法令性文件。
3)建设部施工现场安全用电管理标准及安全防护管理标准。
4)我公司《质量、环境和职业健康安全管理体系文件》和《施工工程项目安全生产管理办法》。
5)施工现场实际踏勘情况。
1.2工程概况
1)本工程位于海珠区盈丰路33号,现******附属第二医院南院区北侧,近邻2010年10月建成的南洲北路,场地较为平坦、开阔。
2)规划建筑用地面积约13373m³,设计基坑开挖深度为22.6m。
3)±0.00相当于绝对标高8.65m,基坑开挖深度约为22.6m。
4)在-1.00m、-5.70m、-9.58m、-14.60m共设四道钢筋混凝土内支撑(本标高为内支撑梁底标高)。
5)基坑四周钢筋混凝土灌注桩(φ1200@1350灌注桩)、φ600@400深层搅拌桩、φ600@1350三重管旋喷桩已施工完。
5)地质情况为:
拟开挖的基坑地表以下约15m为人工填土层、冲击土层、残积土层,15m~22.6m为强、中、微风岩层。
6)该工程开挖深度大、地质结构多样、复杂,需使用多种类型的机械设备和多样的施工措施方可完成施工。
1.3水文地质条件概述
1.3.1岩土分层描述
根据钻探资料,场地岩土层按成因类型可分为填土层(Qml)(图中编号为<1>)、冲积成因的淤泥(淤泥质土)、粉、细、中砂及粘性土(Q4al)(图中编号为<2>~<5>),残积成因粘土、粉质粘土(Qel)(图中编号为<6>),基岩为白垩系下统白鹤洞组广钢段(k1b)的泥岩、粉砂岩、细砂岩(图中编号为<7>)。
自上而下综合描述如下:
(一)人工填土层(Qml)
第<1>层杂填土
杂色,主要由多量碎石、砖块、砼块、粘性土等组成;层厚2.2~5.00米;场地分布普遍,所有钻孔均有揭露。
(二)冲击土层(Q4al)
第<2-1>层淤泥(淤泥质土)
灰黑色,流塑,局部软塑,含少量粉细砂。
层顶埋深2.20~4.50米,层厚0.60~3.90米。
场地分布普遍。
第<2-2>层粉、细砂
灰黑色,松散,饱和,颗粒均匀,含淤泥;层顶埋深3.50~7.20米,层厚0.70~7.60米,场地分布普遍,所有钻孔均有揭露。
第<3>层粉质粘土(粘土)
灰黄、黄色、灰色,含粉细砂,为冲击成因,按其稠度可分为两个亚层:
<3-1>层:
软塑
层顶埋深5.10~10.40米,层厚0.50~3.90米;场地仅在局部钻孔有揭露;
<3-2>层:
可塑
层顶埋深6.50~9.70米,层厚0.50~4.10米;场地分布比较普遍。
第<4-1>层淤泥(淤泥质土)
灰黑色,流塑,局部软塑,含少量粉细砂。
层顶埋深7.20~10.90米,层厚0.50~3.90米;场地分布较普遍。
第<4-2>层粉、细砂
灰黑、灰色,局部为中砂,松散,饱和,颗粒均匀,含淤泥。
层顶埋深6.80~16.20米,层厚0.50~4.65米;场地仅在局部钻孔有揭露。
第<5>层粉质粘土(粘土),局部为粉土
灰白、灰黄、深灰色;含粉细砂,为冲积成因,按其稠度可分为三个亚层:
<5-1>层:
软塑(松散)
层顶埋深9.20~12.60米,层厚0.90~3.00米;场地仅在部分钻孔有揭露;
<5-2>层:
可塑(稍密)
层顶埋深7.80~14.00米。
层厚:
0.60~4.90米;场地分布较普遍;
<5-3>层:
硬塑
层顶埋深11.50~15.60米,层厚0.60~2.60米;场地仅在局部钻孔有揭露。
(三)残积土层(Qel)
第<6>)层粉质粘土(粘土),局部为粉土
灰、灰白、褐、棕红色,含粉细砂,为原岩风化残积土,按其稠度分为三个亚层:
<6-1>层:
可塑
