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工程钢板桩施工方案.docx

工程钢板桩施工方案

 

工程建设项目01标

 

导航墙钢板桩工程

施工专项方案

 

安徽##工程有限责任公司

二〇一八年八月

一、编制依据

1、工程《导航墙施工图设计》正式设计图纸;

2、《冷弯钢板桩》GBT29654-2013;

3、水运工程质量检验标准JTS257-2008;

4、涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级GB8923-2011;

5、工程测量规范GB50026-2007;

6、其他现行工程质量检验标准;

7、以上标准如有修订,按新修订的标准执行。

二、工程概况及特点

1.工程概况

 

船闸按Ⅳ级标准建设,设计船型为500吨级兼顾1000吨级船舶。

闸室尺度200×23×4.0米(长×宽×门槛水深)。

上下游主导航墙均采用钢板桩结构,上下游主导航墙长均50m。

上游辅导航墙为钢筋砼扶壁式结构,考虑桥梁跨度在该处不宜太大,否则影响桥梁纵坡,进而影响道路改建公路与现有道路顺接。

该导航墙为直线型,端部采用半径为20m倒角。

下游辅导航墙为钢筋砼扶壁式结构,顺水流向35m,采用半径为35m倒角,末端与分流岛相连。

南坪船闸航道导航墙采用∪型拉森式钢板桩。

上游导航墙顶标高25.0m,钢板桩段底标高6.0m,采用单锚钢板桩结构,型号(650*250*10)桩长为16m(6.3~22.3m),下游导航墙顶标高为24.5m,钢板桩段底标高3.0m,采用单锚钢板桩结构,型号(650*280*10)桩长17m(4.3~21.3m)。

2.水文地质概况

勘察场地地下水主要为潜水,局部为上层滞水,深层为微承压水,主要赋存在于粉质黏土、粉土中。

上部地下水位受大气降水和河水位影响,近河岸地带地下水和地表水交替条件好,地下水位受河水位影响大,各季节地下水位变化幅度大,河水洪水来时,地下水位上升,洪水退后,地下水位随之下落。

勘察期间实测地下水埋深为0.30~4.30m,地下水水位高程17.90~23.40m;深部地下水对本工程影响不大。

勘察期间船闸上游水位为21.90m,下游水位为18.30m。

场地地下水主要由河水及大气降水补给。

根据相关资料,场地地下水化学类型为HCO3-Ca、Na、Mg型,不含侵蚀性CO2,地下水对混凝土结构无侵蚀性。

3.工程地质

场地

层素填土:

灰褐色,中密,主要由黏性土、粉土组成,局部含少许碎砖和生活垃圾;

1层淤泥灰褐色,流塑,含有机质。

主要分布与浍河河底;②1层粉质黏土灰褐色,软塑,夹粉土薄层;;②2层粉质黏土黄褐色、褐黄色,可塑-硬塑,夹粉土薄层,局部为黏土;②3层粉砂黄褐色,稍密-中密,饱和,夹粉土,黏性土薄层;②4层粉土黄褐色,中密,饱和,夹粘性土薄层。

③层粉土,黄褐色,中密,饱和,夹粘性土薄层;④粉质黏土,黄褐色、褐黄色,可塑,夹粉土薄层,局部为黏土;⑤层粉土,黄褐色,中密-密实,夹黏性土薄层,局部含砂姜;⑤1层粉砂黄褐色、黄灰色,中密-密实,夹粉土、黏性土薄层局部与细砂互层;⑥层黏土黄褐色,黄褐色,可塑-硬塑,夹粉土薄层,含铁锰氧化物;⑦层粉土黄褐色,密实,饱和,夹粘性土薄层;⑧层黏土黄褐色,硬塑,含铁锰结核和灰白色高岭土团块,局部砂姜富集。

⑧1层粉土黄褐色,密实,饱和含铁质锈斑;⑨层粉土黄褐色,密实,饱和,含铁质锈斑;⑩层黏土黄褐色,硬塑-坚硬,含铁锰结核和灰白色高岭土团块,局部砂姜富集。

 

地基土力学指标和地基容许承载力(f)值表

参数

 

地层

抗剪强度

压缩模量

Es

0.1-0.2

(MPa)

地基容许

承载力f

(kPa)

快剪

固快

内摩擦角φq

(度)

