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2.2水泥

灌浆水泥一般采用普通硅酸盐或硅酸盐大坝水泥。

用于帷幕灌浆的水泥标号不得低于525#,用于固结灌浆的水泥标号不得低于425#,用于回填灌浆的水泥标号不得低于

325#,用于接缝灌浆的水泥标号不得低于525#。

水泥细度要求通过80μm方孔筛的筛余量不超过5%,性能应满足GB175-92标准的有关要求。

当墙(坝)体接缝张开度小于0.5mm时,对水泥细度的要求为通过71μm方孔筛的筛余量不宜大于2%。

灌浆使用的水泥必须保持新鲜(距出厂日期不超过40d),现场宜设置灌浆水泥专用库,受潮结块的水泥不得使用。

水泥使用前应进行质量检测,不符合质量标准的,严禁使用。

2.3掺合料

根据灌浆需要,施工承包单位通过试验论证,并在得到监理单位批准后,可采用下列掺合料,其质量应满足SL62-94规范要求:

(1)砂:

应为质地坚硬的天然砂或人工砂,粒径不大于2.5mm,细度模数不大于2.0,SO3含量不大于1%,含泥量及有机物含量均不大于3%。

(2)粘性土:

塑性指数大于14,粘粒(粒径小于0.005mm)含量大于25%,含砂量小于5%,有机物含量小于3%。

(3)粉煤灰:

应为精选的Ⅰ级优质灰,细度要求颗粒径与同时使用的水泥颗粒径相当,烧失量小于8%,SO3含量小于3%。

2.4外加剂

根据灌浆需要,可在水泥浆中加入下列外加剂,其最优掺量应通过试验确定,并报监理单位批准。

(1)速凝剂:

水玻璃、氯化钙、三乙醇胺等。

(2)减水剂:

荼系高效减水剂、木质素磺酸盐类减水剂。

(3)稳定剂:

膨润土及其它高塑性粘土等。

所有外加剂凡能溶于水者均应以水溶液状态加入。

3施工准备阶段质量控制

3.1灌浆试验

(1)施工承包单位应在灌浆工程实施的28d以前,根据设计文件和施工招标合同文件及SL62-94《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》要求,选择与实施灌浆工程项目岩层以及施工条件相似的地区或部位作验证性灌浆试验。

灌浆试验地区或部位、试验大纲均应事先报监理单位审查批准。

(2)灌浆试验结束后,施工承包单位应及时整理试验成果报告,报送监理单位审批。

报告应包括如下内容:

1)试验部位地质描述。

2)施工工序、工艺和设备(包括规格、型号、数量、台时生产率、使用说明书等)。

3)浆材的可灌性、浆液配比及开灌比。

4)根据各类岩性、地质构造及渗透性等所确定的随孔深而增加的灌浆压力等有关参数建议。

3.2施工措施审查

3.2.1施工承包单位应在灌浆作业开工的21d以前,根据灌浆试验成果和监理单位的审批意见,结合现场施工条件,编制灌浆工程施工措施计划报送监理单位审批。

其内容应包括:

(1)工程概况(包括灌浆工程施工布置、工程部位、钻孔分序与编号等);

(2)灌浆工序、工艺和压力;

(3)灌浆材料及其品质;

(4)施工进度计划;

(5)机械设备配置与劳动力组织;

(6)质保体系及质量控制措施;

(7)灌浆计量设备与灌入量控制方法;

(8)施工安全与环境保护措施;

(9)作业原始记录资料收集与整理(附表格)。

3.2.2施工承包单位必须按合同、投标书要求组织施工设备进场。

运至施工现场用于灌浆作业的各种机械设备、仪器仪表、计量观测装置和其它辅助设备,必须经过检查、率定、安装调试,并经监理单位认证合格,方可使用。

3.3质量保证体系审查

(1)施工承包单位应建立健全质量保证体系、推广质量管理,加强三级质检制度,各级质检机构应配备专职质检人员。

(2)施工承包单位应建立现场试验室,配备专职试验人员和合格的仪器设备,做好各种灌浆材料的检测和浆材配比的试验工作。

(3)对从事灌浆施工的人员应进行技术培训,考核不合格者不得上岗。

(4)施工承包单位应制订安全操作规程和劳动保护措施,文明施工;