层顶埋深12.00~17.20米,层厚0.50~3.70米;场地仅在局部钻孔有揭露。
<6-2>层:
硬塑
层顶埋深12.70~16.20米,层厚0.50~4.30米。
场地分布较普遍。
<6-3>层:
坚硬
层顶埋深14.40~16.00米,层厚1.40~1.80米;场地仅在局部钻孔有揭露。
(四)基岩
为白垩系下统白鹤洞组广钢段(k1b)的泥岩、粉砂岩、细砂岩,微薄层理,裂隙发育,岩体差异风化作用较强烈。
第<7>层泥岩、粉砂岩、细砂岩
以泥岩为主,粉砂岩、细砂岩次之,灰色、褐色、灰褐、褐红等色,以灰色为主,根据其风化程度可分为四个风化带:
<7-C>层:
全风化
岩芯呈坚硬土状,间夹岩屑,层顶埋深14.50~17.70米,层厚0.50~2.30米,采芯率40~85%;场地仅在局部钻孔有揭露。
<7-I>层:
强风化,岩芯呈块状或碎块状,局部呈半岩半土状;层顶埋深14.10~20.00米,层厚0.50~42.00米,采芯率32~100%;场地分布普遍,所有钻孔有揭露。
<7-M>层:
中等风化,岩芯破碎,呈短柱状及块状,泥钙质胶结,层理、裂隙发育;层顶埋深17.80~42.00米,层厚0.60~11.60米,采芯率50~100%;场地分布普遍。
<7-S>层:
微风化,岩芯较完整,呈短柱状、柱状为主,钙质胶结,泥岩、粉砂岩层理发育;层顶埋深17.50~54.20米,揭露层厚0.60~7.70米,采芯率69~100%;场地分布较普遍。
1.3.2地下水
按含水介质特征划分,第四系砂土层赋存孔隙水,基岩赋存裂隙水,场地内第<2-2>层粉细砂及第<4-2>层中、细砂是主要的富水层,砂层层厚比较均匀,但砂层中含粘性土,其渗透性一般,各砂层上覆有一定厚度的淤泥及粘土(粉质粘土),属弱含水层或近似隔水层,下伏残积土层近似隔水层,故<2-2>层、<4-2>层砂层孔隙水具有承压性质。
表层松散杂填土,含少量的上层滞水。
基岩裂隙水水量大小与基岩裂隙发育程度、大小、连通情况有密切关系。
基岩裂隙以层面裂隙为主,呈闭合状态,连通性差,渗透性差,裂隙水量较少。
第二章现场布置
2.1临时道路布置
图纸设计A*3~4轴南面为基坑出土口,目前设在工地东南6.5m宽的出入口距离出土口较远,而且运土车辆要通过办公区和东面狭长的临时道路才能驶入盈丰路,由于道路狭窄来回车辆会车困难,将直接影响挖土效率,对整个工程工期产生不利影响,因此为出土方便,保证车辆流量为目的,将原有西南大门以外路面参照东面临时道路标准进行硬化处理(挖除原有路面面层,夯填200mm厚石粉垫层,浇筑150mm厚C20混凝土,内配φ14@200双向钢筋),该处可作为车辆进口的主通道使用。
详见后附图《土方施工总平面布置图》。
2.2洗车槽
在西南面、东南面大门入口处设置洗车槽,洗车场地设置由混凝土浇注成宽30cm、深40cm的沟槽,并配备高压冲洗水枪,驶出车辆必须冲洗干净,以免对外界道路造成污染。
2.3基坑施工布置
根据地质报告说明,在开挖中局部存在淤泥,行走和开挖无法进行,所以开挖机械应配备15mm厚行走钢板。
基坑强分化岩以上土层土质比较松软,加之雨水浸泡土层,泥头车进入坑内拉土比较困难,因此在基坑内考虑环形铺设6~8m宽泥头车临时行车道路,坡度约为1∶10,边坡约为1∶0.5,不小于500厚砖碴或碎石垫路,每层土方开挖前铺设好。
2.4地面排水
冠梁浇筑完成后,在靠近冠梁的外侧沿基坑顶面四周做300*300排水明沟,阻止地面雨水进入坑内。
排水明沟底铺砌一皮灰砂砖,两侧砌筑120灰砂砖,沟内侧1:
3水泥砂浆抹灰,沟顶铺盖条格盖板,详见排水沟大样。
