拉管工程施工设计方案.docx
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拉管工程施工设计方案
一、编制依据
1.1《海淀区老龙口排洪沟治理工程-截污工程施工图图册》
1.2《海淀区老龙口排洪沟治理工程-沟道工程施工图图册》
1.3《海淀区老龙口排洪沟治理工程-岩土工程勘察报告》
1.4《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）
1.5《市政排水管道工程及附属设施-06MS201》
1.6《水利水电工程施工测量规范》（SL52-93）
1.7《水利水电工程坑探规程》（SL166-96）
1.8《埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技术规范》（CECS122:
2001）
1.9国家、北京市、行业规范及标准、
二、工程概况：
2.1、设计情况：
为保证老龙口排洪沟治理后不再受到污染，在排洪沟左右两岸各新建一条截污管道，左岸截污管道起自京密引水渠涵洞出口下游45m处，由北向南，自西向东逐步向下游汇集，最终汇入清河老河道桥下游80m处原有市政污水井；右岸截污管道起自暗河桥北地铁上游130m处，由上游开始逐步向下游清河老河道桥汇集，向南敷设37m后，汇入原有市政污水井，进入清河污水处理厂。
污水管采用PVC-De300双壁波纹管，穿公路、桥梁、地铁、临近建筑物处采用PE-De300拉管施工，共设污水检查井59座。
根据现场实际情况，确定采用PE-De300拉管部分有：
穿改建桥涵工程（左岸W31#～W34#检查井,右岸W51#～W52#检查井）、安河桥北地铁站（左岸W25#～W34#检查井，右岸W44#～W53#检查井）、石拱桥（左岸W39#～W43#检查井）和河道右岸W54～W58临近建筑物地段。
2.2、水文地质情况：
地层土层：
①层为人工填土层；②层为新近沉积土层；③～④层为一般第四纪沉积土层。
根据地勘结论，该场地稳定、无不良地质作用，适宜建筑；本河道施工段地下水类型为潜水，水位埋深4.20～11.10m,水位标高为38.10～46.37。
水位年变幅约为1～2m。
根据该地区地下水位资料，近3～5年最高地下水位和历年最高水位标高均接近自然地面。
由于地下水位埋藏较浅，当施工开挖深度大于地下水埋深时，需采取施工降排水措施降低地下水位。
施工工作坑开挖坡高采用1：
1（高宽比）放坡。
如无放坡条件时，施工开挖需采用边坡支护措施。
三、工程施工难点及采取的针对措施：
3.1、施工作业难点：
拉管工作坑开挖深度大，部分工作坑挖深超过5m，限于现场条件不能按设计要求1:
1放坡开挖。
3.1.1、地下水位高，需要降排水。
3.1.2工期紧，为了不影响雨期沟道行洪，本工程必必须在5月底前全部完工。
3.2、针对以上难点采取的针对措施
3.2.1、针对工作坑挖深超过5m，且无法按照1:
1坡度放坡的均采取措施进行边坡支护。
工作坑、检查井基坑凡深度超过5m且不满足1:
1放坡条件的基坑，边坡支护采取在除沟道一侧外的其他三侧边坡上打入土钉铺设钢筋网片喷射80mm厚C20混凝土进行护坡；沟槽开挖明敷设段，采取沟壁两侧纵横贴靠双层脚手板利用钢管临时支撑的方法确保施工安全；针对W41#～W43#检查井处河堤上全部树木和W58#～W59#检查井处三角地全部树木移植问题以及W58#检查井处沥青路面破拆问题，提前向有关部门提出申请，及时办理好相关手续，以免影响工程如期开工。
3.2.2对于地下水位较高地段，采取基坑开挖前进行井管降水的方法降低地下水位。
