盾构区间联络通道安全专项施工方案.docx
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盾构区间联络通道安全专项施工方案
武汉市轨道交通2号线南延线第六标段土建工程
秀~藏区间联络通道安全专项施工方案
编制：
日期：
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审核：
日期：
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审批：
日期：
.
二零一七年十月
武汉市轨道交通2号线南延线第六标段土建工程
秀~藏区间联络通道安全专项施工方案
一、编制依据及原则
1.1编制依据
1、武汉市轨道交通2号线南延线第六标段土建工程秀藏区间联络通道及泵房设计图纸；
2、武汉市轨道交通2号线南延线第六标段土建工程秀藏区间联络通道防水计图纸；
3、武汉市轨道交通2号线南延线第六标段土建工程秀湖站~藏龙东街站区间隧道地质详勘资料；
4、地铁设计规范（GB50157-2013）；
5、地下工程防水技术规范（GB50108-2008）；
6、地下铁道工程施工及验收规范（GB50299-1999）（2003版）；
7、城市测量规范（CJJ8-99）；
8、混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2015）；
9、混凝土质量控制标准（GB50164-2011）；
10、地下防水工程质量验收规范（GB50208-2011）；
11、城市轨道交通技术规范（GB50490-2009）；
12、铁路隧道施工技术安全规则（TB404-87J）；
13、锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB50086-2015）
14、钢筋机械连接技术规程（JGJ107-2016）
15、我公司多年来地铁施工方面的施工经验和研究成果及现有的施工管理水平、技术水平、机械设备配套能力以及资金投入能力
1.2编制原则
1、贯彻“安全第一、质量为本”的总体原则科学设计，指导现场规范化施工，并以确保安全施工为前提；
2、保证施工安全、工程质量、文明施工和环境保护等相关符合技术标准和有关法律、法规要求，确保各项目标实现；
3、确保联络通道施工的安全、顺利，保证联络通道施工工期。
4、坚持执行设计文件、技术规范和标准的要求，正确选择施工方案，实行全面质量管理措施。
5、坚持优化技术方案和推广应用“四新”成果的原则，在施工中发扬创新精神，以科技为先导，应用新技术、新材料、新工艺、新设备，积极寻求全方位的合理化建议，对技术方案进行不断的优化。
二、工程概况
2.1工程概况
武汉市轨道交通2号线南延线第六标段土建工程包含一站一区间：
秀湖站（含）～藏龙东街站（不含），一站一区间主体结构及其附属工程。
业主单位：
武汉地铁集团有限公司
设计单位：
北京城建设计发展集团股份有限公司
勘察单位：
长江勘测规划设计研究有限责任公司
监理单位：
广东铁路建设监理有限公司
承建单位：
中铁一局集团有限公司
1、秀湖站~藏龙东街站区间（以下简称秀~藏区间）
武汉市轨道交通2号线南延线第六标段土建工程秀~藏区间由秀湖站出发，沿光谷大道敷设，向东拐至高新六路与藏龙东街站相接。
本区间线间距12.7～15米，线路平面最小半径为365m，纵断面最小曲线半径为3000m，采用“M”字坡，隧道覆土埋深7.7m~15.1m。
区间采用盾构法施工，由秀湖站南端头始发，藏龙东街站北端头接收。
区间里程右DK38+490.000、左DK38+493.000处设1号联络通道，通道中心长度7m,联络通道拱顶埋深9.6m。
图2.1.1秀~藏区间1号联络通道总平面图
