基坑监测全部.docx
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基坑监测全部
（四）基坑变形监测
1监测内容
监测对象
监测项目
测试仪器及元件
基坑监测
基坑围护墙（边坡）顶水平位移监测
徕卡TS02全站仪
基坑围护墙（边坡）顶竖向位移监测
DINI03电子水准仪
深层水平位移
CX-901E测斜仪
锚杆、锚索内力监测
JTM-V10B频率读数仪
地下水位监测
用回灌井进行监测
JTM-9000钢尺水位计
水位管
埋设水位管进行监测
锚杆拉力试验
锚索拉力试验
桩身内力检测
基坑周边建筑物、构筑物、河流、电塔、道路、管网监测
周边建筑物竖向位移监测
DINI03电子水准仪
周边建筑物水平位移监测
徕卡TS02全站仪
周边建筑物倾斜度监测
徕卡TS02全站仪
周边地表、地下管线变形
DINI03电子水准仪
2监测依据
2.1《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）；
2.2《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）；
2.3《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）；
2.4《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）；
2.5《工程测量规范》（GB50026-2007）；
2.6设计图纸要求。
3监测目的
3.1通过监测及时发现基坑施工过程中的环境变形发展趋势，及时反馈信息，达到有效控制施工对建（构）筑物、道路、管线影响的目的；
3.2通过将监测数据与预测值作比较，判断上一步施工工艺和施工参数是否符合或达到预期要求，同时实现对下一步的施工工艺和施工进度控制，从而切实实现信息化施工；
3.3将现场监测结果反馈设计单位，使设计能根据现场工况发展，进一步优化方案，达到优质安全、经济合理、施工快捷的目的。
4监测过程
4.1平面基准点
4.1.1平面基准点的布设
根据《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）的要求及工程现场的情况，在基坑开挖深度3～5倍，稳定且易于保存的地方布设3个基准点，1个作工作基点，2个作为检核点。
4.1.2平面基准点的埋设
平面基准点应埋设在施工影响范围以外位置，保证在整个监测过程中的稳定。
本工程平面基准点采用钢管加筋的方式进行埋设，完成后在钢筋顶部刻划“+”字丝。
钢管加筋埋设示意图
4.1.3测量仪器
徕卡TS02全站仪，标称精度：
测角2″，测距1.5+2ppm。
联测：
控制点定期进行联测，精度应满足《建筑变形测量规范》二级导线测量技术的要求，若不能满足前者要求，也可根据现场情况建立独立的监测控制网。
平差计算：
观测数据可利用“南方平差易”进行严密平差，取得控制点的坐标数据。
4.2水准基准点
4.2.1水准基准点的布设
根据实际共设置3组高程控制点，每组3个。
4.2.2水准基准点的埋设
同平面控制点的埋设。
4.2.3测量仪器
天宝DINI03电子水准仪，标称精度：
±0.3mm/km，读数精度为0.01mm。
联测：
水准基准点一般要与设计部门提供的高程控制点采用闭合导线进行联测，精度应满足《建筑变形测量规范》一级水准导线测量技术的要求，往返闭合差应小于0.1
mm。
若不能满足前者要求，也可根据现场情况建立独立的水准基准网。
平差计算：
水准基准点高程通过严密平差得到。
4.3基坑围护墙（边坡）顶水平位移监测
基坑围护墙（边坡）顶部的水平和竖向位移观测点应沿基坑周边布置，周边中部、阳角处布置监测点。
监测点水平间距不宜大于20m，每边监测点数目不宜少于3个。
水平和竖向位移观测点为共用点，监测点宜设置在围护墙顶或基坑坡顶上。