3.2.3为了保证全部施工内容在5月底前完工，合理安排施工组织进行施工，科学运用先进的施工方法和先进机械，做到机械化施工为主，人工为辅的不间断施工作业。
有必要时可以开夜班或24小时工作制，现场负责人做好值班工作，确保施工的质量和安全。
四、施工准备
由于路线较长，工期较紧，需要做好充足的施工准备。
4.1、提前对整个施工区域搭设安全围挡，进行封闭，做好交通导流准备。
4.2、施工队伍进场后，必须先进行场地的整理，及时进行现况管线排查，并准确放出管道设计的轴线、井位和沟槽开挖的边线。
4.3、机械设备与材料抓紧落实进场，所需的材料设备必须准备齐全，要满足规范设计要求。
4.4、提前落实管道供应厂家，进行认真考查和认可，选定供应厂商，在保证质量的前提下，要求其具备足够的日生产能力，保证供应，满足施工进度要求。
4.5、管道施工前进行认真的技术质量安全交底，分工明确，责任到人。
五、施工部署
5.1、项目经理部组织机构框图
拉管施工人员共计17人
序号
工种
数量（名）
序号
工种
数量（名）
1
项目经理
1
9
钻杆工
2
2
机械操作手
1
10
修理
1
3
调度
1
11
电工
1
4
技术、质量
1
12
保管
1
5
设备、安全
1
13
电焊工
1
6
后勤
1
14
管工
1
7
炊事员
1
15
发电工
1
8
司机
1
16
泥浆工
1
5.2、所用设备和仪器
序号
设备名称
单位
数量
备注
1
DDW-45型钻机
台
1
2
泥浆搅拌系统
套
1
3
导向仪
套
1
美国ECLEPS
4
地下管线探测仪
套
1
英国雷迪
6
泥浆泵
台
1
7
电焊机
台
1
8
货车
辆
2
9
吊车
辆
1
25t
10
对讲机
对
2
Motorola
11
热溶焊机
套
1
12
水车
辆
1
10t
13
电缆
米
500
GB10平方
5.3、进度安排
本次施工使用一台45t水平导向钻机施工，前期地下物调查及方案编制后开始进场施工，钻机就位和钻导向孔、扩孔、管线焊接、拉管及处理管头，计划工期为21天。
六、拉管施工方案:
6.1、施工工艺流程
施工前准备施工放线确定穿越路线工作坑开挖设备就位导向专控和跟踪调查扩孔泥浆护壁拉管
6.2、基坑开挖
拉管工作坑分别设置于：
左岸W25#、W31#、W34#、W40#、W43污水检查井处；右岸W44#、W51#、W52#、W54、W58#污水检查井处。
工作坑开挖尺寸根据现场实际情况确定。
工作坑深度根据拉管流水面高程确定。
由于现场无法设置存土场，所有挖出的土方全部外运至弃土场。
为保证工作坑内干燥和扩孔施工,在工作坑一侧设泥浆沉淀池,并在池底设泥浆泵随时将多余泥浆抽排出基坑外运。
6.3、钻机就位
根据现场实际情况安置钻机。
因坑处土质较软，且拉管距离长，拉力较大，钻机底脚要安置在20㎝厚C15混凝土平基上，并在平基混凝土内预留∮20钢筋（地锚）和钻机焊接紧密，以防地基沉降影响钻机稳定。
6.4、钻液的配置
钻液的好与坏对于拉管施工的成败起到了极关键的作用。
钻液具有冷却钻头、润滑钻具，更重要的是可以悬浮和携带钻屑，使混合后的钻屑成为流动的泥浆顺利地排出孔外，既为回拖管线提供足够的环形空间，又可减少回拖管线的重量和阻力。
残留在孔中的泥浆可以起到护壁的作用。
根据地质勘探给出的资料配置钻进液。
钻液由水、膨润土和聚合物组成。
水是钻液的主要成份，膨润土和聚合物通常称为钻液添加剂。
钻液的品质越好与钻屑混合越适当，所制造的泥浆的流动性和悬浮性越好，回扩成孔的效果越理想，成功的概率越大。
为改善泥浆性能，有时要加入适量化学处理剂。
烧碱（或纯碱）可增粘、增静切力、调节PH值，投入烧碱量一般为膨润土量的2%。
根据以上理论，本工程的钻液配合比确定为：
膨润土20%，转液宝1%，水75%，2%膨润土重量的烧碱。
6.5、导向钻进