基坑土方开挖过程中在其四周环形挖一条排水明沟,基坑四角必须各设一个集水井,并根据出水量沿纵横方向每30~50m设一个集水井,基坑水汇集到集水井后用污水泵及时抽水排到排水沟。
2.5基坑照明系统
本工程基坑土石方施工工期很紧,开挖期间在基坑四角各设两盏4千瓦大功律探照灯具,以便于夜间施工。
2.6基坑施工斜梯
1)为方便基坑土石方施工和钢筋混凝土内支撑施工人员上下基坑,在基坑的西南角部(1轴与B轴)两道钢筋混凝土斜撑之间(斜撑净宽2.6m)用φ48*3.5钢管搭设1.25m宽斜梯2部,斜梯布置呈剪刀型。
2)斜梯踏步宽度25cm,踏步板底为两根平行钢管,踏步面铺18mm胶合板(铁丝与钢管绑扎牢固)。
3)斜梯四周钢管全高封闭,外围满挂密目安全网,以确保上下斜梯人员的安全。
4)斜梯布置见《施工斜梯平面布置图》。
施工斜梯平面布置图
2.7基坑防护
沿基坑四周布设安全防护栏一道,采用Φ48×3.5的钢管进行围护,围栏柱距为1.5m,水平杆距为0.75m,高度为1.2米,围栏内侧挂密目安全网,外侧挂安全警示牌。
第三章施工准备
1)认真查看业主提供的《地下管线图》是否拟建场地有各类市政管线和电缆通过,经过认真核查本工程基坑开挖范围内没有任何管线通过,在申办施工许可证时已经通过安监站的认可,但在开挖过程中遇到文物等特殊情况立即上报业主和相关部门。
2)依据设计要求,基坑四道水平支撑梁强度达到80%以上,锚索注浆孔水泥浆强度达到80%并张拉锁定后,方能进行下层土方开挖。
这就意外着设计已经决定了挖土工期较一般工程挖土工期长,由于挖土和支撑梁相互交叉作业,或多或少会发生工序间施工人员待工现象,开工前应向班组说明清楚,避免发生工人闹情绪,影响到工程正常开展。
3)标高测设:
基坑开挖前,将广州市规划局提供的R2水准点标高引测到大门立柱和可靠稳定的围墙上,红色油漆标定+0.500m标高线以备施工中使用。
4)机械配备:
挖土和支撑梁施工,主要配备吊车、挖掘机、抓斗机、抽水泵、钢筋弯曲机、钢筋切割机、钢筋调直机、电焊机、钢筋直螺纹机等设备。
5)弃土地点的落实:
基坑土方开挖前,按广州市的相关规定选定和落实好弃土地点,报监理备案。
6)向余泥管理所申报和办理淤泥渣土排放证。
7)挖土机械与设备经过检修,处于良好工作状态。
8)临时施工道路畅通,泥头车能够在工地流畅循环出入。
9)基坑开挖前还需具备下列现场条件:
(1)基坑四周设置可靠的安全栏杆踢脚挡板,防止高空坠物事故的发生。
(2)场地周围及基坑内必须有足够的照明度。
(3)基坑四周不准堆放杂乱零散物质,确保施工人员行走安全,严防杂物滚落坑内伤及作业人员。
(4)采取降水措施,把地下水位降至低于开挖底面0.5m以下再开挖。
(5)合理安排工序,防止错挖或超挖。
(6)在危险地段设置明显标志。
(7)熟悉基坑支护设计图纸,领会设计意图,严格按图施工。
(8)向工人进行《挖土安全技术交底》和《挖土施工技术交底》。
第四章资源计划
4.1管理组织构架
基坑土石方施工期间,由本工程项目执行经理方顺江担任组长,项目总工程师孙俊担任副组长,项目副经理柳宏冰担任副组长,工长李景丰、施工员马小军、施工员梅忠敏、安全员梅加文、安全员文绍林、资料员胡晓丽以及物流公司驻工地管理人员为成员,组成基坑土石方开挖领导小组开展工作。
4.2劳动力计划
基坑土石方开挖期间,将配备下表内的人员参与工作:
序号
工种
人数
备注
1
管理人员
25
由项目部和物流公司管理人员组成
2
测量工
2
3
挖掘机司机
18
根据进度弹性配备
4
汽车司机
50
根据进度弹性配备
5
电工
3
6
杂工
16
7
土方工
40