在廊道和洞井作业应有良好的通风措施。

4施工过程质量控制

4.1制浆和灌浆设备

4.1.1制浆

(1)制浆材料必须称量,称量误差应小于5%,水泥等固相材料宜采用重量称量法。

(2)各类浆液必须搅拌均匀并测定浆液密度。

普通纯水泥浆液使用普通搅拌机,搅拌时间不少于3min;

湿磨细水泥浆液使用高速搅拌机,其搅拌机转速应大于1200r/min,搅拌时间不少于30s。

(3)浆液使用前应过筛,自制备到用完时间:

普通纯水泥浆液应小于4h,湿磨细水泥浆液应小于2h,超过规定时间者应予舍弃。

(4)制备湿磨细水泥浆液时,须经过3次以上的湿磨,经细度检测达到设计细度要求后,方可用于灌浆作业。

(5)集中制浆站宜制备0.5:

1的普通纯水泥浆,各灌浆地点应测定来浆密度,根据需要调制使用。

(6)寒冷季节施工应做好机房和灌浆管路的防寒保暖工作。

炎热季节施工应采取

防热和防晒措施。

浆液温度应保持在5℃-40℃之间。

4.1.2灌浆设备

(1)灌浆应根据需要配备高速搅拌机、湿磨机、普通搅拌机、灌浆泵、自动记录仪、压力表、灌浆管路、孔口封闭器、孔内阻塞器、比重秤等设备与器材。

(2)浆液搅拌机的搅拌能力应与灌浆泵的排浆量相适应,并能保证均匀、连续地拌制浆液。

(3)自动记录仪应选用经有关部门鉴定和率定,能测记灌浆压力、注入率等参数的双流计的大循环“三参数”自动记录仪系统。

在使用前及使用过程中应定期检测,以保证记录成果的真实性、准确性。

同时进行人工记录,以资校核。

(4)灌浆泵应采用双缸或多缸活塞灌浆泵,容许工作压力应大于最大灌浆压力的1.5倍,其压力摆动范围不大于灌浆压力的20%,并应有足够的排浆量和稳定的工作性能。

(5)水泥湿磨机应有足够的制浆量和稳定的工作性能,并配有细度检测设备。

(6)灌浆管路应采用钢丝编织胶管,能承受1.5倍的最大灌浆压力,并应保证浆液流动畅通。

(7)高压灌浆孔口封闭器应具有密封性能,并能使射浆管灵活转动。

(8)压力表应与各工序作业使用的压力相适应,使用压力宜在压力表最大标值的1/4~3/4之间。

压力表应经常检查其灵敏度,并定期进行标定,不合格的和已损坏的压力表严禁使用。

(9)灌浆泵和进、回浆管均应安设压力表。

(10)所有灌浆设备应注意维护保养,保证其正常工作状态,并应有备用量。

4.2基础岩石灌浆

4.2.1一般规定

(1)同一地段的基岩灌浆,必须按先固结后帷幕的顺序进行。

(2)帷幕灌浆必须同时具备下述条件才能进行施工:

1)一般部位上部结构混凝土浇筑厚度达30m以上;

上部结构混凝土厚度不足30m的部位,须待混凝土筑浇达到完建高程和设计强度;

2)混凝土压浆板或防渗墙部位应待混凝土浇筑完毕并达设计强度;

3)必须完成灌浆区、段邻近30m范围内的地下洞室、勘探平洞、大口径勘探孔的混凝土衬砌、回填灌浆、围岩固结灌浆、喷锚支护、清理及混凝土回填等作业;

4)设有物探测试孔的部位,必须完成灌前测试工作;

5)抬动变形观测装置安装完毕且能进行正常测试工作;

6)必须对已埋的各种内、外部监测仪器、电缆、孔、管等设施妥善保护。

(3)基岩固结灌浆仍以常规有混凝土盖重灌浆方式为主,对同时具备采取无混凝土盖重和有混凝土盖重方式施工条件的部位,应优先采取有混凝土盖重方式施工,混凝土盖重厚一般为3m。

