石底河浩坤.docx
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石底河浩坤
六、施工组织设计
6.1工程概况
6.1.1施工条件
石底河水库位于湖北省竹山县石底河村，拦截文峪河、黄家河两条河流，地理坐标为：
109°49′43″，北纬32°27′17″。
水库距竹山县城约77km，是一座以灌溉为主，兼有防洪、发电、生态等综合效益的小⑴型水利枢纽工程。
水库枢纽工程由右岸非溢流坝段、溢流坝段、输水、排沙建筑物组成。
石底河水库需修建3km的上坝公路，以基本满足施工机械进场和材料、设备运输要求。
石底河水库挡水坝分为溢流坝段和非溢流坝段，大坝为埋石混凝土重力坝，右岸非溢流坝段高程567.6m以上为浆砌石结构。
针对其存在的问题，本次需要除险加固的建筑物有大坝、溢洪道、冲沙建筑物、输水建筑物、观测工程和防汛交通工程；除险加固工程内容主要包括：
非溢流坝坝段坝体加固；溢流面加固；溢流坝边墙加固；整治下游消能防冲设施；坝体充填灌浆；坝基帷幕灌浆；导流管封堵；维修启闭机房，更换进水闸、冲沙闸门及启闭设备；新建上坝防汛公路、新建管理用房等。
6.1.2地质及水文条件
石底河水库坝址位于竹山县得胜街大桥村石底河，为中低山峡谷地貌。
坝址处于黄家河与文峪河交汇处，河床高程540.5-542.8m，河谷宽80-120m，呈深切的“U”字型，河流自北东向南西径流，其北西侧山体最高点东寨高程1230.3m，南东侧山体最高点尹宁寨高程1126.6m。
河谷两侧地形较陡，坡度30-70°，坝址两侧山体基岩裸露，仅于坡脚和缓坡地带见有少量残坡积碎石土覆盖。
坝址下游河流穿过尹宁寨与东寨之间切深约600m的金连洞峡谷，进入姚家河，至秦古的宽缓河谷区。
金连洞峡谷全长1.3km，河谷狭窄，两侧岸坡山势陡峻，基岩裸露。
河床纵坡降1/43，1.3km河道下降约30m，多深潭及跌水坎，水流湍急落差较大，姚家河至秦古的宽缓河谷区地势平缓开阔，为当地农民主要垦植区。
本流域属亚热带季风区，夏季炎热多雨，冬季低温少雨，秋温高于春温，春雨多于秋雨，春秋较长，四季分明，气温年差变化大，无霜期长，多年平均气温14℃，历年最高气温达40℃，最低气温-12℃，多年平均湿度78%，平均风速1.2m/s，风向多为NE。
流域内降雨丰沛，多年平均降雨量1130mm，集中性暴雨易造成山洪灾害。
2010年7月22日晚，流域陡降“坨子雨”，3个小时降雨量达150mm，为有记录以来的最大值，60多户200余人房屋出险或倒塌，农田被严重冲毁，交通、电力、通信全部中断，损失逾两千余万元。
6.1.3料场选择与开采
坝址区及下游金连洞峡谷河道狭窄，河水湍急，河床中多为粒径较大的卵砾石及碎块石，砂石料较为缺乏，工程建设所需砂石料需到区外就近购买。
坝址范围内广为分布的板岩、硅质板岩抗风化能力较强，力学强度较高。
但是板状构造难以成材，不宜用作块石料进行开采。
库区及临近区段分布的寒武系灰岩、白云质灰岩岩质坚硬，储量丰富、质量良好，可满足块石料建材要求，建议在水库整险加固施工之前，开展专项天然建筑材料调查，本着由近到远的原则，从交通条件、开采施工难度、建材质量、储量以及对周边环境的影响多方面进行综合论证，选择适宜的块石料场进行开采，以满足工程建设需要。
砂料于库区砂料厂购买，运距77km；碎石于库区采石场购买，运距77km。
6.1.4水电供应条件
本工程规模不大，高峰期施工人数亦较少，不考虑设专门的水厂，施工和生活用水均取自当地。
施工用水可直接抽取石底河水库水利用，生活用水直接利用当地居民生活用水。
根据实际水质情况，无需对生活用水进行净化处理。
本工程施工用电负荷不大，施工用电考虑采用当地电网。
另在工程区配备柴油发电机作为备用电源。