4.3.1水平位移点的布设
沿基坑周边中部、阳角处布设，测点间距不应大于20m，且每边不少于3个。
4.3.2水平位移点的埋设
将0.5～1m钢筋打入土体，钢筋顶端留10～15cm用混凝土稳固或用测钉打入冠梁顶部，用油漆做监测标志。
测钉示意图
4.3.3测量仪器
采用徕卡TS30全站仪（测量机器人）并采用极坐标法按照二级位移观测精度要求进行监测，该仪器标称精度：
测角2”，测距1.5+2ppm。
各项限差见下表：
级别
平均边长
角度中误差
边长中误差
最弱边边长
相对中误差
二级
300m
±1.5″
±3.0mm
1:
100000
全站仪示意图
4.3.3.1全站仪工作原理：
全站仪是一种集光、机、电为一体的新型测角仪器，与光学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘，将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数，使测角操作简单化，且可避免读数误差的产生。
电子经纬仪的自动记录、储存、计算功能，以及数据通讯功能，进一步提高了测量作业的自动化程度。
4.3.3.2全站仪的基本操作与使用方法：
a水平角测量
按角度测量键，使全站仪处于角度测量模式，照准第一个目标A；设置A方向的水平度盘读数为0°00′00〃；照准第二个目标B，此时显示的水平度盘读数即为两方向间的水平夹角。
b距离测量
设置棱镜常数，测距前须将棱镜常数输入仪器中，仪器会自动对所测距离进行改正；
设置大气改正值或气温、气压值，光在大气中的传播速度会随大气的温度和气压而变化，15℃和760mmHg是仪器设置的一个标准值，此时的大气改正为0ppm。
实测时，可输入温度和气压值，全站仪会自动计算大气改正值（也可直接输入大气改正值），并对测距结果进行改正；量仪器高、棱镜高并输入全站仪；距离测量，照准目标棱镜中心，按测距键，距离测量开始，测距完成时显示斜距、平距、高差。
全站仪的测距模式有精测模式、跟踪模式、粗测模式三种。
精测模式是最常用的测距模式，测量时间约2.5S，最小显示单位1mm；跟踪模式，常用于跟踪移动目标或放样时连续测距，最小显示一般为1cm，每次测距时间约0.3S；粗测模式，测量时间约0.7S，最小显示单位1cm或1mm。
在距离测量或坐标测量时，可按测距模式（MODE）键选择不同的测距模式。
c坐标测量
设定测站点的三维坐标；设定后视点的坐标或设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。
当设定后视点的坐标时，全站仪会自动计算后视方向的方位角，并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角；设置棱镜常数；设置大气改正值或气温、气压值；量仪器高、棱镜高并输入全站仪；照准目标棱镜，按坐标测量键，全站仪开始测距并计算显示测点的三维坐标。
4.3.3.3全站仪的检验：
a照准部水准轴应垂直于竖轴的检验和校正检验时先将仪器大致整平,转动照准部使其水准管与任意两个脚螺旋的连线平行,调整脚螺旋使气泡居中,然后将照准部旋转180度,若气泡仍然居中则说明条件满足,否则应进行校正。
校正的目的是使水准管轴垂直于竖轴，即用校正针拨动水准管一端的校正螺钉，使气泡向正中间位置退回一半。
为使竖轴竖直，再用脚螺旋使气泡居中即可，此项检验与校正必须反复进行，直到满足条件为止。
b十字丝竖丝应垂直于横轴的检验和校正，检验时用十字丝竖丝瞄准一清晰小点，使望远镜绕横轴上下转动，如果小点始终在竖丝上移动则条件满足。
否则需要进行校正，校正时松开四个压环螺钉（装有十字丝环的目镜用压环和四个压环螺钉与望远镜筒相连接。
转动目镜筒使小点始终在十字丝竖丝上移动，校好后将压环螺钉旋紧。
c视准轴应垂直于横轴的检验和校正选择一水平位置的目标，盘左盘右观测之，取它们的读数（顾及常数180度）即得两倍的C（C=1/2）（ɑ左－ɑ右）。