根据进度弹性配备
施工人数合计
154人
4.3机械设备计划
本工程所有进场施工机械设备由项目部统一调配,同时作好机械保养、调试、配件供应的工作计划。
对工程使用的机械采用分期分批进场。
进场前作出详细机械设备运输计划、时间表和责任人,保证机械按时进场,机械进场后及时进行调试或保养,保证机械能随时投入使用。
4.3.1挖土机数量计算:
1)挖土机生产率
(1)单斗挖土机小时生产率Qh(m3/h):
式中:
t----挖土机每一工作循环延续时间(s),取45s;
q----铲斗容量(m3),取1m3;
K----土斗利用系数,与斗的充盈系数(Kc)和土的可松性系数(Ks)之比(一般K=Kc/Ks=0.9/1.36=0.66),取0.7。
(2)单斗挖土机台班生产率Qd(m3/台班):
式中:
Kb----工作时间利用系数,取0.8。
2)挖土机需用数量
挖土机需用数量N(台)
式中:
Q----土方工程量(m3),本工程总土方量为265835m3;
T----工期(d),本工程的工期为100天;
C----每天作业班数(台班),按10小时计算为1.25台班;
Kt----时间利用系数,取0.8。
通过以上计算,本工程需要挖土机数量为8台。
4.3.2自卸汽车数量计算
1)汽车运土台班生产率P(m3/台班):
式中:
q----运土车辆的装载容量(m3),大型自卸汽车取15m3;
K----车辆装土的利用系数,与斗的充盈系数(Kc)和土的可松性系数(Ks)之比(一般K=Kc/Ks=0.9/1.36=0.66),取0.7;
Kt----每台班的时间利用系数,取0.8;
t----汽车每次运土循环的延续时间(min),按以下计算;
t1----装车所需时间(min),取15;
t2----卸车所需时间(min),取5;
v----重车运行速度与空车运行速度的平均值(km/h);取55;
l----运土距离(km),取18;如实际距离发生变化,将作出调整,以实际距离为计算单元重新调整运输车辆。
tn----操作所需时间(min),包括装车前的停车时间,取10;
2)运土汽车及配备数量
(1)单台挖土配备汽车数量N’(辆)
式中:
Qd----装土机的台班产量(m3/台班),按上面计算为410;
(2)运土汽车需要量
(辆)
根据上面计算,编制以下机械设备计划。
机械设备计划详见下表。
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
1
挖掘机
PC-330
台
2
2
挖掘机
PC-200
台
14
3
挖掘机
PC-120
台
2
4
水泵
3kW
台
8
5
淤泥运输车辆
多种
台
50
6
全站仪
拓普康GTS-602
台
1
7
经纬仪
苏光DJ2
台
1
8
水准仪
苏光S3型
台
2
9
斗车
台
20
10
计算机
笔记本电脑
台
12
第五章进度计划
1)根据设计图纸计算,基坑机械挖运土石方量约为20万m3(不包括因在基坑内做临时道路需要回填和重新开挖的土方),根据经验松土系数1.35左右,实际挖松土石方大约26.6万m3。
2)基坑土石方主要由机械开挖,人工辅助。
3)为保证原基土不受干扰,挖土至设计标高即时浇砼封土面。
4)基坑计划出土工期约为104天,平均每天约2600m3的土方需要外运。
5)土方共分6层开挖,计算土方量时已经考虑了土的可松系数。
各层详细挖土天数详见《各层挖土时间计划表》。
各层挖土时间计划表
挖土竖向分层
机械数量
时间
层次
深度(m)
土方量(m3)
转运土方机械(台)
挖土机(台)
自卸汽车(辆)
