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大体积混凝土

金鸡湖及周边区域水环境治理工程一标

大体积混凝土浇筑

编制单位:

中亿丰建设集团股份有限公司

编制人:

审核人:

审批人:

编制日期:

二零一八年一月二十五日

目录

一、编制依据4

二、工程概况4

三、工程施工特点4

四、相关计算4

4.1混凝土内部最高温升计算4

4.2大体积混凝土温度控制6

五、砼及钢筋砼工程7

5.1施工程序7

5.2模板及支撑工程7

5.2.1模板的设计原则7

5.2.2模板的选用7

5.2.3模板的制作7

5.2.4模板安装8

5.2.5模板的拆除9

5.2.6脚手架10

5.2.7周转材料10

5.3钢筋工程10

5.3.1钢筋原材料的控制10

5.3.2钢筋的放样10

5.3.3钢筋的制作10

5.3.4钢筋的现场绑扎和安装11

5.3.5钢筋的气压焊与安装11

5.3.6钢筋制作质量保证措施11

六、施工准备12

6.1材料选择12

6.2混凝土配合比12

6.3现场人员配置计划:

12

6.4设备及机具配置计划:

13

6.5现场其他准备工作13

七、混凝土施工13

7.1混凝土浇筑施工段的划分13

7.1.1闸室底板13

7.1.2闸室墩墙及顶板14

7.2混凝土浇筑14

7.3泌水处理15

7.4面层处理16

7.5施工缝的处理16

7.6混凝土养护16

7.7测温孔的留设16

7.8温度监测控制16

7.9现场坍落度测量17

7.10混凝土试块的制作与试验17

八、质量标准17

九、施工注意事项17

9.1处理水化热的措施17

9.2雨季施工技术措施18

9.3夏季砼施工措施18

9.3.1材料及浇筑过程控制18

9.3.2混凝土运输控制19

9.3.3施工过程控制19

9.4冬季施工技术措施19

9.4.1材料的准备19

9.4.2技术措施19

十、质量、安全施工注意事项20

10.1质量施工注意事项20

10.2安全施工注意事项20

十一、主要管理措施21

十二、质量保证措施21

十三、安全保证措施21

 

大体积混凝土浇筑专项施工方案

一、编制依据

1、金鸡湖及周边区域水环境治理工程一标施工图纸

2、《混凝土工程施工质量验收规范》(GB50204-2015)

3、《钢筋混凝土结构工程施工质量验收标准》(GB50204—2015)

4、《水工混凝土施工规范》(SL677-2014)

5、《建筑施工手册》第三册(中国建筑工业出版社出版)

二、工程概况

金鸡湖及周边区域水环境治理工程一标位于苏州工业园区金鸡湖周边,主要内容包括:

1.环金鸡湖控导建筑物约6座等工程内容,6座建筑物分别为新建中塘河闸12m钢坝;斜塘河闸38m钢坝、砌石堰;葑门塘23m钢坝、55号河闸16m钢坝、三星河堰、凤凰泾套闸2座23m钢坝。

2.临时应急调水工程:

包括临时堰和临水抽水泵约20m3/s;本次建设的湖西应急调水点以及前期已完成的独墅湖、金鸡湖东线7处应急调水点(合计约40m3/s)运行和维护2年。

本工程等别为Ⅱ等,凤凰泾北闸闸室、内外河铺盖、翼墙等主要建筑物为1级,次要建筑物为3级建筑物,临时建筑物为4级建筑物,其余闸室、内外河铺盖、翼墙等主要建筑物为2级建筑物,次要建筑物为3级建筑物,临时建筑物为4级建筑物。

三、工程施工特点

1.混凝土标号为C30W6F50,有抗冻抗渗要求,结构实体最小几何尺寸不小于1m,属于大体积混凝土,本工程闸室段底板、墩墙属于大体积混凝土。

要考虑大体积混凝土温控措施,防止温度裂缝。

2.施工期主要集中在冬季,部分需要在夏季和雨季完成。

因此需要采取冬季、夏季及雨季施工措施,对混凝土的拌制运输和原材料保温应有相应措施,控制混凝土出机温度和入仓温度,入仓温度不低于5℃;雨季施工时要及时了解天气预报,合理安排施工,确保混凝土浇筑质量。