d横轴应垂直于竖轴的检验和校正选择较高墙壁近处安置仪器。
以盘左位置瞄准墙壁高处一点p（仰角最好大于30度），放平望远镜在墙上定出一点m1。
倒转望远镜，盘右再瞄准p点，又放平望远镜在墙上定出另一点m2。
如果m1与m2重合，则条件满足，否则需要校正。
校正时，瞄准m1、m2的中点m,固定照准部，向上转动望远镜，此时十字丝交点将不对准p点。
抬高或降低横轴的一端，使十字丝的交点对准p点。
此项检验也要反复进行，直到条件满足为止。
以上四项检验校正，以一、三、四项最为重要，在观测期间最好经常进行。
每项检验完毕后必须旋紧有关的校正螺钉。
4.3.4观测方法
基坑围护墙（边坡）顶水平位移监测采用极坐标法。
4.3.4.1测量步骤
a选定1个基准点为设站点，并在该点上架设全站仪；
b选定1个基准点为定向点，并在该点上架设圆棱镜；
c调平全站仪，输入测站点、定向点坐标；
d将全站仪望远镜照准棱镜中心；
e按下测量键，并完成定向；
f一人将圆棱镜架设在监测点上，一人转动全站仪望远镜对准圆棱镜进行测量；
g依次对各监测点进行测量；
h完成测量。
4.3.4.2计算方法
极坐标法是利用数学中的极坐标原理，以两个控制点为坐标轴，以其中一个点为极点建立极坐标系，测定观测点到极点的距离，测定观测点与极点连线和两个已知点连线的夹角的方法。
如图：
测定待求点C坐标时，先计算已知点A、B的方位角
测定角度β和边长BC，根据公式
计算BC方位角：
计算C点坐标：
4.3.5监测点的设置及保护
4.3.5.1监测点的设置
沿基坑周边中部、阳角处布设，测点间距不应大于20m，且每边不少于3个。
水平位移点的埋设:
将0.5～1m钢筋打入土体，钢筋顶端留10～15cm用混凝土稳固或用测钉打入冠梁顶部，用油漆做监测标志。
4.3.5监测点的保护
在埋设好的监测点附近用红色油漆喷绘保护标识进行保护。
4.4基坑围护墙（边坡）顶竖向位移监测
4.4.1竖向位移监测点的布设
根据《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009的要求，围护墙或基坑边坡顶部的水平和竖向位移监测点应沿基坑周边布置，周边中部、阳角处应布置监测点。
监测点水平和竖向间距不宜大于20m，每边监测点数目不宜少于3个。
4.4.2竖向位移监测点的埋设
同水平位移监测点共用。
4.4.3测量仪器
采用天宝DINI03电子水准仪,标称精度：
±0.3mm/km，读数精度为0.01mm，配一对2m条码尺，定期对基准点进行联测，确保基准点高程稳定可靠。
天宝DINI03电子水准仪技术参数
名称
天宝电子水准仪
型号
DiNi03
每公里
往返中误差
≤0.3mm
高程观测值分辨率
0.01mm
测量范围
1.5m–100m
距离观测值分辨率
1mm
操作温度
–20°C到+50°C
补偿器倾斜范围
±15″
电子水准仪示意图
各项限差如下表：
前后视线长度（m）
前后视距差
（m）
前后视距差累积（m）
环线闭合差
（mm）
视线高度
（m）
≤50
≤2.0
≤3.0
＜±1.0
≥0.6
4.4.4观测方法
按《建筑变形测量规范》二级水准导线测量技术的要求，往返闭合差应小于2.0
mm要求，形成闭和观测路线，用精密水准仪测出各观测点的高程，经计算后可得到基坑周边土体的沉降或隆起变化情况。
建筑物沉降观测采用几何水准测量方法进行观测。
4.4.4.1在标尺分划线成像清晰和稳定的条件下进行观测，不在日出后或日落前约半小时、太阳中天前后、风力大于四级、气温突变时以及标尺分划线的成像跳动而难以照准时进行观测，阴天可全天观测；
4.4.4.2观测前半小时，将仪器置于露天阴影下，使仪器与外界气温趋于一致。
设站时，用测伞遮蔽阳光。
使用数字水准仪前，进行预热；
4.4.4.3使用数字水准仪，避免望远镜直接对着太阳，并避免视线被遮挡。