在里程右DK38+990.000、左DK38+979.500处设2号联络通道（与废水泵房合建），通道中心长度7.3m,联络通道拱顶埋深14.6m。
图2.1.2秀~藏区间2号联络通道及泵房总平面图
2、区间隧道结构概况
秀~藏区间隧道均采用盾构法施工，结构形式为圆形隧道，管片外径6.0m，内径5.4m，厚度0.3m，宽度1.5m，分块数为6块（管片由一块封顶块、两块邻接块、三块标准块构成）。
环间采用错缝拼装。
管片砼等级为C50，抗渗等级P12。
区间管片采用普通型Ⅰ型和加强型Ⅱ型两种管片，衬砌环采用通用楔形环，楔形量为45mm（双面楔形量）。
区间1、2号联络通道正线隧道相接处的两环管片，设计为可切割的管片，含此特殊管片的两衬砌环采用通缝拼装。
2.2周边施工环境
1、盾构下穿管线情况
区间沿线地下管线主要是排水管、给水管、燃气、电力、电信和路灯，大部分埋深小于3m，无需改迁。
1号联络通道位于武汉传媒学院东北角树林中，上部无市政管线，周边50m范围内无邻近建（构）筑物，地面条件较好。
通道临建一根PVCφ800雨水管线，平面净距约21.4m。
2号联络通道及泵房凤凰台北侧128m位置。
左线位于光谷大道上方，右线位于非机动车道上部。
右线14位置有一根110KV高压电塔，周边50m范围内无邻近建（构）筑物。
上部管线埋深均在2m以内，各管线敷设情况见表2.2-1。
表2.2-12号联络通道及泵房上部管线统计表
编号
管线名称
规格
埋深
位置
备注
1
给水
铸铁φ600
1.5m
斜穿隧道左右线上方
2
电力管廊
10KV，3根
1m
斜穿隧道左右线上方
3
雨水
YSφ500
1.8m
斜穿隧道左右线上方
4
污水
WSφ300
1.5m
斜穿隧道左右线上方
6
信息网络
光纤
1m
斜穿隧道左右线上方
7
燃气
φ426中压
2m
与通道平面净距约22.7m
2.3工程地质及水文情况
2.3.1区间地质情况
区间场区为剥蚀垄岗、残丘地貌单元。
1号联络通道从上到下各地层分布为（1-2）素填土、（6-2）粉质粘土、（10-1）粘土、（10-4）粘土夹碎石、（17b）灰岩，通道断面位于（10-1）粘土层。
2号联通通道及泵房从上到下各地层分布为（1-2）素填土、（10-1）粘土、（17a-1）强风化碳质岩页硅质页岩、（17a）中风化碳质岩页硅质页岩，通道断面位于（17a）中风化碳质岩页硅质页岩层。
地层岩性分述如下：
⑴第四系人工填土层（Q）
素填土（Qml）（1-2）:
主要为灰黄色粉质粘土、粘土，混杂少量砖渣、碎石、植物根茎等。
厚度0.4～11.1m，埋深0～3.8m。
⑵第四系全新统冲层（Q4al）
粉质粘土、粘土（6-1）：
黄褐色、灰黄色，可塑状。
局部为灰褐色、灰色粉质粘土（6-2）层。
该层为垄岗与坳沟相间区坳沟内沉积物，厚2.0～6.3m，埋深2.1～7.8m。
⑶第四系中更新统冲、洪积层（Q2al+pl）
①粘土（10-1）：
褐黄色、红褐色，夹灰绿色条带，呈可塑--硬塑状，含铁锰质结核及高岭土。
厚度1.0～24.0m，埋深0～9.0m。
全线断续分布。
②粘土夹碎石（10-2）：
棕红色、砖红色，夹灰绿色条带或团块，局部以灰绿色为主，硬塑状，裂隙较发育，裂面光滑。
含少许砾石、铁、锰质结核。
砾石含量约占5%～15%，呈次圆——次棱角状，局部富集，分布不均一。
厚度0.5～22.6m，埋深0.7～12.3m。
全线断续分布。
⑷第四系残坡积层、残积层（Qel+dl、Qel）
粉质粘土夹碎石、碎石夹粘性土（10-4）（Qel+dl）：
灰——灰褐色，碎石成份多为泥岩风化碎块和砂岩岩块，直径一般在2～6cm，含量20%～60%不等，结构松散。
厚度1.7～40.4m,埋深7.9～30.1m。
⑸二叠系（P）（17）
灰岩（17b）：
灰色，坚硬，微晶——细晶结构，含较多生物碎屑，具缝合线构造，顶部见瘤状隧石结核，底部层间夹炭质页岩或煤线。
厚度约190m。
2.3.2区间水文地质情况