四、相关计算

4.1混凝土内部最高温升计算

温升是指在块体基础周围没有任何散热条件,没有任何热损耗的情况下,水泥与水化后产生的反应热(水化热),全部转化为温升后的最高温度为混凝土的最终绝热温升,应按下列公式计算:

Tn=WQ/Cγ

式中Tn——混凝土的最终绝热温升值(℃);

W——每m3混凝土的水泥用量(kg/m3);

Q——每kg水泥的水化热量(KJ/kg);

C——混凝土比热(KJ/kg·k),一般取0.96KJ/kg.K;

γ——混凝土的容重(kg/m3);

每千克水泥水化热量Q(表1)

水泥品种

水泥标号

每kg水泥的水化热(kJ)

3d

7d

28d

普通硅酸盐水泥

525

425

325

314

250

280

354

271

229

375

334

294

矿渣硅酸盐水泥

425

325

180

160

256

208

334

271

影响混凝土内部温度的因素很多,一般以混凝土的浇筑温度、水泥水化热的温升、自然散热的降温三者因素综合考虑求得内部温度。

在假定结构物没有散热的情况下,混凝土绝热与时间(d)的关系,可按下列经验公式计算:

T(τ)=WQ/Cγ(1-e-mτ)=Tn(1-e-mτ)

式中T(τ)——在τ龄期时混凝土的绝热温升(℃);

e——常数,为2.718;

τ——龄期(d);

m——随水泥品种、比表面积、浇筑温度而异,按表2选用。

混凝土浇筑温度(℃)

5

10

15

20

30

m值(1/d)

0.295

0.318

0.340

0.362

0.406

表2

 

构件的厚度,水化热温升阶段就愈长,并和外界气温有关。

混凝土内部中心温度,应按下列公式计算:

Tmax=Tj+T(τ)ξ

式中Tmax——混凝土内部中心温度(℃);

Tj——混凝土浇筑温度(℃);夏季取值26℃,冬季取值5℃;

ξ——构件厚度的温降系数,按表3选用。

表3

浇筑块

厚度(m)

不同龄期(d)时的ξ值

3

6

9

12

15

18

21

24

27

30

1.0

0.36

0.29

0.17

0.09

0.05

0.03

0.01

1.2

0.408

0.306

0.186

0.106

0.066

0.038

0.026

1.25

0.42

0.31

0.19

0.11

0.07

0.04

0.03

1.5

0.49

0.46

0.38

0.29

0.21

0.15

0.12

0.08

0.05

0.04

2.5

0.65

0.62

0.59

0.48

0.38

0.29

0.23

0.19

0.16

0.15

3.0

0.68

0.67

0.63

0.57

0.45

0.36

0.30

0.25

0.21

0.19

4.0

0.74

0.73

0.72

0.65

0.55

0.46

0.37

0.30

0.25

0.24

通过以上理论计算,可预先发现混凝土内部温差最大值在混凝土浇筑后出现的时间,在该时间区段内,必须加强测温和养护工作,控制混凝土中心温度与表面温度之差不大于25℃,防止混凝土裂缝。

4.2大体积混凝土温度控制

混凝土表面拟采用覆盖0.3mm的塑料薄膜覆盖养护,现根据《建筑施工手册》第3册大体积混凝土裂缝控制的计算,计算此措施是否可行。

4.2.1模板及保温层的传热系数β:

β=1/[∑δi/λi+1/βq]

δi,各保温层材料厚度

λi,各保温层材料导热系数

Βq,空气层导热系数,取值23[W/(m2·k)]

β=1/[0.0003/0.035+1/23]=20.8[W/(m2·k)]

4.2.2混凝土虚铺厚度h‘:

混凝土导热系数λ取2.33[W/(m2·k)]

K为折减系数,取2/3。

h‘=k×λ/β=2/3×2.33/20.8=0.075m

4.2.3混凝土计算厚度H:

H=h+2h‘=3+2×0.075=3.15m

4.2.4混凝土表面温度T2

T2=TQ+4h‘(H-h‘)[T1(t)-TQ]/H2

TQ,施工期大气平均温度,夏季取26℃,冬季取5℃;

T1(t),混凝土中心温度;

夏季:

