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勘察报告24牡丹江市西十一条路跨江桥

目录

1勘察工作概况………………………………………………………………………1

1.1拟建工程概况……………………………………………………………………………………1

1.2勘察目的、任务要求和依据技术标准…………………………………………………………1

1.3勘察方案、方法及完成工作情况………………………………………………………………2

2桥位工程地质条件…………………………………………………………………4

2.1场地地形、地貌地质构造………………………………………………………………………4

2.2桥位工程场地各层岩土的类型、分布、工程特性……………………………………………4

3地下水及气象条件…………………………………………………………………7

3.1地下水……………………………………………………………………………………………7

3.2场地气象条件及腐蚀性评价……………………………………………………………………7

4桥址区岩土工程评价………………………………………………………………9

4.1区域地质构造及场地稳定性……………………………………………………………………9

4.2河床及岸坡稳定性评价定性……………………………………………………………………9

4.3场地地震效应评价………………………………………………………………………………9

5各层土工程性质评价………………………………………………………………10

5.1第四系松散堆积层(Qal4)……………………………………………………………………10

5.2白垩系猴石沟组砂岩(K1h)……………………………………………………………………10

5.3各层土地基承载力基本容许值[fa0]…………………………………………………………11

5.4各层岩土参数统计分析………………………………………………………………………11

5.5桩基础工程评价…………………………………………………………………………………12

5.6基坑开挖边坡稳定性分析………………………………………………………………………13

6结论与建议…………………………………………………………………………14

附图表:

勘探点主要数据一览表(3页)

水分析检测报告(4页)

厚度统计表(1页)

岩石物理、力学性能试验单(2页)

勘探点平面位置图(6页)

岩石点载荷试验成果表(2页)

工程地质剖面图(27页)

土工试验报告表3(页)

钻孔柱状图(5页)

土壤压缩试验结果表(11页)

地基土剪切波速试验检测报告(14页)

颗粒大小分配曲线(12页)

工程物探电测报告(2页)

 

牡丹江市西十一条路跨江大桥

岩土工程勘察报告

1勘察工作概况

1.1拟建工程概况

拟新建大桥桥位位于牡丹江市西十一条路南端跨江处,北接海浪路,南接兴隆街。

大桥为连接老城与江南新城而设置,目的是沟通牡丹江南、北两岸陆地交通。

本工程南起牡丹江南岸兴隆街(K0+100.585),北至牡丹江北岸海浪路(K1+839.893),全长1739.308m。

其中桩号K0+414.939~K1+312.939及K1+377.439~K1+457.439的范围内为桥梁工程范围,桥梁总长978m。

道路工程范围为:

南岸K0+100.585~K0+414.939段引道,北岸K1+457.439~K1+839.893段引道,K1+312.939~K1+377.439堤岸道路。

工程规模属特大桥,拟采用桩基础。

按设计提供资料,本桥主桥桩基拟采用D1500mm钻孔灌注桩,引桥拟采用D1200mm或D1000mm钻孔灌注桩,单桩极限承载力标准值分别为16000kN、9000kN、5500kN。

1.2勘察目的、任务要求和依据技术标准

本次勘察为详细勘察阶段

1.2.1勘察目的:

为桥梁基础设计、地基处理和基础施工方案的确定提供详细的岩土工程地质资料,同时做出工程地质条件分析、评价和建议。

1.2.2任务要求:

1、查明河床及两岸、墩台构筑物地段内及其临近地段的地形地貌特征、地质构造、地层结构、地层岩性特征、风化程度、断层及破碎带情况,并对岸坡稳定性,地基的稳定性和承载力进行评价。

当有软弱夹层时,应了解其赋存及分布情况和对墩台稳定性的影响程度。

2、查明不良地质现象成因、类型性质、分布范围、发育程度,并提出设计参数,治理措施以及隐伏空洞对墩台的影响。

并对场地适宜性做出评价。

3、查明地下水类型、埋藏条件、水位变化幅度与规律。

为降水施工方案提供相应参数。

4、查明河床的冲刷情况。

5、判定环境水对基础建筑材料的腐蚀性。

6、判定场地和地基的地震效应。

7、当存在具有水头压力差的粉细砂、粉土地层时,应评价产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。