钻机就位后，调整钻机导向杆到略高于设计管位中心高程的位置，水平钻入土中。
在导向钻头中安装发射器，通过地面接收器，测得钻头的深度、鸭嘴板的面向角、钻孔顶角、钻头温度和电池状况等参数，将测得参数与钻孔轨迹进行对比，以便及时纠正。
地面接收器具有显示与发射功能，将接收到的孔底信息无线传送至钻机的接收器并显示，操作手根据信号反馈操纵钻机按正确的轨迹钻进。
在导向钻孔过程中技术人员根据探测器所发回的信号，判断导向头位置与钻进路线图的偏差，随时调整。
并把调整数值记录在“钻进位置”相应的表格中。
为了保证导向头能严格按照操作人员发出的指令前进，需要在管道线路初步布点后对控制点进行加密加细。
间隔3m设中线、高程控制点，用木桩做出明显标志，并在桩点周围用混凝土砌出护墩加以保护。
控制人员严格按照点位，操纵仪器。
根据以往的施工经验，PE管在孔内拉动的过程中受重力的作用，会发生管道下沉现象。
因此在本工程中，导向钻进的钻进点选择在略高于设计管中线的地方。
以减低管道自重对高程的影响。
6.6、扩孔
根据现场地质情况，采用刮刀式扩孔器。
扩孔器尺寸为铺设管径的1.2～1.5倍，即30㎝×1.5=45㎝。
这样既能够保持泥浆流动畅通又能保证管线的安全、顺利的拖入孔中。
本段回拉扩孔铺管的距离比较长，泥浆作用特别重要，孔中缺少泥浆会造成塌孔等意外事故，使导向钻进失去作用并为再次钻进埋下隐患。
考虑到地层泥浆较易漏失，泥浆漏失后，孔中缺少泥浆，钻杆及管线与孔壁间的摩擦力增大，导致拉力增大。
因此要保持在整个钻进过程中有“返浆”，并根据地质情况的变化及时调整钻液配比以产生的不同泥浆。
本工程选用的DDW-350型铺管钻机有混合搅拌、泵送系统。
施工中将水、膨润土、聚合物等加入混合仓，进行充分搅拌形成钻液。
然后由钻液泵将钻液通过中空钻杆输送至孔底钻头，并与孔中钻屑混合形成泥浆在孔底流动。
因工作坑位于管线上游，虽是水平钻进扩孔，但孔内下游的泥浆不会流失过多。
扩孔时只需将2#坑泥浆池内的泥浆通过钻机泵送系统随时向孔内补充。
实验人员需要随时检测泥浆内各组成材料的配比并及时调整，反复循环使用。
6.7、管道焊接（电熔焊接）
管道接口质量的好坏直接影响到拉管施工的成功进行，因此要严格按以下操作步骤执行。
6.7.1、电熔连接机具与电熔管件应正确连通，连接时，通电加热的电压和时间符合电熔连接机具和电熔管件的规定。
6.7.2、电熔连接冷却时间，不得移动连接件或连接件上不得施加任何外力。
6.7.3、电熔承插连接管材连接端应切割垂直，连接面应清洁干净，并应表明插入深度，刮去表面的氧化层。
连接前，对应连接件，使其在同一轴线上。
6.7.4、干管连接部位下端应采用支架，并固定吻合。
6.7.5、管道连接时，施工现场条件允许时，可在在沟槽上进行焊接。
6.7.6、焊接完毕后，检查观测孔内物料是否顶起，焊缝处是否有物料挤出。
合格的焊口应是圠唵熔焊过程中，无冒（着）火、过早停机等现象，电熔件的观察孔有物料顶出。
6.8、热熔连接：
6.8.1、热熔连接前、后连接工具加热面上的无污物应用洁净棉布擦净。
6.8.2、热熔连接加热时间和加热温度应符合热熔连接工具生产厂和管材、管件生产厂的规定。
6.8.3、热熔连接保压冷却时间，不得移动连接件或连接件上不得施加任何外力。
6.8.4、管道连接前，管材固定在机架上，取下铣刀，闭合卡具，对管子的端面进行铣削，当形成连续的切削时，退出卡具，检查管子两端的间隙（不得大于3mm）。
电熔连接面应清洁干净，刮初表面皮。
6.8.5、热熔对接连接，两管段应各伸出卡具一定的自由长度，校对连接件，使其在同一轴线上，错边不宜大于壁厚的10%。
6.8.6、加热板温度适宜（220±10℃），当指示灯亮时，最好在等10分钟使用，以使整个加热板温度均匀。