施工用风采用移动式空压机，不另设供风系统。
6.2施工导流
6.2.1设计标准
根据《防洪标准》（GB50201-94）及《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的有关规定，本工程属Ⅳ等小⑴型工程，大坝、溢洪道、冲沙闸及输水管进水闸等为4级建筑物，其他建筑物级别为5级。
根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）的规定，相应导流建筑物级别为5级，由于本工程为除险加固工程项目，主体工程须在一个枯水期内完成。
6.2.2施工时段的划分
石底河水库所在小流域无实测水文资料，施工设计洪水采用竹山县气象站降雨量资料进行计算。
根据竹山县气象站1980~2006年共27年实测枯水期11～3月的逐月平均降雨量系列，采用P-III型曲线进行适线进行统计分析，可求得枯水期5年一遇11～3月的逐月平均降雨量，结合当地实际情况，枯期径流深系数取0.4，承雨面积为354km2，进而可得到工程所在地枯水期5年一遇11～3月的逐月来水量，如表7.2-1所示。
石底河水库枯水期分月洪峰流量采用参证站水文比拟法移置，其成果如表6.2-2。
表6.2-1石底河水库枯水期5年一遇逐月降雨量和来水量
月份
11
12
1
2
3
降雨量（mm）
54.2
25.2
19.7
33.5
30.6
来水量（万m3）
767.47
356.83
278.95
474.36
433.3
表6.2-25年一遇石底河水库枯水期分月洪峰流量
月份
11
12
1
2
3
洪峰流量（m3/s）
12.8
3.90
3.39
3.88
9.21
6.2.3施工导流方式和导流方案
本工程为除险加固工程，由于冲沙闸被淤泥封堵，根据施工进度安排，施工导流分二期。
进行冲沙孔上游河道疏通清淤施工时，修筑第一期围堰挡水，同时更换冲沙孔闸门及启闭设备，封堵导流管，进行坝体坝基的防渗处理。
冲沙管上游的淤泥疏通后，由冲沙管导流，同时修筑二期围堰挡水，进行溢流坝段的加固施工。
围堰顶高程为565.0m，围堰底高程562.2m，最大堰高2.8m，使用袋装粘土围堰，堰顶宽度为1.5m，边坡1:
2.0，围堰水平布置设计为矩形，两期围堰合计长约110m。
围堰工程量约为1397m3。
6.3主体工程施工
石底河水库挡水坝分为溢流坝段和非溢流坝段，溢流坝为埋石混凝土重力坝，非溢流坝为浆砌块石重力坝。
针对其存在的问题，本次需要除险加固的建筑物有大坝、溢洪道、冲沙建筑物、输水建筑物、观测工程和防汛交通工程；除险加固工程内容主要包括：
溢流面加固；溢流坝边墙加固；坝体充填灌浆；坝基帷幕灌浆；导流管封堵；维修启闭机房，更换进水闸、冲沙闸门及启闭设备；新建上坝防汛公路、新建管理用房等。
针对其存在的问题，本次需要除险加固的建筑物有大坝、冲沙建筑物、输水建筑物、观测工程和防汛交通工程。
6.3.1大坝加固工程
1、坝体充填灌浆施工
采用150型岩芯回转钻机从坝顶造孔，钻孔单排布置，孔距2.0m，浆方法初定为内阻塞、孔内循环、自上而下分段钻孔灌浆，灌浆分两序施工，先施工Ⅰ序孔，其间距为4.0m，Ⅰ序孔灌浆采用“少灌多重复”的方法，相邻Ⅰ序孔施工完毕后施工其间的Ⅱ序孔，最终灌浆孔间距为2.0m。
灌浆材料选择水泥浆，应严格按规范要求进行施工。
灌浆压力、浆液浓度及终孔条件等根据灌浆试验和当时具体情况决定。
2、坝基防渗施工
坝基及两岸防渗主要为帷幕灌浆处理。
帷幕灌浆孔距2.0m，呈单排布置。
采用自上而下分段循环灌浆法施工，灌浆泵灌浆，灌浆自动记录仪与之配套使用，浆液材料为42.5普通硅酸盐纯水泥浆，浆液配制采用集中制浆系统制浆。
