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勘查设计报告图件136

 

重庆市三峡库区三期地质灾害防治工程

Ⅰ类应急抢险项目万州区南山~密溪沟WZ18-1段塌岸

详细勘查设计书

 

重庆一三六地质队

二○○五年四月

 

重庆市三峡库区三期地质灾害防治工程

Ⅰ类应急抢险项目万州区南山~密溪沟WZ18-1段塌岸

详细勘查设计书

 

项目负责:

技术负责:

参与人员:

审核:

总工程师:

队长:

编制单位:

重庆一三六地质队

编制日期:

二OO五年四月

 

一、文字

二、图表

1、钻孔施工设计书

2、浅井施工设计书、

3、勘查工作平面布置图

4、地质剖面图

三、附件

1、单位资质证书

2、人员资格证书、认可书

3、委托书

4、队审意见

5、专家组审查意见

6、修改执行情况

7、工作量对照表

1前言

1.1勘查依据

受万州区地质灾害整治中心的委托,我队承担了重庆市万州区南山~密溪沟WZ-1段库岸(分类合同段号5右,库岸长度400m)详细勘查工作,2005年4月14日起我单位组织有关专业技术人员,通过现场踏勘,收集相关地质资料,按照二OO四年十二月三峡库区地质灾害防治工作指挥部《三峡库区三期地质灾害防治工程地质勘查技术要求》编写了本次勘查设计书。

4月20日前提交专家组审查。

1.2目的任务

勘查的目的是为万州区三期库岸南山~密溪沟WZ-1段地质灾害防治工程设计提供所需的工程地质料。

其具体任务如下:

1.2.1查明岸坡地质环境;对岩质岸坡着重查明风化带厚度,岩体中各种结构面的组合尤其是软弱结构面的分布及性状;对土质岸坡着重查明土层的物质结构、成因、分布及厚度,土层下伏基岩面的形状及性状等;

1.2.2查明可能塌岸面(带)的位置、形态和特征,塌岸区岩土组成、结构和特征,地下水的分布与特征。

并采取岩、土物理力学试样,进行岩、土现场试验和水文地质试验等;

1.2.3进行岸坡分段、分类和塌岸预测评价,并对其危害性、危险性和防治的必要性作出评价;

1.2.4提出工程治理措施以及治理设计参数的建议。

1.3前人研究程度

1.3.11980年四川省地质局一零七队1:

20万区域地质调查(万县幅);

1.3.21980年四川省地质局航空区域地质调查分队1:

20万区域地质调查(万县幅);

1.3.32003年11月中国地质大学(武汉)《三峡库区重庆市万州区库岸地质灾害规划阶段调(勘)查报告》,其中本库岸段完成的主要工作量见表1。

表1万州区三期库岸南山~密溪沟WZ-1段地质灾害

调(勘)查工作量表

项目

名称

三峡库区重庆市万州区库岸地质灾害规划阶段调(勘)查

单位

名称

中国地质大学

(武汉)

施工

地点

施工

地点

库岸段名称

库岸

长度(km)

1/5000地形测量、编绘、数字化(km2)

1/1000剖面测量

(km/条)

地质工程测绘

(km2)

1/1000实测地质剖面(km)

槽探

(m3)

高密度电法

(km)

实物指标调查

(km2)

南山-密溪沟①

0.6

0.235

0.58/2

0.235

0.54

31.2

0.702

0.235

利用上述资料可以初步了解和分析库岸区的地质环境、库岸结构类型、塌岸宽度以及危害对象等,但由于工作目的、方法等的不同,不能完全满足本次勘查的要求。

1.4执行技术标准

1.4.1《三峡库区三期地质灾害防治工程地质勘察技术要求》(三峡库区地质灾害防治工作指挥部,2004);

1.4.2《地质灾害防治工程勘察规范》(重庆市地方标准,DB50/143-2003);

1.4.3《地质灾害防治工程设计规范》(重庆市地方标准,DB50/5029-2004);

参考标准:

1.4.1《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001);