6.8.7、温度适宜的加热板置于机架上，闭合卡具，并设系统的压力。
达到吸热时间后，迅速打开卡具，取下加热板。
应避免与熔融的端面发生碰撞。
6.8.8、迅速闭合卡具，并在规定时间内，匀速地将压力调节到工作压力，同时按下冷却时间按钮。
达到冷却时间后，在按一次冷却时间按钮，将压力降为零，打开卡具，取下焊好的管子。
6.8.9、卸管前一定要将压力降至为零，若移动焊机，应拆下液压软管，并做好接头防尘工作。
6.8.10、合格的焊缝应有两翻边，焊道翻卷的管外圆周上，两翻边的形状、大小均匀一致，无气孔、鼓泡和裂纹，两翻边之间的缝隙的根部不低于所焊管子的表面。
6.8.11、管道连接时，施工现场条件允许时，可在在沟槽上进行焊接，管口应临时堵封。
在大风环境下操作，采取保护措施或调整施工工艺。
6.9、拉管
中水管焊缝和管道强度检验合格后，即可进入拉管施工。
首先用现场制作的“PE管封套”将管头密封，然后在管头后端接上回扩头，管后接上分动器进行接管，将管子回接到工作井后，卸下回扩头、分动器、取出剩余钻杆，堵上封堵头，进行水压试验。
施工时，拉管机操作人员要根据设备数据均匀平稳的牵引管道，切不可生拉硬拽。
6.10、注浆加固
PE管道拉通后，为了避免地面沉降，需要进行注浆加固。
由于受场地条件限制，本次采用孔内注浆的加固措施。
拉管施工前在PE管前端连接两根与PE管同长度的∮25钢管,与PE管一同拉入土中并一同到达拉管设计终点桩号。
到达终点后，解除∮25钢管与PE管的连接，在两根钢管前面各加一根6ｍ长同直径的注浆花管。
把钢管和拉管机的连接取消，换成和高压注浆泵连接。
注入1：
1水泥、粉煤灰浆液（0.4Mpa），从而置换触变泥浆，补充PE管周围的空隙。
然后再换再拉，再拉再注，反复进行直到把钢管全部拉出。
6.10.1、根据实际情况每3-6米注浆一次，根据计算注浆量一定大于泥浆量，注浆时尽量保持不要间断。
6.10.2、当花钢管拖入地面时一定要用堵头堵死，防止浆液从花管前端流出。
七、重大事故和突发事件处置应急预案
7.1、工程安全风险评估及应对措施
7.1.1、风险源预先调查
施工前对本标段内各种建筑物、构造物、道路、地下管线等进行详细调查统计。
针对不同的工程部位风险源，确定不同的安全级别，对全部危险源进行风险识别。
7.1.2、安全风险评估
基坑施工极易发生不利的突发事件。
因此，对突发事件的风险提前进行分析，制定预防措施及预案是十分必要的。
突发事件可根据事件的对象、性质、破坏与损失程度、可预见与可控程度进行分类。
1）可控事件
对于施工前可预知的安全保障重点、技术工艺成熟的可控事件，施工组织管理上做到心知肚明，提前进行技术交底，提前采取相应对策，坚决杜绝可控事件的发生。
2）可预测事件
集中在工程施工的技术重点、难点项目上，对可能引起施工安全、结构安全、人身安全和环境污染的关键部位、关键工序，采取技术方案充分论证，应用成熟工艺，技术交底明确，高素质人员实施，严格规范操作，认真检查，全程监控及时反馈。
3）不可预测事件
如交通事故、火灾等难以预见事件，重点在全员安全意识提高，警钟长鸣，强化安全教育、安全管理，以及对这类突发事件的快速反应能力的提高，配备必须的安全器材。
⑶突发事件原因分析及应对措施
突发事件根据事件的对象、性质、损失程度、可预见和可控程度进行等级划分，对各类事件主要从管理和组织上采取对策，制定预防措施和预备方案十分必要。
根据施工组织设计安排，结合本工程的施工特点，针对基槽、用电、等施工过程中突发事件发生的原因分析和采取的预防控制措施见下表。
施工突发事件产生原因及应对措施
序
号
事件
项目
事件
部位
原因
措施
1
火灾
施工现场
由于电线短路引起火灾。