⑴上层滞水：
主要赋存于人工填土，含水层含水与透水性不均，受大气降水、地表水及人类生产、生活用水补给，勘察期间测得上层滞水水位埋设一般1.2~3.3m，水位标高29.05~33.66m。
⑵岩溶水：
场地均有分布，主要赋存于观音山组（T1g）薄层灰岩，栖霞组灰岩（17b）的溶洞和裂隙中。
水位标高一般22.10~25.30，承压水头9.80~14.70m。
⑶抗浮水位采用场地自然地面标高。
2.4主要工程数量
表2.4-11、2号联络通道主要工程数量表
项目名称
单位
工程数量
备注
1号联络通道
2号联络通道及泵房
开挖土石方
m³
96.61
200.8
C25初支喷砼
m³
26.69
50
抗渗等级P6
初支钢筋及连接型钢
t
6.32
9.8
φ22锁脚锚杆
m
180
200
C35二衬混凝土
m³
49.67
106.02
抗渗等级P10
二衬钢筋
t
10.97
18.52
三、整体施工组织
3.1施工原则
1、工期目标
在保证施工安全的基本条件下，整个施工过程都应围绕着不影响盾构掘进这一问题合理安排施工工序，采取可靠施工措施、做好现场安全文明工作，以确保联络通道顺利完成。
3.2施工准备工作
了解联络通道上方是否有地质钻孔，地质钻孔是否已经用水泥浆封住，如没有则需在施工前把它封好。
管片破除前要对管片背后地层进行探孔验证，若与详勘报告吻合，方可破除管片。
为防止破洞时管片产生较大的位移，在管片环设置临时支撑。
3.3施工技术准备
1、熟悉和审查施工图纸
检查施工图纸是否齐全和完整、是否符合国家有关设计规范和施工规范的原则要求。
针对本工程的特殊性，结合现场施工条件，研究施工图纸规定的施工方法、技术措施和施工程序的合理性、安全性和施工可行性，提出合理化建议，并及时将意见反馈给监理人员和设计人员，使施工设计更合理、更安全、更完善。
检查施工图纸及其说明书的技术要求是否明确，前后是否一致、内容有无错误、遗漏和相互矛盾之处。
明确本工程的关键工序和关键技术，采取科学的施工方法确保施工的安全和工程目标的实现。
2、原始资料调查
（1）自然条件调查
调查施工期间的气象情况，包括气温、降水量和地下水位变化规律，调查暗挖通道地表周边的地形、管线设施和地下障碍物的布置情况，调查联络通道上方是否有地质钻孔没封好。
（2）有关施工条件调查
调查建材供应、交通运输、机械加工、机具供应等情况。
3、编制专项施工方案、作业指导书并下达技术交底
根据本工程的特点，按照施工图纸要求、结合暗挖通道工程经验，编制施工方案。
施工方案需经专家审核，并报监理、业主单位审批后，编制相应的作业指导书。
对现场技术员、作业队伍进行书面交底。
3.4施工物资准备
1、材料准备
根据进度计划和施工图纸内容，作好材料需求计划，落实材料供应商，确定材料仓库和堆放场地。
做好进场材料送检工作，进场钢筋需经检验合格后方可使用。
本次施工的联络通道防水材料及砼配合比检验周期较长，需提前做好相关准备工作。
2、施工机具准备
根据施工方案和进度计划的要求，编制施工机具供应计划，落实机具数量、进场日期、进场途径、退场日期、安放场地和配套的维修保养计划。
表3.4-1拟投入主要机械设备表
序号
设备名称
规格型号
功率/参数
数量
备注
1
混凝土搅拌机
JZC-350
5.5KW
1台
2
风枪
7655
0.63Mpa
5把
3
风镐
G10
0.63Mpa
5把
4
注浆机
BW-12550
15KW
2台
1台备用
5
钢筋弯曲机
GW40
1台
6
钢筋切割机
GQ-40
1台
7
钢筋调直机
GT4/14
Φ4-Φ14
1台
8
交流弧焊机
B*3-330
21KW
2台
9
交流弧焊机
B*2-500
45KW
2台
10
砼干喷机
TK-961
5m3/h
2台
1台备用
11
轴流风机
SDF-NO12.5
12.5kw
1台
12
装载机
ZL-50C
3m3
1辆.