基础帷幕灌浆轴线与坝体灌浆轴线重合，利用坝体钻孔灌浆这个平台进行帷幕灌浆施工，既能有效把基础防渗和坝体防渗有机结合，形成封闭防渗系统，又可节省坝体钻孔工程量和避免坝顶施工干扰，一次完成。
3、溢流堰面加固施工
对原溢流面表层碳化砼凿出，凿除厚度300mm，重新浇筑混凝土护面，砼厚300mm，强度等级C25，并在其表层配置钢筋网。
为了增强新老砼结合，采用锚筋连接，钢筋网与锚筋联合使用，砼沿坝轴线按原伸缩缝位置设缝，缝设铜片止水，采用沥青杉板嵌缝。
弃渣先集中在非溢流坝上游坝脚平地，再用汽车运往弃渣场。
6.3.2冲沙及输水建筑物加固施工
先清除冲沙闸上游的淤泥，疏通冲沙通道，最后进行闸门的更换。
6.3.3导流管封堵施工
由于资料的欠缺，原施工封堵体的位置、长度不明，原则上应从上游坝面进口进行封堵，但是现在坝前淤积严重，清淤工程量、基坑排水及施工难度都太大，原封堵体基本靠进口处，因此只能从下游进行封堵。
根据地形地质及水工布置情况，导流管封堵体布置（桩号坝0+002—坝0+017m）范围内，堵体长度15m，材料采用C20混凝土，混凝土内预埋回填及接触灌浆管，用于封堵段灌浆。
6.3.4冲沙闸上游淤泥疏浚施工
目前水库淤沙高程为562.20m，冲沙闸底板高程559.70m。
现状淤泥高于冲沙闸底板2.5m，水库淤积严重。
其深基坑施工安全决定淤泥质粘土不适宜缓坡明挖。
综合地质分析和类似工程施工经验，土方开挖要严格按照要求分段分层进行，每层开挖深度不超过1.5m，待上层边坡支护完毕后，方可相下开挖，向下继续开外需要待支护结构强度达到设计强度的85%时方能进行。
用潜水泵将积水排除。
在开挖过程中，应随时检查板桩护壁和边坡的状态。
根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99），《土力学与地基基础》（清华大学出版社出版）等进行钢板桩计算。
一、参数信息
重要性系数：
1.00；
开挖深度度：
2.50；
桩嵌入土深度：
5.50；
表6.3-1淤泥土层参数表
序号
土名称
土厚度（m）
坑壁土的重度（kN/m3）
内摩擦角（°）
内聚力（kPa）
饱和容重（kN/m3）
1
淤泥
8
17.9
16
8.3
20
二、土压力计算：
土压力计算简图
主动土压力系数：
被动土压力系数：
根据端点o处弯矩平衡的原理，要求h的最小高度为5.5m，其弯矩为878kN.m。
三、钢板桩的选型
为更换冲沙闸的启闭设备，需要沿坝轴线方向布置一道钢板桩，距离50m，长度146m，高度为10m。
表6.3-2钢板选型参数表
型号
宽度
b
高度
h
料厚
t
断面积
每桩单重
每米墙身
惯性矩
截面模数
单位
mm
mm
mm
cm2/m
kg/m
kg/m2
cm4/m
cm3/m
WRU46
750
612
16.0
324.5
191.1
254.8
141663.0
4630
四、截面承载力计算
式中：
γx—塑性发展系数，对于承受静力荷载和间接承受动力荷载的构件，偏于安全考虑，可取为1.0；
Wx—材料的截面抵抗矩:
4630cm3。
σmax=M/（γx×Wx）=878/（1.0×4630×10-3）=189Mpa；
σmax=189Mpa<[fm]=205Mpa；
经比较知，材料强度满足要求。
6.3.5施工技术要求
1、钢筋制安
钢筋制安应保持表面应洁净；采用钢筋调直机上调直，钢筋调直后应平直、无局部弯折和表面裂纹；施工中钢筋布设位置准确，必要时设短钢筋支撑；钢筋接头的布置应符合设计要求和技术规范的有关规定。
2、模板施工
模板安装前应检查模板质量（平面尺寸、清洁、破损等），安装时必须按混凝土结构物件的施工详图测量放样，确保模板的刚度和支撑牢固，重要结构部位应多设控制点，以利检查校正。