粘聚力Cq

(kPa)

内摩擦角φc

(度)

粘聚力Cc

(kPa)

②1

11.3

22.2

8.3

21.6

5.75

120

②2

11.5

41.6

12.3

50.1

9.36

180

②3

19.5*

/

/

/

/

150

②4

22.8

14.6

10.06

120

20.1

16.6

21.2

20.1

10.85

120

10.4

35.5

12.8

35.4

7.89

200

19.5

16

22

18.1

10.66

160

⑤1

20.5*

/

/

/

/

200

11.5

39.6

12.4

38.9

9.07

220

18.7

21.6

20.7

21.8

10.74

180

13

52.5

13.1

53.9

11.15

260

⑧1

20.5*

/

/

/

11.0*

200

20.7

26.4

19.8

24.8

10.49

200

13

64

15.2

74.6

12.77

280

注:

地基容许承载力(f)值依据《渠化工程地质勘察规范》(JTJ241-2010)*为经验值。

有关渗透系数试验指标

层序

垂直渗透系数Kv20

(cm/s)

②1

5.0*10-6

②2

3.17*10-6

②3

25.0*10-6

②4

54.2*10-6

27.0*10-6

10.3*10-6

79.6*10-6

12.6*10-6

根据《港口工程桩基规范》(JTJ254-98)和《港口工程灌注桩设计与施工规程》(JTJ248-2001),提供有关桩基础岩土设计参数,见下表。

桩基岩土设计参数表

桩型

 

地层

预制混凝土挤土桩

钻孔灌注桩

桩侧极限摩阻力标准值qf

kPa

桩端极限阻力

标准值qR

kPa

地基容许

承载力f

kPa

桩周土极限侧

阻力标准值qfi

kPa

②1

30

120

30

②2

40

180

45

②3

40

1300

150

45

②4

30

600

120

40

35

650

120

40

③1

50

1400

150

45

50

800

200

45

45

1400

160

40

⑤1

65

2100

200

50

60

1500

220

50

50

2100

180

45

75

2000

260

65

⑧1

50

2400

200

45

50

2500

200

45

85

2200

280

70

 

本拟建工程涉及的疏浚岩土主要是场地⑦层以上的地层,现根据《疏浚岩土分类标准》(JTS/T320-96)和场地岩土的工程特性,确定场地疏浚岩土的分级,见下表

岩土类别和分级表

层序

地层名称

岩土类别

疏浚工程等级

标贯击数N

天然重度(kN/m3)

素填土

黏性土类

4

6

/

②1

粉质黏土

黏性土类

3

4

19

②2

粉质黏土

黏性土类

4

9

19.3

②3

粉砂

黏性土类

3

11

/

②4

粉土

黏性土类

3

9

19.8

粉土

黏性土类

3

16

19.7

粉质黏土

粘性土类

4

13

18.8

粉土

粘性土类

4

19

19.7

⑥)

黏土

黏性土类

5

18

19.3

粉土

粘性土类

4

28

19.7

三、施工管理组织

为做好浍河南坪船闸工程导航墙施工工作,项目部专门成立领导小组,项目经理任组长、副经理和总工任副组长,下设安全管理部、工程技术部、材料设备部、财务部等部门为成员。

安全管理部负责严格施工全过程的安全控制,并做好记录;工程技术部负责现场人员、机械、材料等的调度,保证施工生产正常有序推进;材料设备部负责材料采购和定期检查、监督施工现场的设备配备及管理情况,确保机械设备满足施工需要。

导航墙施工领导小组组织框图

 

四、施工部署

领导小组组员及职责

职务

姓名

职责

项目经理

负责全面组织、协调管理工作

常务副经理

负责全面组织、协调管理工作

项目总工

负责全面技术管理工作

生产负责人

现场施工组织

质检负责人

负责现场测量

专职安全员

负责现场施工安全

材料设备负责

负责材料设备进场等工作

试验负责

负责现场试验工作

施工班组长

负责现场施工作业人员管理

建立健全以项目经理负责制为核心的各岗位责任制,做到思想、组织、措施、队伍、物资“五落实”,实行统一领导,分工负责,调动各方面力量,共同做好南坪船闸工程导航墙施工的各项工作。