13
砼泵
HBC80C
60-80m3/h
1台
14
龙门吊
45t
45t
1台
15
空压机
41-20/8
20m3/min
2台
16
岩石分裂机
1台
3.5人员配置
1、安全质量管理组织人员
表3.5-1安全质量管理人员表
序号
姓名
职务
职责
备注
1
项目经理
联络通道施工统筹管理
2
项目总工
联络通道施工技术指导
3
安全总监
联络通道施工安全管理
4
项目副经理
施工队伍协调、生产进度管理
5
安质部部长
联络通道施工安全现场实施
6
工程部副部长
联络通道施工技术现场实施
7
助理工程师
联络通道施工质量检查
8
测量主管
联络通道测量施工
9
安全员
现场安全管理
1、组织专业施工班组
根据施工方案和施工进度计划，调整、充实我部现有的专业施工班组，特别是加强喷射砼班组和暗挖施工班组。
2、进场教育
在施工人员进场时，做好质量技术安全教育、文明施工及工地防火教育。
按管理体系逐级交底，明确进度安排、安全技术措施、质量保证措施、主要工程量及其质量标准，建立和健全工地管理制度。
表3.5-2拟投入劳动力计划表
序号
工序名称
杂工
电工
电焊工
1
管片壁后注浆
4
1
2
管片破除
6
2
2
3
初期支护
10
2
4
4
二衬
10
2
4
3.6施工进度计划
1号联络通道和2号联络通道及泵房施工均由盾构右线向左线方向施工，先破除盾构右线管片进行开口施工，初支开挖至右线管片外侧，进行二衬施工，待二衬施工完成后进行左线管片开口破除施工。
工期的总体安排主要考虑了以下几方面的影响因素：
1、总体工期的要求
联络通道工期总体策划要求，考虑施工工程量、施工难度等各种因素，结合本工程具体情况安排联络通道工程进度。
2、工期计划
工期安排详见表3.6-1～2。
表3.6-11号联络通道工期安排
项目名称
工期
用时
备注
联络通道及泵房
管片壁后注浆
2017.12.15-2017.12.17
3天
管片破除
2017.12.18-2017.12.20
3天
初支开挖
2017.12.21-2018.1.1
12天
二衬施工
2018.1.2-2018.1.11
10天
合计
2017.12.15-2018.1.11
28天
表3.6-22号联络通道及泵房工期安排
项目名称
工期
用时
备注
联络通道及泵房
管片壁后注浆
2018.1.1-2018.1.3
3天
管片破除
2018.1.4-2018.1.6
3天
初支开挖
2018.1.7-2018.1.21
15天
含泵房开挖
二衬施工
2018.1.22-2018.2.5
15天
含泵房钢筋绑扎
合计
2018.1.1-2018.2.5
36天
3.7进度保证措施
工程进度按照工序进度计划表的时间计划，提前做好各工序施工前的人员、机械和材料的准备，使各工序衔接紧密，提高工作效率，保证安全和质量的前提下按期完工。
对工期影响较大的重要工序是联络通道土方开挖，由于通道洞身地质情况较好，联络通道采取台阶法开挖。
施工中根据工程进度随时增加设备、材料和作业人员的投入，加强安全防范措施，确保按期完成联络通道施工。
3.8施工通讯、通风、照明、排水
1、施工通讯
作业中的通讯采用对讲机相互联系，满足施工需要。
2、施工通风
由于1号联络通道和2号联络通道及泵房分别处于左右线盾构隧道1/3、2/3处，施工期间左右线隧道未贯通，采用隧道内风机送风，同时配备轴流风机辅助通风。
3、施工照明
施工区域内采用36V低压照明。
照明线和动力线（缆）从盾构隧道内的供电系统接驳点接入，安装在联络通道的侧壁上部，并做好敷设绝缘措施。
隧道内必须有足够的照明，隧道内照明必须按标准进行布设、安装。
4、施工排水