(4)永久建筑物基岩无混凝土盖重固结灌浆应在基础开挖达到设计高程,基岩验收并浇筑找平混凝土且达到50%设计强度后,在找平混凝土上进行固结灌浆施工。

(5)建基面出露的规模较大、性状较差的地质缺陷部位,应采取有混凝土盖重方式施工。

陡直立坡部位,一般要求采取有混凝土盖重方式施工,特殊情况下经设计单位

同意,可采取无混凝土盖重方式施工。

(6)在已完成或正在灌浆的地区,其附近30m范围内不得进行爆破作业。

如必须进行爆破时,施工单位应采取可靠的减震、防震措施,并须经监理单位批准后方可实施。

(7)为保证灌浆质量,应按分排、分序加密原则施工,分排、分序程序应满足设计要求。

(8)船闸挡水、运行前必须完成相应水位以下的基础防渗帷幕灌浆和排水孔的施工及单项工程验收。

(9)灌浆工程系隐蔽工程,施工中必须如实、准确地做好各项原始记录。

对施工中出现的事故,揭露的地质问题及损坏影响监测设施的正常工作状况等特殊情况,均应详细记录并及时报告监理等有关单位,同时送设计单位,须研究处理措施。

(10)灌浆工程各项资料必须及时整理分析,以便指导灌浆工作的顺利进行。

4.2.2钻孔

(1)所有钻孔编号、孔深及孔序划分,应按设计图纸及有关设计文件执行。

固灌钻孔的终孔若位于断层或结构面部位时,钻孔应加深穿过该断层至下盘或结构面下部0.5m-1.0m后才能终孔。

帷幕孔终孔段遇性状较差规模较大的断层岩脉等地质构造时,应加深钻孔至穿过该地质构造下盘5m以上,或根据具体情况,研究相应技术措施。

(2)开孔孔位与设计孔位偏差一般不得大于10cm。

如因施工原因,需调整孔位时,须经设计、监理单位同意,并记录实际孔位座标。

(3)钻机和钻头的性能应满足灌浆的要求,固结灌浆钻孔孔径不得小于φ46mm;

帷幕灌浆的孔口段孔径为φ76mm,以下各段为φ56mm;

物探测试孔、抬动观测孔、质量检查孔为φ76mm;

先导孔的孔口段孔径为φ91mm,以下各段φ56mm;

回填灌浆孔孔径不小于φ38mm。

(4)固结灌浆、回填灌浆孔可采用潜孔钻造孔;

帷幕灌浆、固结兼辅助帷幕孔应采用回转钻机造孔,金刚石钻头或硬质合金钻头钻进,严禁使用碾砂钻头钻进。

(5)钻孔必须按排序加密自上而下分段的原则进行。

钻孔的施工顺序为:

抬动观测孔、物探测试孔、先导孔、固结、帷幕Ⅰ序孔、Ⅱ序孔、Ⅲ序孔、质量检查孔。

(6)两排帷幕灌浆孔部位按先钻灌下游排后钻灌上游排的顺序施工。

(7)一个坝段或一个单元工程内,帷幕灌浆后序排上的第Ⅰ序孔应在相应部位前序排上第Ⅲ序孔在岩石中均灌完15m后再开始钻进。

同一排上相邻的两个次序孔之间,以及后序排上第Ⅰ序孔与相应部位前序排上第Ⅲ序孔之间,在岩面中钻孔、灌浆的间隔高差不得小于15m。

(8)钻孔分段应满足设计要求,地质缺陷部位经监理单位批准可适当修改,终孔段根据实际情况,可适当加长段长。

(9)帷幕灌浆孔应进行孔斜测量,发现偏斜超过设计要求及时纠正或采取措施,当处理无效时,应及时报告监理、设计等有关单位研究处理措施。

(10)先导孔、质量检查孔、物探测试孔以及设计文件中规定和监理单位指示的有取芯要求的钻孔应采取岩芯。

所有岩芯均应统一编号,填牌装箱,并进行岩芯描述,编制钻孔柱状图,特殊地段的岩芯须摄影存档。

岩芯一般不作永久保存,但对有水泥结石的岩芯和监理单位指示须保存的岩芯应按监理单位的指示保存,并在工程移交时负责运

送至指定存放的位置。

(11)钻孔时应对钻孔中发现的各种情况,如混凝土厚度、涌水、失水、塌孔、掉块卡钻、断裂构造、岩性变化等作详细纪录,并反映在钻孔记录和钻孔综合成果表中,作为分析灌浆质量的基本资料。