五、钢板桩桩墙允许偏差

1、南坪船闸采用冷弯钢板桩作为建设物主体,工法上先施打,后开挖。

保证钢板桩墙面的平整垂直及桩墙纵轴向的线性平直是工程的难点和重点。

本项目冷弯钢板桩沉桩允许偏差

序号

项目

允许偏差(mm)

1

桩顶水平偏差

±50

2

垂直板桩纵轴线方向

1/100

3

沿板桩墙轴线方向

1/125

4

桩顶标高偏差

+100、-0

2、冷弯钢板桩欧洲标准;

3、冷弯钢板桩特性;

(1)冷弯钢板桩长超过一定长度后,钢板桩锁扣减弱。

(2)冷弯钢板桩抗弯强度较低。

(3)冷弯钢板桩传导桩锤激振力衰减较大。

六、施工准备及安排

(一)班组人员配置

序号

职责

数量

备注

1

现场负责人

1

2

技术负责人

1

3

司吊指挥

1

4

桩机操作手

1

5

吊机操作手

1

6

挖机操作手

1

7

扶桩工

3

8

电焊工

3

兼水刀操作

(二)主要设备配置

序号

名称

型号

功率

数量

备注

1

打桩机

日立EX400

1

2

振动锤

PCF350

45/T

1

3

挖掘机

PC200

1

4

吊机

25K-II

25T

1

5

水泵

ZWL80-50-60

22KW

1

远距离坝加增长泵

6

空压机

1

视情况配置

7

钢板桩导向架

12m*3m*1.6m

1

现场制作

8

高压水刀

双管2Φ65*18m

1

9

检测仪器

1

(三)施工现场准备

1、钢板桩堆放现场为就近原则,避免二次搬运造成变形和损伤。

减少临水面漆面擦伤、划痕。

2、堆放场地应平整。

长度为24m,地面铺设枕术,间距3米。

3、周边开设排水沟,防止雨季受重后下陷。

4、附件材料半成品加工现场。

场地条件平整长和宽不少于40m。

并具备吊机能进出厂。

(四)钢板桩进场及码放

1、钢板桩起吊采用2根钢丝绳,4只挂钩的子母索吊法。

保证钢板桩起吊及就位平稳及偏转,防止变形。

2、钢板桩每吊1块。

3、每垛高度不超过6块。

每2块间应用100*100*200方垫木隔离,避免漆面因过重而伤漆和U形槽变形。

4、垛与垛之间间距保持50cm。

5、漆面与非漆面分类码放,并做上标记。

6、钢板桩堆放期间用彩条布覆盖。

七、施工工艺流程

 

钢板桩施工工艺流程图

八、钢板桩施工

(一)材料进场检测

1、桩身完整性检查:

钢板桩全长不应有焊瘤、钢板、角钢或其它突出物,应保持平滑,两端均应切割整齐,上端按拔桩需要开椭圆孔,并焊钢板加固孔周;每三块一组的长度相对误差应在±30mm以内。

2、锁口检查:

钢板桩锁口应光洁,并呈一直线,不应有破裂、缺损、扭曲、死弯及焊瘤等。

用一块长1.5m~2.0m符合类型、规格的钢板桩作标准,将所有同类型的钢板桩做锁口通过检查,检查时采用绞车或卷扬机拉动标准钢板桩平车,从桩头至桩尾进行。

对于检查出的锁口扭曲及“死弯”进行校正。

3、板桩宽度检查:

为确保每片钢板桩的两侧锁口平行。

同时,尽可能使钢板桩的宽度都在同一宽度规格内。

需要进行宽度检查,方法是:

对于每片钢板桩分为上中下三部分用钢尺测量其宽度,使每片桩的宽度在同一尺寸内,每片相邻数差值以小于1cm为宜。

对于肉眼看到的局部变形可进行加密测量。

对于同一片两端宽度相差过大的钢板桩应剔出修整或在合拢时作为楔形桩使用,超差较大的钢板桩应不使用。

(二)测量放样

1、直线定位,拐角定位,并在桩线远端插入永久性定位桩。

2、分段施工的分段定位。

分段法定位参照钢板桩有效宽度作为模数计算实际的施工节点。

3、导航墙起始端钢板桩和尾桩的奇数与偶数。

放样中应考虑奇数与偶数桩的配合。

4、高程定位。

高程定位在永久性桩位上定出高程标记线,并且在已施打合格的钢板桩桩身做好等高高程标记。

(三)导向模架制作

1、导向模架是钢板桩施工工艺中控制钢板桩垂直的关键性工位器具。

根据现场的实际情况,模架高度为3m,长度为12m。

工位段宽度60㎝,两边设上下楼梯。

2、导向架上按钢板桩宽度画出钢板桩锁扣中心线,用白色油漆刷上标记。

(四)基坑开挖

1、根据现场施工情况,对场地进行平整,平整场地前先让测量组将打桩轴线放出来,以钢板桩轴线向两边各开挖1m作为导向架施工槽,施工槽深3m,放坡1:

1.5。

(五)导向架安装

1、在沟槽中心线两侧各一面,纵向间距2m。

插入6m热轧钢板桩。

沉桩5m。

露原地面1m。

定出水平线标高在热轧钢板桩上做上等高线标记。

2、热轧钢板桩锁口侧焊接12*300*300三角形牛腿等高线齐平。

在三角板上部安装2m长25a槽钢作为导向架主梁架的支承坐。

固定前进行水平检测,校平后固定。

3、用25汽吊将导向架起吊后安装后于底坐横梁上,导向架上方安装有4个小型线坠,校对刻度保障导架的水平度和垂直度。

(六)钢板桩施打

1、在导架上按钢板桩模数,确定起点和钢板桩中心线。

第一块钢板桩用上导梁与下导梁各按四块限位板,用螺栓固定。

2、冷弯钢板桩桩口侧翼板切割Φ40圆孔作为吊装孔。

吊孔的开设要连同水刀及进水管同时起吊时的重心作为吊孔中心。

3、在钢板桩下部焊接水刀限位板。

将水刀用小钩吊装入钢板桩凹槽内下端插入限位板。

水刀上部挂钩卡住钢板桩上口端部。

起吊钢板桩。

吊机大钩落于钢板桩上方,索扣连同钢丝绳索住钢板桩吊孔。

徐徐起吊,吊机大臂随钢板桩上扬就位于钢板桩吊点上方。

整桩起吊离地后,移位于导向架上方。

将锁口对准定位卡口由扶桩工微调后,徐徐下落。

桩尖入土后启动高压水泵。

高压水往喷口射向桩端,形成桩前和桩周的土与水形成液化。

依靠钢板桩和水刀的自重在定位卡板的作用下垂直,徐徐下落。

下落到一定程度后,随着摩擦力逐步增大,桩停止下落时吊机脱开吊索。

打桩机桩锤夹口对准钢板桩尾端夹住钢板桩轻启振动使桩身与土及砂的摩擦力减少。

桩身沉至高程30m时,停泵。

振动锤继续加大振动力度至设计高程。

导架内钢板桩插满6-8根,对临水面进场开挖检测。

钢板桩施打成型照片

(七)钢拉杆

1、钢拉杆制作与检验

钢拉杆制作的允许偏差、检验数量和方法

序号

项目

允许偏差

检验数量

单元测点

检验方法

1

单节杆体强度

≥5m

±5.0

抽查10%且不小于3根

1

用钢尺测量

5-10m

±10.0

≥10m

±15.0

2

杆体直径

30-50mm

±0.6

3

用卡尺测量

51-80mm

±0.8

81-110mm

±1.1

3

杆体弯曲(每米)

2

1

用焊口两侧器测量

4

接头处拉杆轴线便宜

5d/100

注:

d为拉杆直径,单位为mm

检验项目、取样数量、取样方法和试验方法

序号

检验项目

取样数量

取样方法

试验方法

1

化学成分

1个/炉批

GB/T20066

按排号所属钢类标准或产品标准中规定的分析方法

2

拉伸

1个/炉批

GB/T2975

GB/T228

3

冲击

3个/炉批

GB/T229

4

尺寸

逐套

整套钢拉杆

卡尺、千分尺、卷尺

5

表面

目视

6

无损检测

10%

单根拉杆

GB/T6402和JB/T5000.15

7

成品拉力试验

2套/批

整套钢拉杆

杆体组装完毕后,施加10%杆体屈服强度拉力,测量拉杆长度,接着增加到0.85倍的屈服拉力,计算变形率δ

注:

表中化学成分是对原材料进行的,拉伸、冲击是对每热处理炉的试件进行的

2、拉杆安装

(1)、钢拉杆在吊运和堆存过程中,避免碰伤螺杆丝扣或使栏杆产生过大变形。

(2)、钢拉杆在临水面和临土面土方回填之前进行安装。

(3)、钢拉杆安装必须顺直。

(4)、拉杆连接铰的转动轴线位于水平面,保证拉杆竖向转动不受限制。

(5)、在两钢板桩之间土体整平并回填至钢拉杆下方10cm后,方可张紧拉杆,张拉完成后,在拉杆底部垫10cm碎石。

(6)、拉杆宜采用旋紧螺母或张紧器初步调整拉杆长度后,再用扭力扳手施加设计预拉力,使全部拉杆逐步拉紧,该工程预拉力为5吨。

(7)、拉杆安装完毕后定期检查应力松弛现象,必要时进行复位。

(8)、拉杆安装后,对连接铰、张紧器和螺母等安装前未做防腐处理的部位以及施工过程中损坏的部位进行防腐处理。

(八)钢板桩垂直偏差的控制

1、第一根钢板桩的锁扣中心线作为分段定位的起始点,上下四块卡板U槽口坠直与钢板桩中心线控制垂直度在有效范围内,在自落与激振过程中有经纬仪检测钢板桩的沉桩过程。

2、第二根钢板桩上下二块卡板U形槽口作为钢板桩中心线。

第一块钢板桩的左右用卡板端部卡住桩身。

第一块钢板桩的锁扣作为第二根钢板桩的导向槽。

3、地下部分土质构成是未知介质,砂层中的卵石、砂浆石、沙性姜黏土等硬性异物与韧性粘土都会产生对桩的挤压,导致钢板桩下口桩形改变必要时采取加大水刀流量。

4、钢板桩锁口受侧面弯曲度和上下弯曲度在同一锁槽发生±偏差值,锁槽摩擦力增大,靠振动锤加大激振力会形成咬口带桩现象。

5、钢板桩在插打过程中高频液压振动锤控制以震荡钢板桩减少桩周和锁扣摩擦力。

(九)辅件加工

1、[32c和[36c导梁采取现场加工连接螺杆孔。

为保证[25c和[28c连接槽钢与[32c和[36c槽钢螺杆孔安装尺寸一致,螺孔加工采用钻孔模加工。

[32c和[36c与[25c和[28c钻孔模具一次成型。

2、导梁在现场加工场胎膜上加工成[]形半成品导梁。

胎膜平面焊接限位板成定位槽,焊接隔架钢板过程中采用分段焊接和间隔焊接,防止导梁受热变形。

冷却后移出定位槽。

3、[25c和[28c槽钢长度为800mm,螺栓M24,开孔为③φ26.断料采用机切。

保证工件的感官质量与形位公差。

4、φ50以上直径的孔用氧气切割成形。

5、保护帽、隔板、支架等小件板材按图纸加工成半成品。

九、计划工期安排

上游导航墙钢板桩施打:

2016年8月15日~2016年9月30日

上游导航墙钢板桩锚碇:

2016年10月1日~2016年12月20日

下游导航墙钢板桩施打:

2016年10月20日~2016年11月30日

下游导航墙钢板桩锚碇:

2017年3月1日~2017年5月1日

十、质量保证措施

(一)钢板桩施工质量保证措施

1、冷弯拉森钢板桩进场由专人负责进行检查验收,超差钢板桩退还厂方。

填写检查验收单。

2、施工技术负责人熟悉施工图纸,掌握施工要点和难点。

学习有关规范和文件。

3、参加操作的工人训练有素,关键工种如起重工,电焊工、电工等进行专门培训,考核合格后方可上岗操作,施工前对职工进行技术交底及技术指导。

4、轴线及高程的测量控制标志,经测量工程师复核验收。

5、各工序必须进行自检和复检,上一道工序不合格不进行下一道工序的施工。

6、各种施工原始记录,质量检查记录完整无缺,与施工同步,有专人填写,收集,整理。

7、每天的工程量会同项目部专职质检部门进行质量检测。

8、轴线和高程经确认后打人永久性桩位做好记号。

在桩位上显示警示标志。

(二)钢板桩施工过程中的常见问题和应对措施

1、地层软硬不均,造成桩下端扭转偏斜。

⑴拔出钢板桩,查看和测量钢板桩桩尖部位的形状及擦痕。

分析偏转的因素。

⑵调整振动锤下落的速度。

⑶调整水刀的压力和流量。

2、钢板桩的倾斜;