联络通道洞内渗漏水和施工废水经通道内抽排系统引至正线盾构隧道，由盾构隧道的排水系统引排至场内的沉淀池，经沉淀后排入指定市政排水管道。
四、施工方案
根据盾构施工进度情况，区间1号联络通道和2号联络通道及泵房开挖初支工作面均放在右线，注浆材料设备、钢筋、模板等材料均从秀湖站南端头井采用龙门吊上下物料，洞内运输采用电瓶车运输。
二衬混凝土由电瓶车水平运输至联络通道处采用地泵送进模板再由人工浇筑。
图4.1联络通道施工流程图
盾构施工时联络通道处及其前后环采用加强型钢筋混凝土管片。
联络通道施工前采用水平探孔检查地下水情况及地层稳定性。
并在特殊衬砌环中不开口部位安装临时支撑等，以控制施工时衬砌环变形。
切割机在特殊管片处按对应位置切割开口。
施做闭合环框梁，待环框梁达到设计强度后才能进行联络通道开挖，联络通道采用台阶法开挖。
在联络通道洞口应先开挖上部断面，逐渐扩展为全断面开挖，对洞口锁口梁处应反向扩挖。
在开挖及反向扩挖过程中，密切观测土层的稳定性，必要时进行掌子面喷锚支护。
分段、分区施工临时支护（由格栅钢架和钢筋网、喷射砼构成）；联络通道开挖贯通后采用分层向下开挖泵房，并及时进行格栅钢架支护，网喷混凝土，施作防水层和二次模筑混凝土。
现浇联络通道钢筋砼二衬。
泵房处二衬应与相接口处的联络通道二衬同时浇筑，必要时在泵房口设施工缝。
当结构混凝土强度达到设计要求后，拆除模板及其支撑，施作联络通道的地坪，安装防火门。
为确保隧道净空满足设计要求，施工过程中隧道预留沉落量按5cm考虑。
4.1隧道内型钢支撑
联络通道管片破除前，为防止开孔引起盾构隧道管片发生应力变化而导致管片变形和损坏，需在两环开口环各架设一榀钢支撑，与开口环前后相邻两环（每环设置一榀钢架），左线共计6榀钢支撑，右线共计6榀钢支撑，同时为了保证盾构隧道内有足够的施工通道运送材料机具，在内支撑中间预留施工通道。
型钢内支撑采用I25b、I40b型钢、10槽钢和20mm钢板加工，上部分及两侧不少与七个支点，支点采用50t机械千斤顶支撑，可随时调整支撑力。
型钢内支撑见图4.1.1~4.1.3。
图4.1.1开口环钢支撑布置图图4.1.2相邻环钢支撑布置图
图4.1.3钢支撑纵向布置图
4.2管片拆除切割
（1）测量放线
采用水准仪和全站仪准确测量出联络通道洞门四边边线，并在管片上明确标出。
同时需要考虑洞口圈梁厚度。
（2）水平探孔
联络通道管片切割前在管片切割范围内打设水平探孔，水平探孔直径为50mm，深度2.5米，探孔原则上设置为3个，通过对土芯完整程度的分析及钻孔速度的快慢、钻孔出水的清浊及水压，来判断对掌子面前方地质情况，根据钻孔的出水量及水压可判定前方围岩的富水情况及涌水可能性的大小。
根据预报及探测的结果，分析判定围岩的级别，决定是否采取预注浆或超前支护、加强支护等措施。
（3）管片破除
根据详勘、补勘、盾构隧道掘进施工情况及超前地质预报，基本探明了联络通道的地质情况，根据地质情况和联络通道覆土情况（各地层岩性、厚度、赋水等特征）和地表建筑物对联络通道的开口稳定性进行初步判断。
联络通道处的盾构隧道衬砌采用特殊环混凝土管片，在设计联络通道处相邻2环管片采用通缝拼装。
联络通道右线开口位置拆除块为A3块，左线位置开口块为A1块。
为沿管片上用墨线或油漆重新进行标识，并采用手持式切割机切割深度约50mm深的开口，切割时沿标识线进行切割。
对破除区域内的管片采用风镐对既有管片进行破除。
破除时先破除上部管片，再进行下部管片的破除。
下部管片破除后，即可进行开口处闭合环框梁施工。
管片破处时时刻观察开口、管片的变化情况，必要时立即停止切割，采取相应措施。
对开口区域管片加固完成后，即可进行管片破除工作。
先破除拟开挖位置管片，待联络通道初支开挖和二衬完成后，在进行对面管片破除。