(天)
第一层
0~-1.0
11764
6
40
10
钢筋混凝土内支撑施工及混凝土龄期增长
30
第二层
-1.0~-5.70
55284
8
50
18
钢筋混凝土内支撑施工及混凝土龄期增长
30
第三层
-5.7~-9.58
45638
8
50
17
钢筋混凝土内支撑施工及混凝土龄期增长
30
第四层
-9.58~-14.6
59048
10
8
50
23
钢筋混凝土内支撑施工及混凝土龄期增长
30
第五层
-14.6~-18.6
47056
10
8
50
18
预应力锚索施工及注浆强度龄期增长
30
第六层
-18.6~-22.6
47056
10
8
50
18
合计
265846
224
说明:
该施工天数没有考虑雨季以及其他因素的影响。
6)内支撑梁施工完成后混凝土强度必须达到设计强度80%以上才能开挖下层,每道支撑梁暂时考虑30天。
7)计算结果显示,本工程基坑土石方开挖至少需要8台挖掘机,当开挖至第四层、第五层、第六层时由于基坑深度的增加,坡度越来越大,泥头车无法开进基坑拉土,此时调用10台挖掘机分层逐级转运土方到基坑出土口下部,抓斗机装车运出。
8)依据地质资料判断,基坑土方开挖至第六层时,进入中风化和微风化岩层,此时需要用挖掘机油锤以及风炮破碎后才能挖运,由此会延长挖土时间,各层实际挖土天数根据实际情况可作相应调整。
第六章基坑土方施工
6.1挖土施工顺序
基坑土方开挖在围护工程完成后,并且达到一定强度后才能进行,避免造成质量及安全事故。
挖土考虑了钢筋支撑的施工,施工顺序依次为:
-1.0m以上挖土→破桩头→冠梁及第一道钢筋混凝土支撑→混凝土龄期增长→-1.0m至-5.7m挖土→第二道钢筋混凝土支撑→混凝土龄期增长→-5.7m至-9.58m挖土→第三道钢筋混凝土支撑→混凝土龄期增长→-9.58m至-14.6m挖土→第四道钢筋混凝土支撑→混凝土龄期增长→-14.6m至-18.6m挖土→-18.6m预应力锚索施工→-18.6m~-22.6m挖土→修整槽边→清底。
6.2操作要点
6.2.1土方开挖
本工程采用反铲式挖土机配合自卸汽车进行挖土。
第一层土方开挖:
标高-1.0米以上基坑土方,由于开挖深度较浅,只在泥头车必须经过的路线(场地中间)铺设两条砖渣路即可,装土后通过《土方施工总平面布置图》所示路线运出工地,施工方法为:
1)施工顺序为整体从东面向基坑出土口的西面进行施工。
2)在东面土方开挖到设计标高后,及时破桩头,配合进行支护桩检测,然后投入冠梁和支撑梁的施工。
3)在整个场地土方开挖施工中还要考虑到首先提供工作面给后续的冠梁施工,先在周边开挖整理到设计标高后,再大面积开挖中间的土方到设计标高,同时进行冠梁的施工作业。
第二层土方开挖:
标高为-1.0米—-5.7米位置。
1)施工顺序为先A、B区,再进行C区施工,最后进行D区的土方开挖作业。
2)A、B区土方开挖到设计标高后,转入到C、D区的土方作业,同时A、B区投入支撑梁的施工作业保证整个场面流水作业,互不影响。
3)在第一道支撑梁位置铺设道路进行土方的运输。
第三层土方开挖:
标高为-5.7米—-9.58米位置。
1)施工顺序为先D、C区,再进行B区施工,最后进行A区的土方开挖作业。
2)D、C区土方开挖到设计标高后,转入到A、B区的土方作业,同时D、C区投入支撑梁的施工作业保证整个场面流水作业,互不影响。
3)挖土机械的开挖方向为从出土口向内进行施工。
第四层土方开挖:
标高为-9.58米—-14.6米位置。
1)施工顺序为先D、C区,再进行B区施工,最后进行A区的土方开挖作业。