4.2.3钻孔冲洗、裂隙冲洗和压水试验

(1)每段钻孔结束后,应立即用大流量水流将孔内岩粉等物冲出,直至回水澄清10min后结束,并测量记录冲洗后钻孔孔深。

钻孔冲洗后孔底残留物厚度不得大于20cm。

(2)固灌单孔裂隙冲洗采用高压水脉动冲洗,高低压脉动间隔时间为5min~10min,裂隙冲洗工作应进行到回水澄清后再延续10min为止,且每段总的裂隙冲洗时间不得少于30min。

(3)固灌串通孔的裂隙冲洗采用风、水轮换冲洗,冲洗时,每次应选1~2个孔进水、进风,1~2个孔排水、排风至回水澄清再延续10min后,再更换排水(风)孔,待全部串通孔都轮换排水(风)一次,且总的洗缝时间不少于2h,方可结束串通孔的裂缝冲洗。

(4)断层破碎带及其交汇带、强透水带等部位的固灌孔段,按4.2.3

(2)、4.2.3(3)条要求进行裂隙冲洗达不到回水澄清时,其裂隙冲洗方式根据具体情况与设计、监理单位商定。

(5)帷幕灌浆孔除第一段应进行裂隙冲洗外,一般不进行裂隙冲洗。

(6)帷幕孔裂隙冲洗结束标准:

1)裂隙冲洗要求至回水澄清后10min为止,且总的冲洗时间要求单孔不少于30min,串通孔不少于2h。

2)对断裂构造、岩脉、裂隙发育带等地质缺陷部位,裂隙冲洗回水难以澄清时,经监理单位同意在冲洗时间达2h以上后可结束冲洗。

(7)冲洗压力:

1)水压:

一般采用80%的灌浆压力,但若该值大于1MPa时,采用1MPa。

2)风压:

一般采用50%的灌浆压力,但若该值大于0.5MPa时,采用0.5MPa。

风应通过油水分离器过滤。

(8)裂隙冲洗时应注意事项:

1)当邻近的灌浆孔正在灌浆或灌浆结束不足24h,不得进行裂隙冲洗。

2)同一孔段的裂隙冲洗和灌浆作业应连续进行,因故中断时间间隔超过24h时,灌前应重新进行裂隙冲洗。

(9)压水试验:

1)灌浆孔段的压水试验,应在孔段裂隙冲洗工作结束后进行。

除有特殊要求的灌区外,一般均应选择有代表性的孔段作单点法,特殊部位采用五点法压水试验,以了解灌区基岩的透水性,制订相应灌浆方案。

压水试验的孔(段)数不应小于总灌孔(段)数的5%。

2)固灌压水试验的压水采用80%的灌浆压力,如80%的灌浆压力大于0.3MPa,小于1MPa时采用0.3MPa;

如80%的灌浆压力超过1MPa时采用1MPa。

帷幕灌浆压水试验的压力采用长三枢基字(1997)第01号文及《长江三峡水利枢纽帷幕灌浆及排水

孔施工技术要求》(试行)中表2标准。

3)压水试验稳定标准:

①单点法及五点法压水试验:

在稳定水压下,每5min测读一次压入流量,连续四次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%,或最大值与最小值之差小于1.0L/min时,即可结束,取最终值作为计算岩体透水率q值的计算值。

②简易压水试验:

在稳定水压下,压水20min,每5min测读一次压入流量,取最终值作为计算岩体透水率q值的计算值。

(10)钻孔冲洗、压水试验成果均记录在相应记录表和灌浆成果综合统计表中。

4.2.4抬动变形观测和物探测试

(1)设有抬动变形观测装置的部位,对观测孔周边10m范围内的灌浆孔段在裂隙冲洗、压水试验及灌浆过程中均应连续进行抬动变形观测,其观测成果应反映在灌浆综合成果表中。

(2)帷幕抬动变形观测允许值为200μm,固灌为100μm。

(3)抬动变形观测应派专人进行观测、记录,每10min测记一次读数,变形值上升速度较快时应加密读数,并密切注意动态,当变形值接近允许值时,应及时报告各工序操作人员采取降压措施,防止发生抬动变形破坏。