1.4.2《水利水电工程地质勘察规范》(GB50287-99)。

1.5勘查范围

根据三期地质灾害规划阶段调(勘)查成果,本次库岸长度400m,勘查范围超出预测塌岸边界及其影响区,并进入稳定区50m左右,勘查面积约0.24km2。

勘查范围详见勘查工作平面布置图。

1.6防治工程等级

南山-密溪沟WZ-1段库岸紧邻万州江南新区,江南新区是万州区已经规划的新建城区,规划建筑物密集、居民多,单位面积塌岸对今后的城市建设有很大的影响,其危害对象重要性为重要;另据三期地质灾害规划阶段调(勘)查对南山~密溪沟

库岸实物调查结果,规划迁入人口500人,现有耕地10余亩,附近有万元造纸厂,塌岸可能造成的损失大。

根据重庆市地方标准《地质灾害防治工程勘查规范》(DB50/139-2003)地质灾害防治工程分级,本次防治工程等级为?

?

?

级。

2勘查区自然地理条件

2.1位置与交通

万州地处长江三峡水库中段,上距库尾重庆市333km,下距库首宜昌市327km,行政隶属于重庆市万州区,下设龙宝、天城、五桥三个辖区,地理坐标东经107°52′22″~108°53′25″、北纬30°24′25″~31°14′58″。

南山~密溪沟WZ-1段库岸段属于长江右岸,库岸全长400m,分布于南山至密溪沟之间上段,行政区划属万州江南新区南山村桃子园,区内交通极为方便(图1-1)。

2.2气象水文

万州属亚热带暖湿气候区,气候温和,雨量充沛,雨热同步,多年平均气温18.1℃,最低气温~3.7℃,最高气温42.1℃,具四季分明、垂直分带显著的特征。

区内常年雨日140天左右,年均降雨量1191.3mm,多年最大降雨量1635.7mm,雨量主要集中在5~9月份(表2-1),并以暴雨居多,日降雨量可达100mm以上。

据37年的降

图1-1重庆市万州区交通位置图

雨资料,城区最大降雨日为1982年7月16日,达243.3mm,雨后街面径流遍布,斜坡人行踏步梯飞瀑迭起,周边溪流山洪险象环生。

表2-1万州区常年各月降雨量(mm)及雨日表

月份

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

降雨量

12.1

18.9

58.6

112.5

173.0

178.0

164.7

145.7

162.5

89.7

49.1

21.2

雨天

7.5

7.7

11.4

14.1

15.2

15.2

12.0

11.4

12.8

14.7

11.9

8.5

长江以北东向流经城区,长达15km,年均江水位107m,最高水位156.04m(1870年7月12日),最低水位99.13m(1979年3月7日);平均流量10800m3/s~15900m3/s,最大76400m3/s(1981年7月7日),最小2690m3/s(1979年3月7日),长江水位在该段的极限水位变幅达50m以上,极端流量变化达28倍;该段长江全年以低水位为主,夏季以瘦峰型高水位为特征。

经城区汇入长江的主要支流有苎溪河、龙宝河、五桥河,以及较小型的李家沟、大河沟和驷马桥沟等,其中苎溪河汇水面积最大。

万州的水域面积较大,仅以长江15km长段的平均0.6km江面宽度推算,江水面积为9km2,占规划城区用地面积的12.5%,随着三峡水库的蓄水运行,水域面积将增大三分之一。

三峡水库运行调度方式是,每年11月至次年4月处于175m的高水位运行,6月~9月份则为防洪限制水位145m运行,水位变幅呈秋冬季节高,春夏季节低,且每年经受一次从175m→145m的降水位和从145m→175m抬升水位的变幅特征,这对城区库岸斜坡地段的水文环境带来更为复杂的变化。

三峡水库防洪调蓄的坝前水位特征见表2-2;水库回水至万州的水位特征见表2-3。

表2-2水库蓄水方案及防洪调度坝前水位特征值(吴淞高程:

m)

项目

初期

调度方式

后期

调度方式Ⅰ

调度方式Ⅱ

正常蓄水位

156.0

175.0

175.0

防洪限制水位

135.0

145.0

145.0

枯水期消落最低水位

140.0

155.0

155.0

二十年一遇洪水水库最高水位

150.1

157.5

162.0

百年一遇洪水水库最高水位

160.7

166.7

169.9

千年一遇洪水水库最高水位

170.0

175.0

175.0

 

表2-3三峡水库万州区断面回水特征值(吴淞高程:

m)

天然

回水位

初期(156-135-140)