T2=26+4×0.075×(3.15-0.075)×[30.88-18]/1.352=34.79℃

冬季:

T2=5+4×0.075×(3.15-0.075)×[30.88-18]/1.352=13.79℃

结论:

夏季:

Tmax—T2=58.46-34.79=23.67℃没有超过25℃的规定

T2-TQ=34.79-26=8.79℃没有超过25℃的规定

冬季:

Tmax—T2=37.46-13.79=23.67℃没有超过25℃的规定

T2-TQ=13.79-5=8.79℃没有超过25℃的规定

冬季施工时混凝土表面采用覆盖350g/m2的土工布覆盖养护,满足规范要求。

五、砼及钢筋砼工程

本工程混凝土施工主要包括闸站底板、闸站墩墙、上下游铺盖等。

混凝土结构主要采用商品砼。

5.1施工程序

本工程混凝土浇筑部位较多,工期紧,如何按计划、保质保量完成混凝土浇筑任务,是本工程工期能否实现的关键所在。

施工总的原则是先深后浅,先主后次,内外河侧挡墙施工时统筹安排,穿插循环作业,结合建筑物的结构特点,采取新技术、新工艺、分层分块施工。

工程施工分块以设计分块为依据,按伸缩缝分块施工,采取间隔循环,流水作业。

5.2模板及支撑工程

5.2.1模板的设计原则

模板在施工前先根据施工图纸放样,模板的施工设计、制作、安装以确保混凝土的正常浇筑和振捣密实,使其形成设计所需的准确形状、尺寸和位置。

模板制作材料及成型后的模板应有足够的强度,能承受混凝土浇筑和捣固过程中的侧压力与振动力,并牢固地保持原样、不移位、不变形;模板接缝严密、表面光洁平整、不漏浆,以保证成型后的混凝土内实外光;模板拆除确保不损伤成型后的混凝土。

5.2.2模板的选用

本工程以确保工程质量创优良工程为前提对工程模板进行总体规划,从模板的适用性和安全性考虑,对永久暴露的定型结构、大面积混凝土外表面:

本工程均采用木模板以确保浇筑成型后的混凝土表面平整光滑,连接接缝紧密,面板表面无凹坑、皱折等。

胶合板板墙筋采用二等木材。

5.2.3模板的制作

廊道圆、空箱圆弧段等异形部位木模板加工,为确保几何尺寸及线型满足图纸及规范要求,在加工场采用按1:

1放样分段制作,确定模板木桁架片的各组成构件的尺寸,并加工拼装成型,再在桁架片并铺覆2.5cm木板,局部采用木板条拼接、填缝,模板成型后进行打磨、批腻子、喷塑处理保证模板外表面平顺和光滑,并加以保护,现场分节拼装。

圆头部位以及圆柱模板采用镜面竹胶板配制,质量标准符合规定,立模前清理干净并涂脱模剂。

加强对模板的保护,采取防锈、防开裂、变形措施有:

①模板清理干净并涂脱模剂。

②用塑料布对成品模板及半成品进行及时覆盖,防止风吹、日晒、雨淋而致模板开裂变形;模板堆放场地做好排水系统,防止泡水变形。

③转运、吊装过程中注意吊点及支点的位置、避免模板变形及其表面损伤。

5.2.4模板安装

模板安装前,在基础面上弹出立模线、检查控制线;模板按立模线架立,架立过程中按检查控制线不断调整、检查、校正其位置。

按施工放样图现场拼装,底部工程侧面模板用支撑架固定,上部工程侧面模板用φ16对销螺栓固定,对销螺栓横向间距60cm,竖向间距90cm。

模板安装后确保有足够的强度、刚度和稳定性,保证浇注成型后结构物的形状、尺寸和相互位置符合图纸规定,各项误差在规范允许范围之内。

①底板混凝土模板

底板模板采用钢模,外侧模板根据立模控制线立模,模板采用铁丝与钢管围檩绑扎固定,支撑采用钢管支架支撑,保证模板不倾斜。

底板混凝土模板如图如示。

 

②墙身混凝土模板

墙身混凝土模板采用竹胶板配模,以满足混凝土的外观要求,竖向围檩采用方木50mm×100mm,间距300mm左右,横向围檩采用钢管,用穿墙防水螺栓将钢管对拉以控制墙身截面,螺杆起步间距小于250mm,横向间距为600mm,竖向间距为900mm。