浇筑过程中，如发现模板变形走样应立即采取纠正措施，直至停止混凝土浇筑，以免可能导致气蚀及局部凹凸不平。
3、混凝土浇筑
混凝土制作应严格按技术规范和设计文件执行，并尽可能采用小的坍落度；混凝土在运输过程中应尽量缩短运输时间或减少转运次数，避免发生分离、漏浆、严重泌水或过多降低坍落度；混凝土产生初凝时，应作废料处理。
混凝土浇筑应保证连续性，在倾斜面施工时，应从低处开始，并使浇筑面保持水平；仓内的泌水应及时排除，严禁在模板上开孔赶水，已浇筑的混凝土在硬化之前不得受水流的冲刷；强度未达到2.5MPa前，不得进行上一层施工准备；模板拆除时混凝土应满足规定强度；后期应采取洒水等养护措施。
4、围堰施工
施工围堰采用袋装粘土填筑，土料从粘土料场开采，并在防汛公路处装袋，人工转至施工点进行堆筑。
施工完毕后即可拆除围堰，先将拆除的袋装土运至防汛公路上，然后装自卸汽车统一运住弃渣场。
溢流坝下游施工围堰采用袋装土填筑，土料从粘土料场开采，并在河床处装袋，由人工进行堆筑。
5、金属结构施工
金属结构施工包括闸门、启闭机及闸门喷锌处理等内容，其中闸门及启闭机的更换采用一台10t的汽车起重机和扒杆来配合吊装，喷锌采用人工施工。
6.3.6主要工程量
石底河水库加固主要工程量见表6.3-1。
表6.3-1石底河水库除险加固项目的主要工程量表
序号
工程名称
单位
建筑工程
合计
拦河坝
冲沙建筑物
输水建筑物
临时工程
溢流坝
非溢流坝
1
土方开挖及砂卵石挖除
m3
139
139
2
石方开挖
m3
209
209
3
混凝土凿除
m3
664
26
690
4
砼及预制砼
m3
766
12
778
6
钢筋
t
46
46
7
锚杆
根
1457
1457
8
坝基帷幕灌浆
m
280
252
532
9
坝体充填灌浆
m
880
528
1408
11
混凝土凿毛
m2
342
342
12
水库清淤
m3
10950
10950
13
围堰砌筑
m3
1397
1397
14
围堰拆除
m3
1397
1397
6.4施工交通
6.4.1对外交通
石底河水库位于湖北省竹山县石底河村，拦截文峪河、黄家河两条河流，水库距竹山县城约77km。
工程使用的钢筋、钢材、板、枋材、柴油及汽油，可由德胜镇采购，运距3km，火工材料由城关镇采购，运距77km。
砂料于库区砂料厂购买，运距77km；碎石于库区采石场购买，运距77km。
6.4.2场内交通
场内交通主要承担土石方、混凝土成品骨料和部分外来物资的转运，场内道路以防汛道路作为主干道，修建临时施工道路连接各施工点。
根据各建筑物的施工项目和施工条件，需修建场内临时施工道路1.0km，新建的施工道路均采用泥结碎石路面，路面宽4.0m。
6.5施工总布置
6.5.1施工布置原则
⑴施工总布置应遵循因地制宜、因时制宜，既有利于生产、易于管理，又方便于生活，经济安全的原则，避免各项目施工的相互干扰。
⑵充分利用工程近区现有的生产、生活及交通等设施，尽量减少临时建筑工程量，以降低工程成本。
⑶根据枢纽布置方案以及施工计划安排，合理选择施工布置方案、确定施工设施规模。
⑷施工布置必须符合国家有关安全、防火、卫生、生态与环境保护及防洪渡汛标准等的规定。
6.5.2施工布置方案
石底河水库坝址两岸岸地势较陡，施工布置条件较差，大坝左岸上游相对较缓地带可开挖平整后作为施工场地，施工用房可以租住当地民房。
管理用房等主体施工完工后要进行整修；本场地距各施工部位均较近，故施工设施集中布置在大坝左岸上游边空地处。
场内设水泥中转仓库，材料、机械、备品备件综合仓库，砂石骨料堆场等施工辅助设施。
砂石骨料堆场附近集中设一混凝土拌和站，向大坝及溢洪道供料。
钢筋加工厂，木材加工厂布置在大坝左岸上游空地上。
为方便施工交通运输，拌合场和堆料场均沿公路布置。