回水水位

后期(175-145-155)

回水水位

1%

5%

20%

1%

5%

20%

1%

5%

20%

144.7

139.8

134.6

162.4

156.6

156.3

175.4

175.2

175.1

2.3社会经济概况

万州是一座具有1800年历史的古城,其自然地理依山傍水,风景秀丽。

长江以南西向流经城区,水运占有黄金水道之便利,历来素有长江水运“川东门户”的美誉,是长江三峡库区中部商贸辐射中心。

长江三峡工程移民迁建与城市功能的恢复与建设,规划的城区面积72km2,适宜常驻人口40万,为重庆市东部最大的工商集散地和水运交通港口,经济地理位置仅次于重庆城区。

3地质环境概况

3.1地形地貌

南山~密溪沟库WZ-1段岸段属于长江南岸临江岸坡。

属于侵蚀剥蚀岸坡地貌。

测区最高高程230.5m,最低高程137m,最大相对高差93.5m。

该库岸段可分为2类微地貌类型:

3.1.1斜坡

勘查范围内分布最广的地貌形态,斜坡坡度变化不大,坡角30°左右,分剥蚀斜坡及侵蚀斜坡。

侵蚀斜坡分布在140m以下江水作用地带;侵蚀斜坡分布在140m高程以上斜坡地带。

3.1.2冲沟

该库岸段发育有桃子园冲沟,延伸方向为南北向,长为400m,切深最深处达90m,汇集坡面降水流入长江。

3.2岩土分层及特征

万州区出露的地层有侏罗系中统上沙溪庙组第二、第三段(J2s2、J2s3)和上统遂宁组(J3s)部分层位,以及不同成因类型的第四系松散堆积层(见表3-1)。

测区内分布的地层有第四系堆积物、侏罗系中统上沙溪庙组(J2s)砂岩及泥岩。

3.2.1第四系土层

冲洪积层(Q4al+pl):

分布于140m高程以下的一级阶地物质,主要

集中在桃子园沟头一带。

由褐黄色细沙土组成,呈稍密,湿润状态,厚度5m~10m左右。

残坡积层(Q4el+dl):

广泛分布于测区缓坡地带,为灰褐色或褐红色粉质粘土,一般厚度0.5m~2m,个别在3m左右。

为硬塑~可塑状态。

人工素填土(Q4ml):

褐色,由粘土、粉质粘土、块石、碎石、等组成;松散~稍密,稍湿;碎块石含量20%~30%,块径25mm~600m,

表3-1万州区地层岩性简表

地层代号

厚度(m)

岩性简述

备注

第四系

 

 

Q

0.5~90

人工堆积、冲洪积、坡积、崩积、崩坡积、残坡积及滑坡堆积等松散土石体

 

上统

遂宁组

J3s

>10.0

紫红色粘土岩、褐红色粉砂岩及长石细砂岩

J2s3-9

3

24.9

灰白、紫灰色巨厚层中细粒长石石英砂岩

2

35.5

紫红色粉砂岩、粘土岩

1

12.5

紫灰色、灰白色中~巨厚层细粒长石砂岩

J2s3-8

4

9.65

紫红色粘土岩及粉砂岩

3

9

紫红色中厚~巨厚层细粒长石砂岩

2

17.3

紫红色粘土岩及粉砂岩

1

7

浅灰、紫灰色中厚~厚层细粒长石石英砂岩

J2s3-7

2

29.55

紫红色粘土岩、褐红色粉砂岩

1

10.9

紫灰、褐黄色细粒长石砂岩

J2s3-6

2

24

褐灰色粉砂岩夹紫红色粘土岩

1

20.5

紫灰色厚层细粒长石砂岩夹粉砂岩

J2s3-5

3

20.05

紫红色粘土岩及少量粉砂岩

2

10

紫灰、灰白色厚~巨厚层长石砂岩

1

16.4

紫红色粘土岩与粉砂岩不等厚互层

J2s3-4

5

<20.0

紫灰色、灰绿色巨厚层长石石英砂岩

4

30

紫红色粘土岩与粉砂岩不等厚互层

3

<30.0

紫灰、灰绿色厚层长石石英砂岩

2

35

紫红色粘土岩、粉砂岩及长石砂岩互层

 