如图所示。

有抗渗要求的墙体采用防水对销螺栓,一次性使用,其余无抗渗要求的部位则在对销螺栓外套PVC管,对销螺栓可重复使用。

防水对销螺栓如图所示。

模板场内运输采用汽车吊运输及吊装,吊装时做好模板表面的保护工作,为防止进出水流道异型模板在混凝土浇筑过程中产生位移,流道底部渐变段模板固定采用在底板混凝土浇筑时预埋锚筋,用螺栓与钢支撑围囹拉紧,以保证模板的位置符合设计要求。

承重模板采用承重脚手架支撑。

模板安装好后对其强度、刚度和稳定性,保证的外形尺寸和相互位置进行检查,符合图纸规定,各项误差在规范允许范围内。

在混凝土浇筑过程中,将安排专人值班检查模板的位置、安全;一旦发现偏差和位移,采取有效措施予以纠正。

5.2.5模板的拆除

混凝土浇筑完成后,模板的拆除时限除满足图纸的规定外,同时需遵守下列规定:

非承重模板拆除,应在混凝土强度达到其表面及棱角不因拆模而损伤时,在混凝土强度达3.5Mpa以上时,方可拆除。

承重模板及支撑根据结构物的跨度及混凝土龄期确定,混凝土强度必须达下表规定后,方可拆除。

底模拆模标准如下:

结构类型

结构跨度(M)

按设计的混凝土强度标准值的百分率计(%)

其他梁、

板、拱

≤2

50

>2,≤8

70

>8

100

悬臂板、梁

≤2

70

>2

100

5.2.6脚手架

脚手架的施工设计以安全和适用为前提,具有足够的刚度,能安全地承受施工的最大静荷载和活荷载的组合。

施工时针对建筑物特定部位尺寸受力情况进行专门设计,以确保支撑牢固,经济合理。

固定支撑采用网格支架,受力支撑采用网格支架和木支撑相结合。

5.2.7周转材料

本工程将根据施工进度计划及本工程的施工特点,备足施工周转材料。

计划投入钢管240t,模板6000m2,扣件2.3万只。

5.3钢筋工程

5.3.1钢筋原材料的控制

购买的钢筋厂家为江苏永钢集团有限公司生产的钢筋。

每批钢筋进货时都必须有相应的出厂质保书,钢筋到场后按其厂家、种类、规格、批号和进厂时间分类定点整齐堆放,堆放时一律用方木垫起,离地面20cm以上,并将该批钢筋的铭牌挂于明显处。

场内设交通通道,满足搬运钢筋的交通要求,周边设排水沟,确保场内不积水。

钢筋试验:

钢筋到场后,现场全数取样送检,经检测单位检测钢筋质量合格;监理单位全数抽检送至第三方检测单位,经第三方检测机构检测钢筋质量合格。

试验批量按同一厂家、同一规格、相同批号60t为一批量,不足60t按一个批量计算。

5.3.2钢筋的放样

根据会审过的施工图纸,深刻理解设计意图,根据施工规范要求进行施工放样,钢筋应按设计要求的规格、型号,尺寸,数量,根据施工规范规定的弯钩、接头等计算配料单,将经质检科审核后的钢筋放样图,报监理人审核批准后再付诸实施。