2)D、C区土方开挖到设计标高后,转入到A、B区的土方作业,同时D、C区投入支撑梁的施工作业保证整个场面流水作业,互不影响。
3)挖土机械的开挖方向为从出土口向内进行施工,内部开挖的土方由10台挖土机械和运输车辆运送到出土口位置再转运。
4)由于受地形的影响,在出土口位置北面36米有支撑梁,采用在出土口位置放坡开挖然后放坡进行土方运输,由于坡度太陡,所以不能实现。
根据现状在出土口地方按照14.6米高的土方形成台阶面,进行土方的转运到±0.00标高位置,再运输出去。
第五层土方开挖:
标高为-14.6米—-18.6米位置。
1)施工顺序为先D、C区,再进行B区施工,最后进行A区的土方开挖作业。
2)D、C区土方开挖到设计标高后,转入到A、B区的土方作业,同时D、C区投入支撑梁的施工作业保证整个场面流水作业,互不影响。
3)挖土机械的开挖方向为从出土口向内进行施工,内部开挖的土方由10台挖土机械和运输车辆运送到出土口位置再转运。
4)由于受地形的影响,在出土口位置北面36米有支撑梁,采用在出土口位置放坡开挖然后放坡进行土方运输或者形成台阶转运都不可行了,所以只能采取在出土口位置用吊斗直接垂直吊运到地面,再转到土方车辆上运出去。
此方法比较的慢,所以考虑采取24小时连续作业施工。
第六层土方开挖:
标高为-18.6米—-22.6米位置。
1)施工顺序为先D、C区,再进行B区施工,最后进行A区的土方开挖作业。
2)D、C区土方开挖到设计标高后,转入到A、B区的土方作业,同时D、C区投入支撑梁的施工作业保证整个场面流水作业,互不影响。
3)挖土机械的开挖方向为从出土口向内进行施工,内部开挖的土方由10台挖土机械和运输车辆运送到出土口集中土方堆放场地再用吊斗垂直吊运上地面。
4)由于受地形的影响,在出土口位置北面36米有支撑梁,采用在出土口位置放坡开挖然后放坡进行土方运输或者形成台阶转运都不可行了,所以只能采取在出土口位置用吊斗直接垂直吊运到地面,再转到土方车辆上运出去。
此方法比较的慢,所以考虑采取24小时连续作业施工。
5)由于此段标高位置已经到了中风化岩层,所以土方开挖必须使用风炮松动,然后使用挖机进行开挖。
6)因本工程基坑土方开挖深度22.6米,土方工程结尾,最后底下的挖掘机利用大型起重机将其吊运出基坑,垂直运输采用吊斗,用挖土机械上土可减少人工挖土的工作量,达到抢工期的目的。
附图如下:
挖掘机吊运
机械上岸
根据本工程特点采用机械挖土的方法,首先土方开挖确定土方开挖路线及开挖顺序,具体详见《土方施工平面布置图一至图六》。
6.2.2基坑排水
1)基坑排水采用排水明沟和集水井体系进行降水。
2)排水明沟和集水井设置在基础轮廓线外。
3)排水沟边缘基坑边不少于0.3m,其沟底宽设为0.3m,深为0.3m,排水流向坡度为0.3%。
4)排水明沟和集水井应保持一定高差,集水井底比排水明沟底应低0.6m,排水沟底比挖土面应低0.2m。
5)集水井的一般为1m×1m×1m,井壁用砖砌筑厚180mm,批1:
2水泥砂浆,厚20mm;井底铺0.2m厚的石子,以免泥沙堵塞水泵。
集水井位置设在基坑拐角及中部位置,间距40m设置一个。
6)设集水井,使地下水汇流于集水井内,再用水泵排出基坑外,排水必须连续进行,直到基础完成,回填土后才能停止。
7)水泵的选用
选用的水泵总排水量应比基坑总涌水量大1.5~2倍。
当涌水量小于20m3/h,可用膜式、潜水电泵。
当涌水量为20~60m3/h,可用膜式、离心泵式潜水泵8台
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