1

<50.0

紫红色巨厚层长石石英砂岩,底部砂砾岩

J2s3-3

2

52.57

紫红色粘土岩、粉砂岩及长石砂岩互层

1

35

紫灰色巨厚层长石石英砂岩

J2s3-2

5

22.7

紫红色粘土岩、粉砂岩不等厚互层

4

10.05

紫灰色厚层细粒长石石英砂岩夹粘土岩

3

6.4

上部紫红色粘土岩,下部紫灰色粉砂岩

2

19.3

紫灰色厚~巨厚层细粒长石石英砂岩

1

32.4

紫红色粘土岩、粉砂岩夹长石石英砂岩

J2s3-1

5

20

紫灰色巨厚层细粒长石石英砂岩

4

15

上部薄层泥质粉砂岩,中部巨厚层状长石石英砂岩,下部粉砂岩

3

12.7

紫灰色、灰色巨厚层状细粒长石石英砂岩

2

40.45

紫红色粘土岩与砂岩互层,夹长石石英砂岩

1

20

紫灰色巨厚层细粒长石石英砂岩

J2s2

>25.0

褐红色中厚层状粉砂岩、紫红色粘土岩,中厚层细粒长石石英砂岩

一般250mm;分布在桃子园沟等地段,一般厚度5m~16m,沟底最厚达60m以上。

3.2.2岩层

侏罗系中统沙溪庙组(J2s):

分布于测区内的岩层为上沙溪庙组暗紫色泥岩和灰色-灰白色砂岩。

坡体上部主要为上沙溪庙组灰色至灰白色砂岩,中风化~强风化,巨厚层状;坡体下部出露上沙溪庙组泥岩和砂岩互层,泥岩,紫红色,强风化,表面易成碎块状。

3.3地质构造与地震

万州地处川东褶皱束万县复向斜北东段近轴部,北临铁峰山背斜,南靠方斗山背斜,川东褶皱束走向北东,其形态呈背斜紧闭、向斜宽阔的背向斜相间排列,形成隔档式梳状褶皱构造。

万县复向斜由万县向斜、黄柏溪向斜及新场背斜呈雁行式排列组成(图3-1),向斜核部平缓开阔,两翼地层在靠近背斜核部产状急剧变陡,北翼靠铁峰山附近地层甚至倒转,形成倒转背斜。

万县向斜轴向NE60°,斜穿万州城区,轴部出现于天子城~磨刀溪一带,地层极为平缓,周家坝、糖坊厂一带为北西翼,地层产状:

150°∠3°~5°,局部倾角达18°;枇杷坪、太白岩、观音岩一带为南东翼,地层产状:

290°~330°∠3°~16°。

区内地层缓倾单斜构造,产状215°∠6°。

断层不发育。

万州城区断层不发育,主要裂隙有四组:

第WZ-1段组:

走向NNE,多倾向SE,倾角70°~85°,面平直光滑;

图3-1万州区周围构造纲要图(据1:

20万区域地质报告)

1、向斜;2、背斜;3、倒转背斜

第②组:

走向335°~350°,倾向65°~80°,倾角77°~80°,呈曲折锯齿状延伸;

第③组:

走向NE50°~60°,倾向140°~150°,倾角65°~80°;

第④组:

走向85°,陡倾角,面较平直,近似扭性,分布相对较少。

区内第②、第③组裂隙多延风化卸荷追踪,长度可达数十米乃至百余米,在太白岩、龙宝区牌楼,以及长江沿岸二水厂、丝织厂、三峡果汁厂一带的砂岩陡崖,这两组裂隙是崩塌的控制性裂裂面。

万县复向斜内未发现活动断裂,城区周缘30km范围内仅有长27km、6km和4km的三条小断裂,地质构造简单,现代地壳活动较为稳定。

在万州200km的区域范围内,2000多年的史料记载,共记4.75级以上地震16次,其中6级以上地震两次,这两次地震距城区130km。

自1959年三峡地震台网建立以来,近场区共记1≤Ms<3级地震47次,3≤Ms<4级地震4次;近期仅有少量微、小地震活动,最大震级为1983年新开田3.4级地震。