5.3.3钢筋的制作

钢筋使用前应调直、除锈,使其表面洁净,钢筋中心线同直线的偏差值不超过其全长的1%。

根据下达的钢筋配料单在钢筋加工场进行断配,并对成型钢筋进行标识。

不同规格品种的钢筋分别堆放。

焊接采用对接电弧焊,对接焊后按规范规定取样做对焊强度试验,合格后才能进行现场施工。

加工后钢筋经质检员验收合格后方能出场,其允许偏差不得超过技术规范规定的数值。

5.3.4钢筋的现场绑扎和安装

钢筋现场安装根据钢筋的安装部位,按标识牌领料,合格成型钢筋运至工地,人工台运,人工绑扎安装。

钢筋现场绑扎之前先核对成品钢筋的规格、直径、形状、尺寸及数量是否与料单相符,核查无误后开始绑扎安装。

绑扎工序为先按设计要求划线,随后进行铺料、绑扎及焊接,钢筋绑扎采用20#镀锌铁丝,相邻扎点的铁丝应扣成八字形,以免网片歪斜。

钢筋及扎线均不得接触模板,以防引水渗漏。

为满足水工结构对保护层的严格要求,考虑制作混凝土撑架,每1~2m²设置1个。

同时在下层钢筋网下垫与设计强度相同的水泥砂浆垫块,垫块厚度与保护层厚相同,间距根据钢筋径确定一般1m左右。

为防止面层钢筋在浇注过程中变形,施工中用型钢(或钢管)架立并用铅丝吊起,待浇到面层时再拆除型钢或钢管,墩墙墙体等垂直或倾斜部位的钢筋安装,在双层钢筋中加设拉结筋,间距lm左右。

同时在两侧搁置带有预埋铁丝的设计强度相同的水泥砂浆垫块,用铁丝与钢筋固定。

同时为保证墙体垂直钢筋网的牢固性及不发生变形,加设斜撑筋。

钢筋直径<18mm时,钢筋的连接采用双面搭接焊;钢筋直径≥18mm时,钢筋的连接采用套筒连接或电渣压力焊,焊接长度按施工规范规定的标准进行控制。

5.3.5钢筋的气压焊与安装

①气压焊可用于钢筋在垂直、水平和倾斜位置的对接焊接,当两钢筋不同时,其两直径之差不大于7㎜。

②气压焊施焊前,将钢筋端面切平,钢筋边角毛刺及端面上铁锈、油污和氧化膜清除干净,并经打磨露出金属光泽,无氧化现象。

③安装焊接夹具和钢筋时,使两根钢筋的轴线在同一直线上,两根钢筋之间的局部缝隙不大于3㎜。

④气压焊接时,根据钢筋直径和焊接设备等具体条件选用等压法,在两根钢筋缝隙密合各镦粗过程中,对钢筋施加的轴向压力,按钢筋横截面面积计算应达到30-40MPa。

5.3.6钢筋制作质量保证措施

①钢筋采购按设计要求的等极,并符合国家标准,有出厂合格证。

②钢筋进场后按不同等级、批号、规格堆放分别标识、避免混用。

③钢筋使用前根据规格、数量按有关规范规定取样复查。

试验合格后使用,不合格的钢筋清场。

④钢筋安装前,按放样图仔细对照就位,避免出现错漏。

⑤钢筋绑扎完成经三级检查合格后请监理人验收。

六、施工准备

大体积混凝土的施工技术要求比较高,在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。

因此需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作,才能保证基础底板大体积混凝土顺利施工。

6.1材料选择

提前与商品混凝土供应厂家协商确定水泥、砂、石子等材料选用。

(1)水泥:

采用水化热比较低的普通硅酸盐水泥,标号为PO42.5,通过掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能,提高混凝土的抗渗能力。

(2)粗骨料:

采用碎石,粒径5-31.5mm,含泥量不大于1%,选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土,和易性较好,抗压强度较高,同时可以减少用水量及水泥用量,从而使水泥水化热减少,降低混凝土温升。

(3)细骨料:

采用中砂,粒径控制在2.4~3.0mm之间,含泥量不大于2%。

选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右,同时相应减少水泥用量,使水泥水化热减少,降低混凝土温升,并可减少混凝土收缩。

(4)粉煤灰及矿渣粉:

由于混凝土的浇筑方式为泵送,为了改善混凝土的和易性便于泵送,考虑掺加适量的粉煤灰及高炉矿渣粉,粉煤灰及高炉矿渣粉的掺量均控制在2%左右。

(5)外加剂:

掺入量按照检测机构验证配合比报告加入高效减水剂,能满足规定的稠度要求,提高混凝土和易性的外加剂。

拌和混凝土时加入适量的减水剂,可使水泥颗粒分散均匀,同时将水泥颗粒包裹的水份释放出来,从而能明显减少混凝土用水量。

(6)抗裂纤维:

闸室水下结构部位混凝土掺入纤维素纤维(0.9kg/m3),后浇带掺入UEA(14%~15%),采购时将要求供应商根据商品砼每盘掺量来分袋包装好,计量准确、操作方便。