1、第一火灾发现人及时报告项目部并报火警；
2、负责人安排电工拉断现场的总闸，防止引发意外事故；
3、防备完善的消防队员了解情况后扑灭火灾。
3
突发
停电
工地
现场
工地突然发生，不可预见
1、加强与供电部门联系，提前做好准备；
2、设备用电源供电，发电机安排人员24小时值班，值班室装设外接电指示灯，一旦停电，值班人员随时启动备用电源；
3、定期检查供电线路、绝缘情况；
4
暴雨
天气
现场
恶劣气候条件
1、避开暴雨季节进行明挖施工，开挖过程中，随挖随设排水明沟，引水至集水坑并随时抽排；
2、备足抽水设备及时迅速将雨水排出；
3、基槽最后一层土方开挖时，上足劳力，突击施工，并尽可能选在晴朗天气，及时施作管道及回填，以防雨水浸泡。
4、施工现场加强排水。
5
其它不可预见事故
突发、不可预测
1、加强施工安全检查，发现事故苗头，及时处理；
2、设专门安全检查人员；
3、配备必要的器材。
7.2、重大事故和突发事件应急预案
7.2.1、应急组织机构
为保证施工安全，一旦出现险情，能够及时、迅速、有效抢险，将损失减小到最低限度，成立应急组织机构，机构组成与安全管理组织机构相同。
应急组织机构相关单位公布联系电话，并保证随时畅通。
7.2.2、应急物资
1）应急物资：
工字钢、钢管、钢板、空心砖、砂袋、雨衣、手电、方木、潜水泵等。
2）堆放位置：
堆放在施工场地内，易于存放及搬运处。
7.3、应急预案
7.3.1基槽失稳紧急预案
①基槽开挖前组织一定的支撑等备用；
②严格按基槽开挖施工组织设计分层分段开挖，严格控制开挖高度及坡度，并在规定的时间内架设好钢支撑；
③基槽开挖过程中加强监控量测，建立预警机制；
④基槽边坡坡比不得陡于安全坡度。
在基槽施工过程中，对边坡加强监测，并将结果及时反馈指导施工，确保边坡的稳定。
边坡失稳、局部坍塌时，立即停止开挖，及时回填土方，加设支撑，并妥善做好排水。
⑤基槽开挖前做好基槽降水，并在基槽开挖过程中做好防排水措施。
发生基底突涌或坡壁大量涌水涌土时，立即停止开挖，撤出施工人员机械，严禁重型机械靠近。
回填土方、砂袋进行压堵，立即堵截。
雨季基槽开挖加强基槽防排水措施。
⑥应急物资和机械
在基槽开挖阶段必须备足以下应急物资和机械：
应急物资：
水泥、砂袋、钢板；应急机械：
电动机、潜水泵。
7.3.2现场火灾应急预案
现场设置有木工加工厂、钢筋厂、修理厂等，施工期间用电量比较大，都存在严重的火灾隐患，平时要严格操作规程，多检查易发事故点，当操作不当起火和电线短路引起火灾时不能慌乱，采取如下应急办法：
①第一火灾发现人及时报告项目部并报火警。
②现场负责人安排电工拉断总闸，防止引发电气事故。
③组织的兼职消防人员用灭火器和现场的注水管进行灭火，其余工作人员撤离。
④如果火势很大，自己不能控制火情，立即电话119请求帮助。
八、其它措施及预案
8.1撞坏现有地下管线
现场作业如破坏了现有地下管线，采取以下措施
8.1.1停止钻进
8.1.2立即向单位领导报告。
8.1.3立即向管线相关单位报告。
8.1.4原地等待，直到相关人员到场，指认事故地点。
8.1.5配合抢修人员进行抢修。
8.1.6将所有原始施工资料、管线调查资料、施工记录资料准备齐全，上交有关单位。
8.1.7如实填写事故报告
8.2泥浆制备及控制措施
泥浆是定向穿越中的关键因素，我们将针对不同的地层采用不同的泥浆，我们将采取以下措施：
8.2.1水源采用自来水，在水中加纯碱，提高水的PH值。
8.2.2按事先确定好的泥浆配比用一级膨润土加上泥浆添加剂，配出合乎要求的泥浆。
8.2.3所用的泥浆添加剂有：
磺化沥青（降滤失）、聚丙烯酰胺、改性聚丙烯酰胺（提粘）、防塌降滤失剂等。