8、判定地基土及地下水在桥涵施工和使用期间可能产生的变化和影响,并提出相应防治措施。

9、对于桩基着重查明可选择的持力层及下卧层的埋藏深度、厚度变化规律,提出桩尖持力层最佳方案的建议,为设计部门提供设计所需的参数。

1.2.3依据的技术标准

勘察工作主要依据以下标准、规范:

1、《公路桥涵地基与基础设计规范》JTGD63-2007;

2、《公路桥位勘测设计规范》TJJD62-91;

-1-

3、《公路工程地质勘察规范》JTJ064-98;

4、《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008;

5、《公路工程抗震设计规范》JTJ004-89;

6、《工程岩体分级标准》GB50218-94;

7、《公路土工试验规程》JTGE40-2007;

8、《城市道路设计规范》CJJ37-90;

9、《岩土工程勘察规范》GB50021-2001(2009年)等等。

1.3勘察方案、方法及完成工作情况

1.3.1勘察方案、勘探点的布设

按照甲方提供的相关资料及相关规范,确定该桥属于特大型桥,场地复杂程度属Ⅱ类、中等复杂场地。

布设原则:

依据规范及设计部门提供的“勘察特别说明”中的要求布设勘探点,即:

勘察点距为40-60m,每个墩台布设3个勘探点,主桥的两个墩台各布设8个勘探点。

并按设计部门先前给出的“北岸主桥及南岸标识有墩基础的桥梁”结合设计部门最新给出的“西十一大桥新方案”范围内进行布孔,共布设79个勘探点,勘察单位认为符合规范要求,同意按此方案施工。

勘探点深度:

根据牡丹江地质区域资料,除满足规范要求外,还按设计部门提出主桥勘探点深50~60m的要求进行布设。

引桥控制性勘探点深50m,一般性勘探点深10~20m。

1.3.2勘察工作方法

勘察工作根据已掌握的区域性工程地质资料,结合拟建工程的特征和场地的具体条件,为确保岩土工程勘察质量,便于进行综合性研究分析,恰当的评价场地工程地质条件,本次勘察采用以下手段和方法:

1、钻探方法

钻探采用北京探矿机械厂生产的DPP-100型车载工程钻机及JB-200和MB-600型座机,另外还有无锡探矿机械厂生产的G2-50、G1-30钻机配合钻探。

套管泥浆护壁回转钻进,开孔直径146mm、终孔直径为75~110mm。

每回次钻进第四系地层控制在0.5m,基岩部分控制在1.0m。

岩芯采取率第四纪地层大于80%,基岩强风化带应大于80%,中等风化带大于85%。

2、原位测试

工程勘察按规范要求选择18个进行原位测试,主要采用标准贯入试验和圆锥动力触探试验,除对粘性土进行标贯、对碎石土(圆砾)进行重型(N63.5)圆锥动力触探试验、对卵石进行超重型(N120)圆锥动力触探试验外,还对基岩进行标准贯入试验,判断其风化程度。

操作严格执行规范,对所取得的试验原始数据采用专业软件进行微机处理。

进行的其它测试如下:

①、工程物探及剪切波速试验

为查明地层断裂构造发育情况及规模性质及工程地质特性,在构造发育地段进行了工程物探,采用电阻率测深法,判断深部构造。

为判定建筑抗震场地类别等,还选取4个勘探点进行剪切波速试验,试验在工程钻孔内进行,采用单孔法,钻孔采用泥浆护壁,用叩板法做震源,木板中心距钻孔中心1.0m,采用RSM-24FD浮点工程动测仪,孔内测距1.0~30.0m,从底向上返测,锤击木板两侧按正反方向反复进行,以确认其正确

-2-

波形为止,采集的波形由中科院武汉力学研究所开发的软件进行处理分析。

②、抽水试验

为施工降水需要,查明场地主要含水层的渗透系数、影响半径等水文参数,进行了抽水试验。

成井工艺采用潜水完整井,孔深13m,孔径240mm,护壁管孔隙率达25%,降深2m,稳定时间8小时,

并对恢复后水位进行观测。

③、孔口定位及高程测量

为使勘探点位置及孔口高程数据准确,测量工作由牡丹江市测绘研究院协助完成。

引测点为牡丹江(通江路)江桥南端西侧高程点,该高程为240.284m,误差精度均满足要求。

3、取样及室内土工试验

勘察单位按规范要求选择24个孔按层位采取了试样,对所取得的试样由本公司土工试验室完成,土样除进行常规试验外,还对粘性土进行了三轴压缩试验,砂土进行了坡角试验;对所取得的数据,采用专业软件进行数理统计。