如施工中发生抬动变形破坏,应立即停止施工,申报监理、设计等有关单位研究处理措施,并作好详细记录。

(4)一个单元工程内,对抬动变形值大于100μm的孔数,应选择2-3个孔段进行抬动变形回归观测。

回归观测应在灌浆结束后每间隔5min、10min、20min、30min后连续测读四次可结束观测。

(5)抬动变形使用的千分表,须经计量部门鉴定,在使用过程中应经常检查校验,确保其灵敏性和准确性。

抬动变形观测装置应严格防止碰撞、震动,保证连续观测,确保测试精度。

(6)在露天进行观测时,应设有防雨、防晒设施,保证测试精度。

(7)单元工程灌浆工作结束后,抬动变形观测孔应采用机械压浆法进行封孔处理。

(8)设有物探测试孔的部位,应分别进行灌前、灌后的物探测试工作。

(9)灌前物探测试工作应在该部位抬动变形观测装置安设完毕并能进行正常观测后进行。

灌后物探测试工作应在测区10m范围内的钻灌工作全部结束14d后进行。

(10)物探测试孔深度应满足设计要求。

钻孔时应严格控制钻孔偏斜,终孔后应分段(一般按5m)进行孔斜测量,其测量成果应反映在钻孔综合成果表中。

(11)灌前物探测试钻孔应逐段进行钻孔冲洗。

灌后物探测试应在原孔进行扫孔,达设计深度后再进行钻孔冲洗。

(12)灌前及灌后物探测试前均应逐段进行压水试验。

灌前物探测试孔的压水试验采用自上而下分段法进行,灌后物探测试孔的压水试验采用自下而上分段法进行,压水试验方法、压力及稳定标准详见4.2.3(9)款。

(13)灌前、灌后物探测试应分别进行单孔声波测试和每组孔与孔之间的弹性波剖面测试。

(14)单孔声波测试宜采用一发双收、点距不应超过20cm。

孔间剖面测试宜采用一发多收,接收点中点应与发射点同高程,发射点距应不超过1m,测试完成后应交换

发射,接收孔进行复测,灌前,灌后的发、收点在同一孔应在同一高程布置,以增强资料的可比性。

(15)物探测试以测试岩体纵波速度为主,同时亦应选择有代表性的地段测试岩体的横波速度。

(16)物探测试工作同时应遵循并满足相应物探规程、规范的有关规定。

(17)灌前物探测试工作完成后,对测试钻孔应妥善保护,保护措施可采用细砂或其他材料填充测试钻孔,以防灌浆时浆液串入孔内填堵钻孔,孔口亦应严加保护。

4.2.5灌浆方法和灌浆方式

(1)固结灌浆采用自上而下、孔内循环法施工,一般作单孔灌注。

当待灌段相互串通且吸浆量较小时,在保证正常供浆前提下,也可以采用群孔并联灌注,严禁串联灌注,每组并联孔数不应超过3个。

(2)帷幕灌浆孔的第一段(接触段)采用常规灌浆法进行阻塞灌浆,阻浆塞应阻塞在基岩面以上20cm混凝土内。

第二段及以下各段采用“小口径钻孔、孔口封闭、自上而下分段,孔内循环法”灌注。

(3)固结灌浆阻塞器,接触段应阻塞在基岩面以上混凝土段内0.5m左右,无盖重混凝土固灌,找平混凝土厚度小于20cm时阻塞器中心应设基岩面以下20cm处,如阻塞不住时,可渐渐下移。

厚度大于20cm以上时可阻塞在两分界面处。

以下各段应阻塞在上一灌段底0.5m左右,其射浆管距灌浆孔底不应大于0.5m。

当阻塞不住时,应逐渐上移阻塞器(不可下移),此时应保证射浆管距孔底不大于1.0m,否则应重新配制射浆管。

(4)帷幕灌浆段灌浆时,射浆管管口距孔底不得大于50cm。

射浆管的外径与钻孔孔径之差不大于20mm。

采用钻杆作为射浆管,应使用平接头连接。

(5)帷幕灌浆过程中应经常转动和上下活动射浆管,回浆管宜有15L/min以上的回浆量,以防注浆管在孔内因水泥浆凝固而造成孔内事故。

(6)灌浆过程中,应注意观察,当发生地表冒浆,压力突然升、降,吸浆量突然增、减等异常现象时,应立即查明原因,采取相应措施妥善处理,并作好详细记录,必要时申报设计、监理等有关单位研究处理。