同时提供产品合格证和相关质量检测证明材料。

6.2混凝土配合比

混凝土采用由搅拌站供应的商品混凝土,经商品混凝土公司试配并送苏州市恒正工程质量检测有限公司进行验证,验证结果详见后附混凝土配合比报告。

6.3现场人员配置计划:

人员

分工

现场

协调

质检

人员

布料

钢筋工

模板工

测温

养护

人数

1

2

2

2

4

10

6

4

6

2

1

6.4设备及机具配置计划:

名称

振动棒

塌落

度筒

温度计

土工布

数量

2辆

12辆

12个

15组

8个

1个

600m

4个

2000m2

6.5现场其他准备工作

(1)基础底板钢筋及柱、墙插筋应施工完毕,并进行隐蔽工程验收。

(2)基础底板上的预埋件、接地装置均安装完毕,并经检查验收合格,具备浇筑条件。

(3)外墙模板、止水带安装完成,并验收合格。

(4)将基础底板上表面标高抄测在柱、墙钢筋上,并作明显标记,供浇筑混凝土时找平用。

(5)确定测温工具及所需测温孔的留设方法,并绘出相应的平面图及剖面图。

浇筑混凝土前预埋好测温的PVC管,保温需要的的塑料薄膜、测温用的温度计等准备到位。

(6)用木架板搭设施工通道,施工人员严禁随意踩踏绑扎好的钢筋骨架。

(7)联系好混凝土泵车2辆,混凝土运输罐车12台,保证随时到位;施工现场振捣棒等提前检修完毕。

(8)安排2名电工待在现场检查线路,确保供电稳定,以保证混凝土振捣及施工照明。

(9)管理人员、施工人员、后勤人员、保卫人员等安排值班,坚守岗位,各负其责,保证混凝土浇灌、测温和养护连续进行。

七、混凝土施工

7.1混凝土浇筑施工段的划分

7.1.1闸室底板

根据设计图纸尺寸,最大平面浇筑块为斜塘河闸室底板,平面尺寸为50×18.6m2,底板厚度为3m,局部最大厚度达3.5m,经计算最大浇筑面积约930m2,混凝土浇筑总量约1975m3,为本工程混凝土施工中一次浇筑面积最大的部位。

根据施工图纸,大体积混凝土中采用M20砌块以减小混凝土水化热。

因此,我单位结合现场实际情况,闸室底板分两层浇筑,第一层浇筑至M20砌块底(浇筑厚度0.75m,局部2.25m),第二次浇筑至闸室底板设计顶高程。

底板混凝土浇筑采用分层平铺的浇筑方法。

每层混凝土浇筑厚度取30cm左右,为保证上、下层混凝土拌和物不产生冷缝,在下层混凝土未初凝前即开始上层混凝土的覆盖,因此混凝土最大生产强度为:

Q=Amax.h/(K(t2-t1)),其中:

Amax——最大底板块面积,Amax=50×18.6=930m2。

t2——初凝时间,普通硅酸盐水泥考虑使用缓凝剂,根据有关试验成果和经验,t2=4h。

t1——混凝土运输时间,按最长距离暂考虑取t1=1h。

K——时间利用系数,K=0.9。

则Q=930×0.3/[0.9×(4-1)]≈140m3/h。

据此要求商品砼商生产、运输能力不得小于140m3/h,由于混凝土厂家离施工现场约20km,故2辆泵车足以满足输送能力。

7.1.2闸室墩墙及顶板

本工程闸室墩墙及顶板砼均采用搭设满堂承重脚手架现浇砼,承重脚手架进行设计验算后报监理同意后搭设,模板采用大胶合模板。

墩墙混凝土中掺入0.9kg/m3的纤维素纤维以防止墩墙出现裂缝,浇筑墩墙砼采用分层平铺对称浇筑,每次浇筑厚度50cm以内,相邻两墩墙砼面高差不大于50cm;砼由汽车泵布置管直接入仓,自由下落高度不超过2m,墩墙钢筋密集部位、薄壁部位将在仓面挂串筒的入仓。

浇筑过程中经常检查钢筋位置、温控措施、保护层厚度及所有预埋件的位置准确性,发

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