仪器在其生产厂家规定的温度范围内工作。
振动源造成的振动消失后，启动测量键。
当地面振动较大时，随时增加重复测量次数；
4.4.4.4每测段往测与返测的测站数均为偶数，否则加入标尺零点差改正。
由往测转向返测时，两标尺互换位置，并重新整置仪器。
在同一测站上观测时，不得两次调焦。
转动仪器的倾斜螺旋和测微鼓时，其最后旋转方向，均为旋进；
4.4.4.5对各周期观测过程中发现的相邻观测点高差变动迹象、地质地貌异常、附近建筑基础和墙体裂缝等情况，做好记录，并画草图。
4.4.5竖向位移监测点的保护
竖向位移监测点设置好后，应在其边沿涂画或安装安全标识牌做保护。
4.5锚索内力监测
4.5.1测点的布设
锚索的内力监测点应选择在受力较大且有代表性的位置，基坑每边中部、阳角处和地质条件复杂的区段宜布置监测点。
每层锚索的内力监测点数量应为该层锚杆总数的1~3%，并不应少于3根。
各层监测点位置在竖向上宜保持一致。
4.5.2锚索内力点的埋设
在锚索进行张拉前安装（见下图）。
锚索（杆）测力计与墙体受力面间要保证有足够的刚度，使锚索（杆）受力后，受力面位置不致变形下陷，影响测试结果。
4.5.3测量仪器
锚索（杆）测力计、JTM-V10B数显频率读数仪。
4.5.4测量方法
4.5.4.1在锚索（杆）受力前进行初始值的测量，监测两次的测值计算其均值，作为轴力初始值。
4.5.4.2在承受荷载的过程中按设计和规范要求的频率进行监测。
4.5.4.3监测时记录数据稳定后的频率值，填写监测报表，现场检查监测数据是否正确。
4.5.4.4监测时所记录的数据为频率值，应根据仪器的标定公式代入标定常数，计算拉力值，并绘制拉力-时间变化曲线图。
锚索（杆）拉力计算—般公式为：
P＝K△F十B
式中：
P——所受荷载值（KN）
K——仪器标定系数（KN／F）
△F——输出频率模数实时测量值相对于基准值的变化量（F）
B——仪器的计算修正值（KN）。
4.6地下水位监测
4.6.1地下水位监测点的布设
沿基坑周边中部、阳角处及有代表性的位置布设，测点间距为20-50m。
4.6.2地下水位监测点的埋设
水位管采用65mmPVC塑料管。
水位管下部留出1m沉淀段，中部管壁钻出6～8列6mm滤水孔,管壁用网纱包扎作为过滤层。
在设计位置处用30型钻机钻孔至20m深度，冲孔后放入PVC水位管。
钻孔空隙处用净砂回填过滤头，再用粘土填封，顶盖封口，以免地表水流入。
水位管及花管示意图
4.6.3测量仪器
JTM-9000钢尺水位仪，测量精度为±1mm。
钢尺水位计示意图
4.6.4监测原理及技术要点
地下水位观测设备采用电测水位仪，观测精度为0.5cm，其工作原理图如下图所示为：
水为导体，当测头接触到地下水时，报警器发出报警信号，此时读取与测头连接的标尺刻度，此读数为水位与固定测定的垂直距离，再通过固定测点的标高及与地面的相对位置换算成从地面算起的水位埋深及水位标高。
电测水位仪工作原理图
4.6.4测量方法
拧松水位计绕线盘后面螺丝，让绕线盘转动自由后，按下电源按钮，把测头放入水位管，手把钢尺电缆，让测头缓慢向下移动，当测头触点接触到水面时，接受系统便会发出短的蜂鸣声，此时读出钢尺电缆在管口处的读数，即水位管内水面至管口的距离。
然后用NA2精密水准仪采用水准测量的方法测出水位管管口的绝对高程，通过计算得到水位管内水面的绝对高程。
测试精度为：
1mm。
计算步骤：
式中：
-水位管内水面绝对高程（m）；
-水位管管口绝对高程（m）；
-水位管内水面与管口的距离（m）；
-第i次水位绝对高程（m）；
-第i-1次水位绝对高程（m）；
-水位初始绝对高程（m）；
-本次水位差（m）；
-累计水位差（m）。
4.6.5地下水位监测点的保护
水位管安装完成后，在管的四周砌砖进行保护。
4.7周边建（构）筑物竖向位移监测
4.7.1竖向位移监测点的布设