(7)所有已造孔的固结灌浆孔,除压水试验测定漏水量小于0.4L/min孔段可不进行灌浆外,其余孔段均应进行灌浆。

(8)对布置有抬动观测孔和物探测试孔的灌区,固结灌浆须待抬动观测装置安装完毕且能进行正常测试工作和灌前物探测试工作完毕后才能进行。

(9)灌浆孔分段和段长应满足设计要求,一般固结灌浆孔深小于6m,可不分段,全孔一次灌注,特殊情况应报设计、监理批准。

(10)位于陡直立坡上的固灌孔和固灌兼辅助帷幕孔灌浆时,基岩段应先进行接触段灌浆,待凝24h后,方可进行以下各段的灌浆,接触段段长不得大于2m,以下各段以5m为宜,最大段长不得超过8m,终孔段灌浆结束后,应进行全孔复灌。

(11)对孔口段没有涌水的灌浆段灌浆结束后,一般不待凝,即可进行下一段钻、灌作业。

断层破碎带等地质条件复杂的孔段,灌浆结束后应待凝48h方可进行下一段的钻、灌作业。

孔口有涌水的灌浆孔段,按4.2.8(4)条规定执行。

4.2.6灌浆压力和浆液变换

(1)有盖重固灌压力:

1)混凝土厚度不足3m时,接触段灌浆压力为0.1MPa。

2)混凝土厚度为3m时,接触段Ⅰ序孔灌浆压力为0.3MPa,Ⅱ序孔灌浆压力为0.5MPa。

3)混凝土厚度超过3m时,接触段灌浆压力按混凝土厚度每超过1m,灌浆压力相应增加0.025MPa计算。

4)接触段以下各段灌浆压力按下式计算:

P=P0+αh;

P:

灌浆段压力(MPa);

P0:

接触段压力(MPa);

h:

阻塞器栓塞以上的基岩段长度(m);

α:

系数,根据岩体破碎情况确定,一般情况下取0.05,断层及破碎带取0.025。

(2)无盖重固灌压力:

1)陡直立坡段第一段Ⅰ序孔灌浆压力为0.2MPa,第Ⅱ序孔为0.3MPa。

2)水平建基面部位,第一段第Ⅰ序孔为0.3MPa,第Ⅱ序孔为0.5MPa。

3)第二段及以下各段灌浆压力计算公式同4.2.6

(1)4)条。

(3)帷幕灌浆孔段的灌浆压力按表4.2采用。

表4.2灌浆压力采用表单位:

MPa

部位

第一段

(接触段)

第二段

第三段

第四段及以下各段

上覆混凝土厚度大于30m的挡水前沿主帷幕部位

1.5

3.0

4.5

6.0

坝址封闭帷幕、挡水前沿帷幕结构混凝土厚度小于30m、灌浆平洞、混凝土压浆板等部位

1.0

2.0

4.0

注:

表中灌浆压力系指安装在孔口回浆管上压力表所指示的压力值。

(4)灌浆时应尽快达到设计压力,但灌浆过程中必须注意控制灌浆压力与注入率相适应。

固灌对接触段、注入率较大的孔段及断裂发育部位,应采用分级升压,即可在裂隙冲洗或压水试验压力基础上,按每0.05MPa一级升压,每级升压的纯灌时间不少于15min。

帷幕灌浆时在5MPa~6MPa灌浆压力作用下,注入率宜小于10L/min。

(5)灌浆压力以孔口回浆管压力表读数为准,压力表读数以峰值为准,压力表指针摆动范围应小于灌浆压力的20%,摆动幅度应做记录。

(6)灌浆过程中,当注入率较大时,可采用分级升压或间歇升压法灌浆。

(7)串通孔(组)灌浆或多孔并联灌浆时,应分别控制灌浆压力,同时加强抬动监测,防止混凝土或岩石抬动。

(8)对设有抬动观测孔的灌区,在灌浆施工过程中,特别是抬动观测孔邻近的灌浆孔在进行裂隙冲洗、压水、灌浆时均应进行抬动监测,并将观测成果填报于综合成果表中。

在一般情况下,固灌抬动变形允许值为100μm,帷幕灌浆为200μm,如发现超过允许值时,应立即降压

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