由于锤击力作用的位置与相邻钢板桩咬合摩擦力的位置不同,在该处产生扭转力,导致钢板桩向桩墙的前行方向发生倾斜。

入土越深,作用于钢板桩的土压力越大,钢板桩下部宽度减小,反之上部钢板桩在锤击的作用下宽度增大。

⑴在钢板桩锁扣部位涂少量润滑脂,减少锁扣摩擦力。

⑵在钢板桩上部安装手拉葫芦向相反方向收紧锁扣自由公差带。

⑶反向屏风打法纠法。

3、带前桩一起沉桩。

在软土中钢板桩发生倾斜或弯曲,容易出现“一起沉桩”现象。

相邻钢板桩的承载力由桩侧摩擦力和桩端承载力组成,当在打钢板桩的锁扣摩擦力超过相邻钢板桩的承载力时就会发生沉桩现象。

⑴检查钢板桩的锁扣,对锁扣变形、扭曲的钢板桩不予使用;同时在钢板桩的锁扣内涂抹黄油以减少摩擦。

⑵钢板桩下沉过程中如果发生带桩应当停止沉桩并向上拔出,拔出后重新对锁扣,保证锁扣垂直度减少锁扣的摩擦阻力。

⑶对前面相邻钢板桩锁扣位置采用现场焊接增加已打钢板桩的摩擦力防止后续钢板桩的带桩。

沉桩

十一、安全措施

(一)安全控制措施

1、施工人员按本工种安全操作规程进行施工生产;定期和不定期地组织安全检查,发现隐患及时整改;施工过程中要注意防火放电,降水、风暴等袭击,做好防护工作;进入现场带安全帽,驾驶员、电工特殊工种持证上岗;夜间施工保证有足够的灯光、保证现场视线清晰;

2、在总配电箱和开关箱内设漏电保护器,并实行一机一闸制。

停用设备时拉闸断电,锁好开关箱。

3、使用设备前按规定穿戴配备好劳动防护用品,并检查电气装置保护设施是否完好,严禁设备带病运转。

4、严禁违章作业、违章指挥。

实行奖惩制度,对于违规作业者,给予经济处罚,安全完成施工者给予奖励。

(二)高空作业安全措施

1、操作人员持证上岗。

操作时佩戴安全帽、安全带、穿防滑鞋。

2、脚手架架设作业时,按形成基本构架单元的要求逐排、逐跨和逐步地进行搭设,矩形周边脚手架宜从其中的一个角部开始向两个方向延伸搭设。

确保已搭部分稳定。

3、在架上作业人员穿防滑鞋和佩挂好安全带,保证作业的安全,脚下铺设必要数量的脚手板,并铺设平稳,且不得有探头板。

当暂时无法铺设落脚板时,用于落脚或抓握、把(夹)持的杆件均为稳定的构架部分,着力点与构架点的水平距离不大于0.8m,垂直距离不大于1.5m。

位于立杆接头之上的自由立杆不用作把持杆。

(三)钢板桩施工安全保证措施

1、在打桩前对所有施工人员及机械操作人员进行安全技术交底。

2、液压打桩机及其他特种机械具有出厂合格证明,打桩机操作人员及其他特种作业人员持证上岗,并严格按照各自的安全操作规程施工。

3、进去施工现场时佩戴安全帽;所有施工人员严禁酒后作业。

4、桩起吊前,起吊人员检查安全带及锁扣是否完好,并认真检查钢板桩是否存在开裂等现象。

5、打桩机械按规定要求夹桩,保证桩在起吊过程中的稳定,避免与他物相碰,安全带与桩机机械臂锁扣链接,防止夹桩脱落。

6、钢板桩桩吊运有专业起重工指挥,指挥人员应站在明显的安全位置,按规定使用同一信号指挥,吊运重物下严禁站人。

7、施工人员严禁在起吊的桩或者桩锤下穿行或站立,桩锤开打时,施工人员要站在安全的地方。

十二、环境保

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