根据《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009的要求：
4.7.1.1建（构）筑物四角、沿外墙每10～15m处或每隔2～3根柱基上，且每边不少于3个监测点；
4.7.1.2不同地基或基础的分界处；
4.7.1.3建（构）筑物不同结构的分界处；
4.7.1.4变形缝、抗震缝或严重开裂处的两侧；
4.7.1.5新、旧建筑物或高、低建筑物交接处的两侧；
4.7.1.6烟囱、水塔和大型储仓罐等高耸构筑物基础轴线的对称部位，每一构筑物不得少于4点。
4.7.2竖向位移监测点的埋设
用电钻在周边建筑物上成孔，将长15-30cm的沉降观测点打入孔内，并用油漆作好标识。
沉降观测点示意图
4.7.3测量仪器
天宝DINI03电子水准仪，标称精度：
±0.3mm/km，读数精度为0.01mm。
4.7.4观测方法
同围护墙（边坡）顶竖向位移监测的方法。
4.7.5竖向位移监测点的保护
在埋设好的监测点附近用红色油漆喷绘保护标识进行保护。
4.8周边建筑物水平位移
4.8.1水平位移监测点的布设
建筑水平位移监测点应布置在建筑的外墙墙角、外墙中间部位的墙上或柱上、裂缝两侧以及其他有代表性的部位，监测点间距视具体情况而定，一侧墙体的监测点不宜少于3点。
4.8.2水平位移监测点埋设
同周边建筑物竖向位移的埋设方法。
4.8.3测量仪器
采用徕卡TS02全站仪并采用极坐标法按照二级位移观测精度要求进行监测，该仪器标称精度：
测角2″，测距1.5+2ppm。
4.8.4观测方法
同围护墙（边坡）顶水平位移监测。
4.9周边建（构）筑物倾斜观测
4.9.1监测点的设置
4.9.1.1监测点宜布置在建筑角点、变形缝两侧的承重柱或墙上；
4.9.1.2监测点应沿主体顶部、底部上下对应布设，上、下监测点应布置在同一竖直线上；
4.9.1.3当由基础的差异沉降推算建筑倾斜时，监测点的布置同建筑竖向位移监测点的布置。
4.9.2监测仪器
徕卡TS02全站仪，标称精度：
测角2″，测距1.5+2ppm。
4.9.3监测方法
采用投点法。
1）在建筑物1.5～2倍距离的范围内架设全站仪，架设位置与建筑物倾斜方向成正交；
2）照准建筑物顶部观测点，测量出高程值；
3）仪器照准部水平方向不动，转动望远镜至建筑物底部点，测量出高程值与斜距；
4）将全站仪水平度盘“置零”，并微调望远镜至底部观测点，测量出水平角度；
5）计算
4.10周边道路竖向位移监测
4.10.1监测方法、监测仪器、监测点的保护
同基坑围护墙（边坡）顶竖向位移监测的方法。
4.10.2监测点的布设
基坑周边道路竖向位移监测点的布置范围宜为基坑深度的1～3倍，监测点间距不应大于20m。
4.10.3监测点的埋设
用电钻在路面上成孔，将长10cm的测钉打入孔内，并用油漆作好标识。
4.11周边管线竖向位移监测
4.11.1监测方法、监测仪器、监测点的保护
同围护墙（边坡）顶竖向位移监测的方法。
4.11.2监测点的布设
基坑周边道路竖向位移监测点的布置范围宜为基坑深度的1～3倍，监测点间距不应大于20m。
4.11.3监测点的埋设
用电钻在路面上成孔，将长10cm的测钉打入孔内，并用油漆作好标识。
4.12周边管线水平位移监测
4.12.1监测方法、监测仪器、监测点的保护
同基坑围护墙（边坡）顶水平位移监测。
4.12.2监测点的布设
为了便于对观测对象的变形情况进行系统分析，周边管线水平位移监测点应与周边管线竖向位移监测点为共用点。
4.12.3观测仪器：
徕卡TS02全站仪，标称精度：
测角2”，测距1.5+2ppm。
全站仪示意图
4.12.4监测点的埋设
用电钻在路面上成孔，将长10cm的测钉打入孔内，并用油漆作好标识。
4.12.5监测点的保护
监测点设置好后，在其边沿涂画或安装安全标识牌做保护。
4.13桩身内力监测
4.13.1监测目的
支护结构包括围护墙和支撑（拉锚）体系，围护墙包括板（桩）墙、围檩（冠梁）及其他附属构件，即立柱也包括在围护墙结构当中。