岩石试样除进行天然状态的单轴抗压试验外,为避免岩石裸露风化,保持岩芯的天然状态,准确给出天然状态岩石的抗压强度,还采取了点荷载试验,试验随外业钻探进度及时进行。

为了判定地下水对建筑材料的腐蚀性,按规范要求在现场采取了两组水样,样品的分析由黑龙江省水文地质工程地质勘察院实验室完成。

1.3.3完成工作量

拟建大桥南北岸主桥区均为河床、农田、耕地、鱼池等,因场地动迁工作滞后,受鱼池、江水的影响及设计变更,为赶工期进行设计,部分勘探点偏离设计孔位。

野外钻探工作分两期进行,于2009年8月25日开始,2010年4月29日结束,完成的工作量如下:

勘察工作量一览表

项目

类别

单位

数量

备注

钻孔

控制孔及技术孔

79

主桥均为控制孔

原位测试

标准贯入试验

57

动力触探试验

15.4

剪切波速试验

120

4点

工程物探

2

取样

原状样

11

扰动样

45

岩样

68

水样

2

室内试验

常规试验

11

颗粒分析

45

坡角试验

8

水质分析

2

岩石样

68

工程测量

定点测量

80

工程钻探累计总进尺3678.40m

岩土工程勘察报告6份

-3-

2桥位工程地质条件

2.1场地地形、地貌、地质构造

2.1.1地质构造

牡丹江市区位于吉黑陆块的东南部,佳木斯台隆的南部、小兴安岭与张广才岭准地槽褶皱带相间部位,基底为上元古界变质岩系,其上分布着古生代以陆相沉积为主夹海相地层的沉积盖层,并伴随在酸碱性的岩浆岩侵入,中生代构造运动形成内陆拗陷,沉积了侏罗系、白垩系地层,其后一直处剥蚀状态,新生代接受第三系、第四系山间盆地沉积,并伴随有轻微的火山岩侵入喷发。

2.1.2地形地貌

牡丹江市区地属新华夏体系张广才岭—老爷岭第二隆起带,处于张广才岭和老爷岭相间部位,牡丹江断裂(南北向)与海浪河断裂(东西向)的交汇处,为中新生代形成呈北东—南西向展布、北高南低的山间盆地,反映在地貌上的特点是四面环山、中间较为低下的自然盆地,牡丹江水由市区南西向北东流过。

桥址区属于构造剥蚀河谷地貌,河床较宽阔平缓。

南岸江水紧临堤坝。

轴线处堤坝顶面高程为234.53m。

北岸岸边坡上为老河床、低漫滩。

老河床地表多为新近开垦的农田和人为采砂后回填松散的级配不良粗砾(卵石)。

低漫滩区地表微向河床倾斜,比较平坦。

多为旱地农田(高程约为234m左右)及鱼池(水面高程约为231m左右)。

漫滩地层具有二元结构,上部为低液限粉土,下部为河床相级配不良中砾(圆砾)、级配不良粗砾(卵石)。

现河床第四系地层由圆砾、卵石组成,基岩为白垩系猴石沟(k1h)组砂岩,由泥质粉砂岩、细砂岩及含砾砂岩组成。

南岸、北岸两江堤坝之间桥轴线上地面高程在230.45m~237.89m之间,相对高差7.44m。

2.2桥位工程场地各层岩土的类型、分布、工程特性

本次勘察所揭露地层为第四系松散堆积物及白垩系沉积砂岩,除表层杂填土(耕土)外,上部第四系覆盖层由低液限粉土、级配不良中砾(圆砾)、级配良好砾砂、级配不良细砂、级配不良粗砾(卵石)组成,属第四系全新统Q4al。

桥址区内第四系覆盖层最大厚度12.60m,最小厚度4.00m。

下伏基岩为白垩系(k1)猴石沟组泥质粉砂岩及细砂岩等,局部夹中、粗砂岩和含砾砂岩。

其上部风化程度为强风化,随深度增加向下风化程度减弱至中风化、微风化。

现将各层岩土的埋藏条件及岩土特征,由上至下,从新到老分别叙述如下:

2.2.1第四系地层Q4al

第①层杂填土(耕土)

为场区表层覆盖土,厚度在0.00~4.60m之间,由于受人为影响,其变化无规律,主要由耕土、碎石、砂土、建筑垃圾等物组成,尤其南岸江水中的填土,是最近为勘察而回填土,结构松散。

第②层低液限粉土

见与牡丹江南北岸低漫滩区的上部层,厚0.80~4.80m,呈楔型向南尖灭。

顶层面埋深0.30~4.00m,标高为231.09~236.89m。

低液限粉土呈黄褐色,以粉粒为主,含少量绢云母碎片,无光泽,具弱摇振反应,干强度低,韧性低,很湿,稍密,属中压缩性土。

-4-

第③层级配不良中砾(圆砾)

见于粉土层之下,部分钻孔地表直接裸露,厚1.70~5.60m,顶层面埋深0.00~7.80m,标高为231.15~235.88m。

圆砾呈深褐~黄褐色,砾石成分复杂,以花岗岩、安山岩为主,磨圆度好,呈圆形

—亚圆形,质硬,砾径在0.2~6.0cm之间,砾石含量50~70%,局部砾径较大,向下渐变卵石。

充填物为粗、中、细砂,含少量粘粒,饱和,中密。

③-1层级配不良细砂

仅见于钻孔的中上部,厚0.90~2.40m,顶层面埋深1.00~3.20m,标高为232.26~233.49m。

细砂呈黄褐色,以细粒长石、石英砂为主,混多量中粒,颗粒较均匀,级配不良,湿~饱和,稍密。

③-2层级配良好砾砂

见于场地西区的北部部分钻孔,呈层状或楔状,厚1.80~3.30m,顶层面埋深3.20~4.60m,标高229.10~230.90m。

砾砂呈黄褐色,砾石成分主要为花岗岩及安山岩,以长石、石英砂为主,磨圆度较好,亚圆状,质硬,砾径一般在2~20mm,可见少量>20mm的卵石,充填物以粗、中、细砂为主,含少量粘粒,级配良好,很湿~饱和,密实度不均匀,稍密~中密。

第④层级配不良粗砾(卵石)

见于老河床区的顶部、低漫滩区上部及南、北两岸下部,厚度变化较大,0.50~6.90m,埋深0.00~7.00m,标高为226.06m~233.68m。

卵石颜色呈杂色,以黄褐色、灰黄色为主,特征同上,唯有砾径增大20~200mm,尤其38号孔处砾径可达280mm,卵石磨圆度较好,呈浑圆状,质硬,充填物以粗粒为主,含少量粗、中砂,级配不良,饱和,中密~密实。

2.2.2白垩系地层k1h

第⑤-1层强风化含砾泥岩

见于南岸48~58号孔,厚5.10~6.00m,顶层面埋深为4.50~5.90m,标高为225.25~226.66m。

呈灰黑色,以泥岩为主,含多量砾石,层状构造,泥质胶结,干钻可钻进,岩石强风化。

第⑤层强风化泥质粉砂岩

各孔均有揭露,分布广泛,延伸稳定,该层厚2.50~7.70m,顶层面埋深为4.00~12.60m,标高为219.56~228.70m。

泥质粉砂岩颜色呈灰白~深灰色,粉粒结构,层状构造。

主要矿物成分为长石、石英。

泥质胶结,锤击声哑,无回弹,有较深凹痕,手可捏碎,断口胶结粒粗糙,干钻可钻进,为软岩。

岩石结构基本破坏,尚可辨认,用镐可以挖掘,用干钻可钻进。

岩石强风化,顶部全风化、弱粘土化。

具遇水软化、脱水干裂特征,裸露后迅速风化崩解,承载力降低。

完整程度极破碎,基本质量等级Ⅴ级,岩石质量指标为差的。

第⑥层强风化砂细岩

见于主桥南、北岸各钻孔的中部层,延伸稳定,层状分布,厚度6.30~18.30m,顶层面埋深为7.90~19.70m,标高为216.32~224.50m,局部与中砂岩互层。