8.2.4为了确保泥浆的性能，使膨润土有足够的水化时间。
8.2.5废泥浆的处理：
钻机场地内挖一个2m*2m*1.5m泥浆回收池，回收不了的泥浆排送到指定的位置。
8.2.6不同阶段对泥浆的要求：
1）钻导向孔阶段要求尽可能将孔内的泥沙携带出孔外，同时维持孔壁的稳定，其基础配方是：
7—8%预水化钠基膨润土+0.2—0.4%增加剂+0.3%降滤失剂。
2）预扩孔阶段要求泥浆具有很好的护壁作用，防止地层坍塌，提高泥浆携带能力，其基础配方是：
7—8%预水化钠基膨润土+0.3—0.5%增加剂+0.4%降滤失剂。
3）扩孔回拖阶段要求泥浆具有很好的护壁、携沙能力，同时还有很好的润滑能力，减少摩阻和扭矩，其基础配方是：
7—8%预水化钠基膨润土+0.3—0.5%增加剂+0.4%降滤失剂+2—3%的润滑剂（RT—998）。
4）在施工过程中，泥浆的使用是必须也是非常重要的环节，在施工过程中泥浆有可能外溢到地面上，必须及时组织人员进行清理。
九、施工质量保证措施
为确保本工程顺利完工，实行全面质量管理制度，将质量保证落实到每
个头上，成立专门生产指挥系统，配备质量监测、施工技术、工程测量、安全监督等为骨干的管理机构。
健全岗位责任制，以工序质量控制为中心，设立质量控制点，严格工序质量检查，合格后方可进入下一道工序。
9.1、管理措施：
9.1.1、认真贯彻规范设计要点及施工方案，并详细进行技术质量交底，做到现场施工人员人人心中有数。
9.1.2、在施工作业时，严格按国家颁发的验收规范、操作规程和工程质量检验评定标准进行施工活动，坚持按图施工，如发现质量问题，应及时采取有效措施，坚决不留隐患。
9.1.3、设专职质量员，负责施工过程中的质量检查和监督，加强原材料的质量管理。
9.1.4、做好各施工环节的质量检查，不合格原材料不得使用，上道工序不合格，不得转入下道工序，及时做好隐蔽和分项工程检验。
9.1.5、对工程质量较重要的易发生差错的工序和环节设置管理点，实行三级验收制度，即班组100%自检，施工员100%核检，质检员100%督检。
9.2、技术措施：
9.2.1、认真做好测量定位放线，严格控制定位线、标高、垂直度，经自检后报甲方、监理复查后方可继续施工。
9.2.2、各分项工程做好自检、互检、交接检验。
每道工序必须自检合格后才能通知建设单位和监理核验。
尤其是终孔验收，每个井都要逐个下井验收做好记录，并经勘察、监理单位人员验收。
9.2.3、认真做好施工记录，终孔验收记录等。
及时办理各种验收签证手续，定期检查工程质量，保证资料的收集、整理、审核与工程同步进行。
9.2.4、原材料进场必须有材料质保书或试验报告，各种成品、半成品进场必须有产品合格证，无证材料一律不准进场，对有疑义的材料必须进行复验，试验合格后才能使用。
十、安全文明生产措施
10.1施工人员要认真学习有关施工文件、施工组织设计和施工技术规范，强化施工安全质量意识，严格按质量标准办事。
10.2严格执行安全生产制度，安全员跟班现场检查，发现不安全因素及时解决。
10.3工作人员统一着装，穿戴好劳保护具。
10.4专人负责电器电路，非电工人员不得随意乱动电器设备。
10.5严禁在设备运转时进行维护保养，遵守各项安全操作规程。
10.6严禁在钻机旋转时使用管钳进行夹持操作。
10.7工作人员横穿公路时，先观察是否有车辆通过，确认安全再通行。
10.8工作坑周围要设置围栏，夜间设置标识，坑中作业戴好安全帽。
10.9严禁酒后作业。
10.10在施工过程中，非司钻人员不要触摸钻机，以免触电发生危险。
10.11实行文明施工，减少工地周围环境污染，保持清洁卫生，做到活完场清。
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