将大坝上游左岸后面一平缓场地进行平整后设一弃渣场，用于堆放工程的弃渣。
坝体加固基本不需要土石回填，工程开挖料只能用于用于道路路基填筑和施工场地填筑。
土石方平衡见表6.5-1。
表6.5-1土石方平衡表单位:
m3
开挖部位
开挖量（m3）
拆除量（m3）
借方量（m3）
回填量（m3）
弃渣量（m3）
非溢流坝段
348
0
0
0
348
溢流坝段
0
443
0
0
443
输水建筑物
0
26
0
0
26
库内清淤
602
0
0
0
602
围堰工程
0
0
1397
0
1397
合计
950
469
1397
0
2816
表6.5-2临时施工设施汇总表
序号
工程名称
单位
数 量
说明
1
一期围堰填筑
m3
381
冲沙闸加固施工
2
二期围堰填筑
m3
1016
坝体加固施工
3
围堰拆除
m3
1397
表6.5-3施工辅助企业占地面积一览表
项目名称
规 模
建筑面积（m2）
占地面积（m2）
备 注
混凝土拌和系统
2×0.4m3
2×30
200
施工机械停放场
200
200
砂石料临时堆放场
500
钢筋加工厂
100
100
木材加工厂
40
50
施工仓库
200
200
临时生活区
400
600
租用附近民房
施工供水
25
50
施工供电
25
50
小计
1150
1950
6.6工程进度计划与措施
本工程施工总工期为10个月，其中，施工准备期1个月，主体工程施工期8个月，收尾期1个月。
6.6.1编制原则
1、本次水库加固工程混凝土工程量较大，施工场地相当集中，且容易相互干扰，施工方法以机械化施工为主，应选择具备相应资质及机械设备的队伍承担工程施工。
2、为了保证工程安全导流度汛，确保工程质量，大坝加固、冲沙闸等主体工程加固项目均安排在水库放空之后进行，主体工程施工时间共9个月。
主体工程开工之前设相应准备工期，主体工程完工之后安排一定的工期完成收尾工作。
6.6.2准备工期
准备期内接通施工用电、施工用水，整修现有管理用房作为生活及办公临时房屋，预备混凝土骨料，以供施工期使用。
施工准备从10月份开始，水库安排在10月份进行放空，准备工期按1个月安排。
6.6.3主体工程施工进度
（1）导流管的封堵
进行坝体防渗灌浆前要完成导流管的封堵，工期安排在10月初开始，10月底完成。
在下游挖开原冲沙闸出口，凿毛打设插筋，然后清洗干净，再立模浇筑封堵砼。
（2）输水管进水闸和冲沙闸
11月进行冲沙闸的疏通，更换闸门及启闭设备，同时冲沙闸和输水管进水闸闸门的更换安排在水库放空后立即进行，工期安排在11月份，11月底完成。
（3）坝体防渗工程
10月底对大坝进行坝体防渗灌浆和坝基帷幕灌浆，工期为11月至第二年的1月。
（4）溢流坝段整治工程和下游消能防冲设施整治工程
溢流堰面破损砼凿除和堰面砼的浇筑安排在2月开始进行，同时进行溢流堰导墙的凿毛、插筋打设和砼的浇筑；安排在次年2月份开始，至次年的4月底完成。
（5）管护设施
管护设施包括水库管理用房、水位观测尺、还同时进行原进水闸启闭机房的拆除施工和原冲沙闸启闭机房排架柱的拆除施工，安排1个月时间，各个启闭机房的改造完善等。
均安排在主体工程完成后进行，具体时间为次年的5月份至8月份。
进水闸的启闭机房改造完善安排在汛前完成，以免汛期无法施工。
6.6.4完建工程施工进度
完建期内主要完成场地清理等工作项目，完建工期为1个月，全部工程于第二年7月底完成，总工期为10个月。
6.6.5施工进度保证措施
1、保证工程进度的组织管理措施
（1）中标后立即进场做好场地交接工作，施工准备全面推进，边建驻地边抓紧便道、临时电力、临时供水、打井、场地平整，尽快做到三通一平
（2）分阶段控制，确保各阶段工期按期完成，配备充足的资源。
（3）本工程全体管理人员食宿在现场。