据国家地震总局1990年版中国地震烈度区划,本区属于弱震区,基本地震烈度为Ⅵ度。

长江委1995年对三峡地区地震烈度的复核成果,万州城区太白岩、和平广场一带50年10%超越概率的地震烈度为5.7度,对应的加速度峰值为49gal;50年1%超越概率的地震烈度为6.5度,对应的加速度峰值为115gal(表3-2)。

表3-2太白岩一带50年内地震烈度和加速度峰值

位置

超越概率

地震烈度

加速度峰值(gal)

太白岩及

和平广场

63%

4.9

23

10%

5.7

49

5%

6.0

65

1%

6.5

115

3.4水文地质条件

按含水介质不同,分为第四系孔隙水和基岩裂隙水。

据该区已有测试资料,粘土或含碎石粘土的渗透系数小于10-5cm/s,属相对不透水的隔水介质。

当粘土中含大量块石,其渗透系数可达10-4cm/s左右,为弱透水。

弱风化的泥岩,透水性与粘土相似,属微透水。

裂隙砂岩及裂隙密集发育的泥岩及孔隙碎块石土体为透水介质。

斜坡区接受大气降水,经过岩土体空隙及裂隙,向长江排泄。

地下水最低排泄基准面为江面,因长江水消涨而导致排泄点变化,并随季节性降水变化,地下水位往复变动。

测区基岩大体可视为一个统一的水文地质单元,该单元地下水补给主要源于测区基岩斜坡地区。

区内地表为粘土层覆盖,降水不能有效向下入渗。

由于区内上部覆盖泥岩,因而地下水不能在岩体内流畅渗透。

所以测区基岩弱含水或不含水,相应地,区内未发现岩体地下水渗出点。

在降雨丰水季节临时性含水,形成局部暂时性含水体,并因下部隔水层阻隔,地下水在就近低洼处溢出。

3.5不良地质现象

区内发育一类物理地质现象,即岩石风化。

3.6破坏地质环境的人类工程活动

如前述,勘查区地处万州江南新区,该区正处于开发建设项之中,岸坡坡顶已初步整平,原始地形改变较大;区内填方边坡高达85m,且坡度较陡,目前未作任何支护处理。

勘查区破坏地质环境的人类工程活动强烈。

3.7地质环境复杂程度

综上所述,库岸区为河谷岸坡地貌,河谷切割较深,地形坡角较陡,且变化大;出露地层为第四系全新统坡残积层粉质粘土及侏罗系中统沙溪庙组砂岩及泥岩,岩土性差异中等;砂岩体主要受到两组X型构造裂隙切割,岩体多呈薄~巨厚层状,以逆向坡为主,地质构造简单;区内地表、地下水对岩土体的稳定性影响较大;库岸区不良地质现象发育,且破坏地质环境的人类工程活动强烈。

勘查区地质环境复杂。

4库岸基本特征

4.1库岸结构类型及分段

4.1.1库岸结构类型及分段原则方法

(1)、结构类型划分方法

按组成库岸的岩土类型和组合型式不同,将库岸分为不同类型,此便于分类评价和防治。

首先考虑到岩土强度的差别,将库岸分为岩质、土质及岩土混合三大类。

岩质库岸又按砂岩及泥岩分为二大类,再考虑岩层产状与岸坡关系分为顺向结构坡(岩层倾向与坡面倾向一致或两者夹角∠10º)及斜交或反向结构坡,然后再按砂、泥岩的组合关系分为若干亚类。

土质岸坡主要将土体划分为三类,即粘土、粘土含碎石、块石混杂粘土。

岩、土混合型岸坡,主要考虑上部土体与下部岩体类型的不同分为若干组合。

库岸界定范围,下部为目前库水位137高程;上部为岸坡明显转折的坡沿或175m水位时可能的塌岸范围。

分类方法如表4-1。

表4-1岸坡结构分类

一级划分

二级划分

岩坡岩土组合型式

名称

代号

名称

代号

岩质岸坡

砂岩岸坡

泥岩岸坡

二元组合1型坡

二元组合2型坡

复合岸坡

Ⅰ1

Ⅰ2

Ⅰ1+2

Ⅰ2+1

Ⅰm

砂岩

泥岩

上部砂岩,下部泥岩

上部泥岩,下部砂岩

砂岩与泥岩互层

土质岸坡

粘土岸坡

粘土含碎石岸坡

块石混杂粘土岸坡

Ⅱ1

Ⅱ2

Ⅱ3

粘土

粘土夹碎石

块石混杂粘土

混合型

岸坡

混合1型坡

混合2型坡

混合3型坡

混合4型坡

Ⅲ1

Ⅲ2

Ⅲ3

Ⅲ4

上部土石体,下部基岩

下部土石体,上部基岩

上下部土石体,中部基岩

中部土石体,上下部基岩

注:

对于基岩顺向坡,其代号如Ⅰs1;基岩为斜交或反向者代号为ⅠF1;,其它代号同理。

混合坡土石体及基岩的细分可在文字中说明。

(2)、库岸工程地质分段原则

库岸分段应综合考虑各库岸段主要工程地质条件的差异性及防护对象的重要性等,这些因素包括:

1、岩土条件;2、地形地貌特征;3、库岸结构类型;4、自然坡体的稳定性及未来条件下可能的破坏方式;5、防护对象及重要性。

4.1.2库岸分段特征及结构类型

重庆市万州区南山~密溪沟WZ-1段库岸分段特征及结构类型见表4-2:

4.2库岸稳定性评价

4.2.1影响库岸稳定性的因素

影响库岸稳定性的因素主要包括库水位、岩土结构、库岸形态及其它因素。

(1)、库岸水位影响

三峡水库蓄水后,将使库岸区环境条件产生巨大变化,这些变化包括:

库岸坡脚几十米岸坡的岩土体由原来干燥或湿润状态变成饱水或过饱和状态;地下水位产生显著变化,包括地下水位大幅度抬升及强烈波动;库水产生波浪对岸坡岩土体产生侵蚀作用;库水对岩土体长期作用使之产生物理化学变化等。

原来处于干燥或湿润状态的岩土体,受库水长期浸泡后,成为饱水状态,使岩土体原有结构、强度及承载能力显著降低,结果造成库岸自稳能力降低或丧失,产生不同形式的变形破坏或失去稳定性,从而影响斜坡地区的生态环境及人居安全。

按三峡蓄水阶段预期水位,按20%的回水高程,2003年坝前水位高程135m,在万县地区大约146m,2007年坝前水位156m,此时万县地区水位156.4m,在这个阶级内库岸相应高程内岩土体大致相当于

岸坡历史上不受江水影响的地带,将最大强度地改造岸坡,塑造适应新环境条件的库岸形态。

其结果将是大面积库岸再造或局部地段的失稳。

水库运行调度,每年11月至次年4月处于175m的最高水位运行阶段,每年6-9月在防洪限制水位145m运行,水位变幅呈秋冬季高,

表4-2 南山~密溪沟WZ-1段库岸分段特征及结构类型表

分县编号

项目名称

分段编号

起止位置

地形地质描述

结构类型

18

南山∣密溪沟WZ18-1段

18-1-1

起点:

x=3413745

y=36539765

终点:

x=3413625

y=36539955

L=220m

145m以下表层覆盖粉质粘土,厚约3-6m,灰褐色,坡角约300。

发育多次多期土质滑坡、滑塌、泥流。

145m-175m表面覆盖薄层残坡积粘土,灰褐色,数公分-0.5m厚。

局部出露J2s泥岩,紫红色,强风化,产状2100∠70,坡角约300。

175m以上表面覆盖薄层残坡积粘土,灰褐色,数公分-0.5m厚。

局部出露基岩,J2s泥岩和砂岩互层产状2100∠70,坡角约为300。

纸厂湾、桃子园沟头均出现土质滑坡。

桃子园沟内出现大量石块,坡体出现崩塌。

纸厂湾出现裂缝,流坍现象。

坡体较陡,坡度无大变化,多处土质滑坡,坡体为斜交坡,缓坡地带覆盖粘土,自然状态出现不稳定状态。

IIF1

18-1-2

起点:

x=3413625

y=36539955

终点:

x=3413780

y=36540130

L=200m

145m以下江岸覆盖冲洪积砂土,局部基岩出露,J2s紫红色泥岩,强风化,产状2100∠70,坡角300。

145-175m出露J2s紫红色泥岩,产状2100∠70,坡角300。

175m以上出露J2s砂岩与泥岩互层,产状2100∠70,坡角300。

坡度较陡,坡度无大变化,坡体

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