4.13.2监测方法
4.13.2.1支护结构内力可采用安装在结构内部或表面的应变计或应力计进行测量。
4.13.2.2混凝土构件可采用钢筋应力计或混凝土应变计等量测，钢构件可采用轴力计或应变计等量测。
4.13.2.3内力监测值宜考虑温度变化等因素的影响。
4.13.2.4应力计或应变计的量程宜为设计值的2倍，精度不宜低于0.5%F·S，分辨率不宜低于0.2%F·S。
4.13.2.5内力监测传感器埋设前应进行性能检测和编号。
4.13.2.6内力监测传感器宜在基坑开挖前至少1周埋设，并取开挖前连续两周2d获得的稳定测试数据的平均值作为初始值。
钢筋应力计
4.13.3监测点的布置情况
1）基坑围护墙的内力监测点应布置在受力、变形较大且具有代表性的部位。
监测点数量和水平间距视具体情况而定。
竖直方向监测点应布置在弯矩极值处，竖向间距宜为2m~4m。
2）支撑内力监测点宜布置在支撑内力较大或整个支撑系统中起控制作用的杆件上。
每层支撑的内力监测点不应少于3个，各层支撑的监测点位置在竖向上宜保持一致。
钢支撑的监测截面宜选在两支点间1/3部位或支撑的端头；混凝土支撑的监测截面宜选在两支点间1/3部位，并避开节点位置。
每个监测点截面内传感器的设置数量及布置应满足不同传感器测试要求。
3）立柱的内力监测点宜布置在受力较大的立柱上，位置宜设在坑底以上各层立柱下部的1/3部位。
监测点的埋设
a钢筋计在安装前应先用绝缘胶带进行包裹，避免设备与混凝土直接接触；
b钢筋绑扎完毕后，分别在两根选定的外侧主筋上将钢筋计串联，焊接在预留位置；
c接钢筋直径选配同直径的钢筋计，将仪器两端的连接杆分别与钢筋焊接在一起，焊接强度不低于钢筋强度。
焊接过程中应用毛巾或其他布料盖住钢筋计，并不断向毛巾或其他布料浇水，避免温度过高而损伤仪器；
d钢筋计焊接时应对电缆进行覆盖保护，避免在焊接过程中焊渣飞溅损坏电缆，各钢筋计及电缆编号将电缆集束绑扎后呈“S”形向上引出，绑扎距离宜为0.5m。
e仔细检查钢筋计焊接位置和电缆编号无误后，方可后续施工，浇捣混凝土时导管应远离仪器0.5m以上，防止损坏。
4.14锚索（杆）拉力试验
4.14.1锚索（杆）基本试验
4.14.1.1试验目的
通过现场试验，确定锚杆极限承载力。
根据试验结果调整设计参数并对施工工艺的适宜性进行评价，提出合理意见及建议。
4.14.1.2抽检原则及数量
锚杆极限抗拔试验采用的地层条件、杆体材料、锚杆参数和施工工艺必须与工程锚杆相同，且试验数量不应少于3根。
为得出锚固体的极限抗拔力，必要时可加大杆体的截面面积。
4.14.1.3试验方法
1）试验设备
千斤顶；压力表；0-50mm百分表；加压油泵。
2）试测原理
a、锚杆极限抗拔试验结果宜按循环荷载与对应的锚头位移读数列表整理，并绘制锚杆荷载—位移（P-s）曲线，锚杆荷载—弹性位移（P-Se）曲线和锚杆荷载—塑性位移（P-Sp）曲线。
b、当每组试验锚杆极限承载力的最大差值不大于30%时，应取最小值作为锚杆的极限承载力。
当最大差值大于30%时，应增加试验锚杆数量，且按95%保证概率计算锚杆的极限承载力。
c、试测方法及观测时间
锚杆极限抗拔试验应采用分级循环加荷，加荷等级和位移观测时间应符合下表规定。
锚杆极限抗拔检测的加菏等级及观测时间
加
菏
增
量
Asƒptk
（%）
初始荷载
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10
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第一循环
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第二循环
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