主桥南岸各钻孔的该层强风化细砂岩中含砾较多。

颜色呈灰白色~灰绿色,粉细粒结构,厚层状构造,主要矿物成分为长石、石英及少量暗色矿物,钙质胶结,锤击声不清脆,无回弹,较易击碎,浸水后上部层手可掰动,下部层指甲可刻出印痕,断口胶结较平。

主桥南岸各钻孔与主桥北岸各钻孔的该层相比,砂岩中夹裹着砾石,砾石磨园好,砾径在40mm左右。

局部硅质胶结,较硬。

该层内局部夹有⑥-1层泥岩、⑥-2层中粗砂岩及⑥-3层含砾细砂岩。

岩石强风化,遇水易软化。

裸露易风化崩解。

从整体上看,该层岩石坚硬程度为软岩,完整程度为破碎,

-5-

基本质量等级为Ⅴ级,质量指标为较差的。

该层随深度增加,强度增大,向下渐变为中等风化。

⑥-1层强风化泥岩

见于24、40、48~73号钻孔,厚0.60~6.10m,顶层面埋深为13.00~27.10m,标高为206.42~221.74m。

颜色呈深灰色,泥质结构,层状构造。

锤击声哑,无回弹,有较深凹痕,手可捏碎,断口胶结粒粗糙,干钻可钻进,为极软岩。

具遇水软化、脱水干裂特征,裸露后迅速风化崩解,强度降低。

⑥-2层强风化粗砂岩

仅见于16~18、34~36号钻孔,厚0.80~4.60m,顶层面埋深为20.20~23.80m,标高为208.35~214.45m。

颜色呈浅灰色,粗粒结构,层状构造,主要矿物成分为长石、石英及少量的暗色矿物,钙质胶结,锤击声较清脆,无回弹,较易击碎,相对前者强度较高,岩石强风化,裸露易风化崩解。

⑥-3层强风化含砾细砂岩

仅见于37、38、39号钻孔,厚1.60~4.00m,顶层面埋深为10.60~14.20m,标高为217.85~223.90m,颜色呈深灰色,细粒结构,层状构造,主要矿物成分为长石、石英及少量的暗色矿物,砂岩中裹有少量砾石,钙质胶结,锤击声较清脆,无回弹,较易击碎,岩石强风化,裸露易风化崩解。

第⑦层中风化细砂岩

见于各钻孔的中下部层,层状分布,中间夹⑦-1泥质粉砂岩层,⑦-2粗砂岩层及⑦-3泥质砂岩(破碎带),累计厚6.90~19.60m,顶层面埋深为23.40~31.50m,标高为201.15~210.56m。

颜色呈灰色、中细粒结构,厚层状构造,主要矿物为长石、石英,少量暗色矿物为黑云母,角闪石等。

钙质及硅质胶结,锤击声较脆,无回弹,较易击碎,浸水后指甲可刻出 印痕,为较软岩。

岩石中等风化,完整程度为较破碎,岩体基本质量为Ⅳ级,岩石质量指标为较好的。

⑦-1层中风化泥质粉砂岩

仅见于10、11、12号钻孔,厚1.00~1.20m,顶层面埋深为33.90~34.40m,标高为200.07~200.62m,颜色呈灰白色,粉细粒结构,层状构造,主要矿物成分为长石、石英及暗色矿物,含泥质,钙质胶结,锤击声较清脆,无回弹,较易击碎,岩石中风化。

⑦-2层中风化粗砂岩

仅见于25、26、27号钻孔,厚2.00~3.50m,顶层面埋深为28.00~28.50m,标高为205.96~206.54m,颜色呈灰-深灰色,粗粒结构,层状构造,主要矿物成分为长石、石英及暗色矿物,钙质胶结,锤击声较清脆,无回弹,较易击碎,岩石中风化。

⑦-3层中风化泥质砂岩(破碎带)

仅见于34~39号钻孔,厚4.60~6.70m,顶层面埋深为34.50~37.80m,标高为194.30~197.35m,颜色呈深灰色,细粒结构,层状构造,主要矿物成分为长石、石英及暗色矿物,含有泥质,钙质胶结,岩石破碎,为碎裂砂岩,属压扭断层产物,岩石中风化。