图4.2-1开口位置特殊环管片图
（3）管片破除安全技术措施
A、为保证联络通道开口位置正确，需对测量放线的基准点进行复核。
B、根据联络通道处管片的配筋情况，避开钢筋。
C、对切割机方向、标高、倾斜度的进行准确定位，确保切割机切割线路准确，切割切口符合要求。
D、为保证联络通道开口的安全和施工质量，安全员和质检员要进行全过程的监督检查。
E、为掌握管片拆除过程的管片位移情况，全过程进行管片变形观察和监控。
F、为保证超前加固效果，超前锚杆或超前导管需按要求准确设置，其尾部与洞口圈梁主筋牢固焊接。
4.3闭合环框梁施工
管片开口后沿特殊管片开口四周1/2管片厚度处植C16@200钢筋，一端伸入管片250mm，另一端伸入闭合框架梁400mm（弯折150mm）。
闭合框架梁采用C40防水砼模筑，抗渗等级P10,及时浇筑框架梁，避免结构出大的变形。
图4.3.1闭合环框梁配筋断面图
1、植筋
（1）植筋施工流程：
施工准备→植筋部位定位→钻孔→吹尘→清刷→注胶植筋→固化→清理→自检→提交自检报告→验收。
（2）主要施工方法及施工工艺
为保证施工质量，严格按图纸施工，在植筋胶水进场时严把质量关。
施工过程中按施工规范操作。
A、观察原有钢筋部位分布情况，保证植筋位置正确，植筋位置应避开原有主筋，并位于管片厚度1/2处。
B、用冲击钻进行作业施工，在钻孔过程中，如钻在原钢筋上，应停止钻孔换位后重钻。
钻孔应垂直作业面，不能倾斜，并保证钻孔深度符合设计要求，孔深偏差应少于5mm。
钻孔深度应避免较大的波动。
C、钻孔完毕应立即用电动清孔气筒及钢丝刷进行清孔，要求孔内保持清洁干燥，确保孔洞内壁无粉尘。
D、钻孔完毕，准备钢筋。
要求钢筋植入端必须清洁，如遇钢锈、杂质，要用纱布磨出金属光泽。
在注胶前必须经质检员验收，符合要求即可进行注胶植筋。
E、手动注射枪将植筋胶注入孔洞内，从孔底后退式注胶，注意控制注入量。
F、人工把钢筋螺旋插入孔中，并敲击钢筋，使其端头顶入孔底部。
然后将挤出表面的胶清理干净。
此道工序完成后，要求在植筋胶固化期内不得碰动钢筋，不得施加荷载。
20°C下，植筋胶固化时间为45分钟。
G、植筋后的钢筋连接如采用焊接的方式，焊接点应距离洞孔15d，并应用湿布覆盖根部，防止焊接时的热力破坏植筋胶，影响钢筋与混凝土的握裹力。
H、洞口圈梁模板采用20mm厚胶合板，混凝土采用区间中的电瓶车运送。
完成混凝土浇注，养护达到设计强度的70%后再进行联络通道土方开挖。
4.4联络通道及泵房洞身开挖及初期支护
联络通道开挖施工严格遵循“管超前、严注浆、强支护、短开挖、早封闭、勤量测”的施工原则。
1号联络通道围岩类别属于（10-1）粘土层，洞身埋深约8.8m，2号联络通道围岩类别属于（17a）中风化碳质岩页硅质页岩，洞身埋深约9m。
均采用台阶法开挖。
在联络通道洞口应先开挖一较小断面，逐渐扩展为全断面开挖，对洞口锁口梁处应反向扩挖。
在开挖及反向扩挖过程中，密切观测土层的稳定性，必要时进行掌子面喷锚支护。
4.4.1超前小导管注浆及超前砂浆锚杆施工
（1）1号联络通道超前小导管注浆
开挖时要在拱顶提前进行超前小导管注浆，按设计要求环向间距0.3米，纵向间距1米，入射角10°~20°，在拱顶180°范围内安装3米长Φ42小导管，再用水泥浆采取“注一跳一”间隔注浆法对将要开挖的土体进行超前加固。
如图4.4.1.1
注浆为单液浆，水灰比为1:
1，注浆压力一般情况按照0.3~0.5MPa控制，注浆全过程及时监测管片变形情况。
注浆时要连续作业，不得任意停泵，以防管路堵塞。
注浆过程如掌子面漏
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