工程所用设备，材料根据计划，提前订货和准备，防止因不能及时进场而影响工期。
工地安排2套测量班子，及时提供轴线、标高，确保轴线、标高准确，不影响生产班组施工进度。
（4）合理安排交叉作业，充分考虑工种与工种之间，工序与工序之间的配合衔接，确保科学组织，流水施工。
现场放样工作在前，充分吃透设计意图，熟悉施工图纸，提前制作模板，预制成型钢筋。
（5）积极协助设计院解决图纸矛盾，成立专门班子细化图纸。
（6）严格施工质量过程控制，确保一次成型，杜绝返工影响工期现象的发生，切实做好成品保护工作。
2、保证工程进度的技术措施
（1）根据现场实际情况，合理分布流水施工。
配置充足劳动力和机械，充分利用工作面。
（2）做好施工技术准备工作，预测施工过程中可能出现的技术难点，提前进行技术储备，确保施工顺利进行。
（3）项目经理部由懂技术、会管理、有经验的人员组成，确保工程快速优质地完成。
（4）及时了解天气变化，制定雨季作业等施工措施，使自然条件对施工的影响降低到最低程度。
（5）根据施工进度网络控制计划编制详细的日作业计划，采用分区穿插作业的施工方法，保证每个工作面的连续作业。
（6）项目部每天定时召开由各工长、班组长参加的生产协调会，明确每天的作业任务及其进度要求，协调解决施工中出现的各种问题。
（7）采取合理安排施工工序进行穿插作业，各工种紧密配合，做到科学而有序。
（8）科学组织施工流水，组织平行作业，交叉施工，使施工机械等资源得到充分利用，做到现场施工有条不紊，忙而不乱。
加强施工机械设备的日常维修和保养，使机械设备经常处于良好状态，保证施工顺利进行。
（9）施工图必须进行复核，所有的差错要及早发现、及早更正。
杜绝因设计的差错造成已完工部分的返工。
（10）编制合理的施工网络计划。
进场后，在广泛听取业主和监理工程师的意见后对原计划进行必要的调整、修改，使之更切合施工现场的实际。
在计划实施的过程中，对由于天气、机械、材料供应等原因造成的工序工期的变化，必须进行调整，并合理的使用自由时差，使网络计划真正起到管理、指导施工的作用。
（11）执行进度计划的严肃性。
一旦进度计划被确定，它就成为指导现场施工的法律条件之一，不得随意更改。
特别是关键工序，要做到劳动力充足、物资供足、机械开足、资金用足。
非关键工序，最大限度地利用时差节约劳动力、材料及资金。
6.7质量管理体系与措施
6.7.1质量目标
本工程的质量目标是创优良等级，其中单元工程质量合格率100%，优良率80%以上。
确保合格工程，力争优质工程。
6.7.2质量保证体系
6.7.2.1质量保证体系框图
图6-7-2项目部质量管理机构框图
6.7.2.2项目部与相关的各级人员职责
⑴项目经理
①为工程项目实施的最终负责人，负责使本工程项目的质量、方针、目标、质量体系、程序文件及质量计划在工程实施过程中的贯彻执行，对本项目从合同谈判至竣工验收决算进行全过程管理。
②负责组织编制本项目质量计划、施工组织设计、作业指导书，贯彻实施工程建设标准强制性条文；
③负责向班组进行图纸、规范、质量、工期、安全等项技术交底，组织对各工序进行质量控制，做好各项质量记录；
④对施工过程中出现的各项质量问题及时向上级部门报告，并负责实施纠正预防措施，对项目所发生的质量安全事故负责；
⑤负责组织搞好工程竣工决算及竣工资料整理，做好验收前的各项准备工作，配合工程回访工作。
⑵项目技术负责人
①负责本项目生产技术管理工作，配合项目经理完成上级下达的各项生产、经营指标及质量安全指标。
②组织本项目部职工学习、贯彻、执行各项技术标准、规程规范及工程建设标准强制性条文，负责编写本项目施工组织设
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