第⑧层微风化细砂岩

见于各钻孔的底部,层状分布,最大控制厚度21.10m,顶层面埋深为35.70~46.20m,标高为185.55~201.10m。

主桥南岸各钻孔与主桥北岸各钻孔的该层相比,砂岩中夹裹着砾石,砾石磨园好,砾径在3cm左右。

颜色灰白~深灰色,细粒结构,厚层状构造,主要矿物成份为长石、石英及暗色矿物,硅质胶结,胶结面光亮,为较硬岩。

锤击声比较清脆,有轻微的回弹,稍震手,较难击碎,有轻微吸水反应。

岩石微风化,完整程度为较完整,基本质量等级为Ⅲ级。

岩石质量指标为好的。

-6-

3地下水及气象条件

3.1地下水

3.1.1地下水类型

场地地下水类型为:

牡丹江河谷冲积平原漫滩第四系砂砾石层内孔隙潜水,丰水期具有微承压性。

勘察期(2009年9月5日)测得地下稳定水位埋深1.20~3.76m,标高为229.90~231.40m。

勘察时江水面高程为229.90m。

牡丹江丰水期在每年8~10月,枯水期在3月份,地下水位年变幅量在1.50~2.00m。

3.1.2含水层岩组特征

上层隔水层由低液限粉土组成。

含水层由级配不良中砾(圆砾)、级配良好砾砂、级配不良细砂、级配不良粗砾(卵石)组成,属强透水层,下部隔水层由白垩系泥质粉砂岩组成,该层顶板埋深4.00~12.60m,标高为222.50~228.70m。

3.1.3水文地质参数

根据35#钻孔抽水试验结果显示,本场区主要含水层为圆砾、卵石,经单孔抽水试验三次降深求得的参数如下:

渗透系数:

K=60m/d

单位涌水量:

q=3.0L/s.m

影响半径R值:

R=260m(三次降深1.5~2.0m)。

3.1.4地下水补给、径流与排泄条件

地下水的流向由北北西向南南东流去。

地下水的补给主要由上游区、漫滩区接受大气降水的补给。

平水期由两岸向江水补给;丰水期由江水补给两侧第四系孔隙潜水。

含水层透水性强,富水性好,迳流通畅,条件好。

地下水排泄途径主要以迳流形式排泄于牡丹江,其次为垂直蒸发排泄。

3.1.5抗浮设计水位

本场地地下水类型为:

第四系孔隙潜水,勘察期测得地下水稳定水位埋深为1.20~3.76m,标高229.90~231.40m;如采用天然地基,应考虑抗浮问题,其抗浮设计水位标高为233.00m,在施工时应采取相应的降低地下水位措施。

3.1.6对基坑排水措施的建议

拟建大桥场地,由于渗透系数与单位涌水量均较高,如有基坑开挖情况,必须重视和认真对待基坑排水问题。

如需降水应根据基坑开挖深度考虑基坑排水程度确定降水方案,建议采用:

单井单排,井点降水疏干地下水。

井点位置的设置,可根据开挖面的支护方法以及安全要求确定。

3.2场地气象条件及腐蚀性评价

3.2.1调查场地基本条件简述

1、气候条件:

场地处于牡丹江市区,地处寒温带季风气候区。

由于受太平洋季风和西伯利亚高压的影响,夏季短促而湿热,冬季漫长而寒冷。

多年平均气温在3.8℃左右,年平均降雨量563.77mm,属半湿润气候区。

全年主导风向冬季为西北风,夏季为西南风,最大风力为8级。

-7-

2、冰冻区划分及冻深

一月份的平均温度为-18℃,属严重冰冻区。

冻深1.80m,最大冻深在2.00m,初冻在10月下旬,封冻在11月,稳定解冻在4月份上旬。

最大风速20.7m/s,平均风速2.8m/s,长年主导风向:

西南,风荷:

45kg/m2,雪荷:

55kg/m2。

全年土壤冻结期在140天左右。

3、场地地层的透水性划分

场地第四系松散覆盖层:

上部由低液限粉土组成,为弱透水土层;其下由级配不良中砾(圆砾)、级配良好砾砂、级配不良细砂、级配不良粗砾(卵石)组成,属强透水土层。

4、场地海拨高程

南岸、北岸两江堤坝之间桥轴线上地

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