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隧道二次衬砌施工工艺

来源:伴沃教育
隧道二次衬砌施工工艺

1适用范围

本作业指导书适用于隧道工程二次衬砌施工。 2作业准备 2.1内业技术准备

在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计,阅读、审核施工图纸,澄清有关技术问题,熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施,提出应急预案。对施工人员进行技术交底,对参加施工人员进行上岗前技术培训,考核合格后持证上岗。

2.2外业技术准备

(1)调查洞内外的常规作业环境及特殊作业环境; (2)调查混凝土及其它材料的运输道路状况;

(3)调查地质、水文气象、地形地貌等对施工的要求或限制,并制定相应的应急处理措施;

(4)调查二次衬砌模板台车、防水板铺设台车、钢筋安装台车等作业临时设施的搭设要求是否符合规范要求。

(5)调查并确认施工人员配备、机械设备及工器具配备是否符合规范要求。 (6)调查并确认所需材料的数量和试验情况是否符合规范要求。 3技术要求

(1)隧道施工过程中应进行监控量测,以及时掌握围岩动态和支护工作状态。隧道监控量测应按照《公路隧道监控量测技术规程》(DB13T-2015)执行。

(2)隧道防排水满足《地下工程防水技术规范》(GB50108)规定的一级防水标准,衬砌表面无湿渍。

(3)隧道施工必须严格执行《公路工程施工安全技术规程》,建立安全生产责任制,培训作业人员,持证上岗,确保隧道施工安全。

4施工程序与工艺流程 4.1施工程序

施工程序为:施工准备→仰拱及仰拱填充→埋铺设轨道台车→拱墙施工缝接茬处理→模板清理,台车校正、固定→浇筑拱墙混凝土→养护→脱模移动台车→

结束

4.2施工工艺流程

隧道洞身二次衬砌施工工艺流程图

5施工要求

5.1仰拱及仰拱填充施工要求

(1)施工前,应将隧底虚碴、杂物、泥浆、积水等清除干净,并用高压风

将隧底吹洗干净,超挖应采用同级混凝土回填。

(2)仰拱超前防水层铺设的距离宜保持1~2倍以上二次衬砌循环作业长度。 (3)仰拱的整体浇筑应采用防干扰作业栈桥等架空设施,以保证作业空间和新浇筑混凝土结构不受损坏。

(4)仰拱开挖后应及时施作仰拱混凝土,仰拱或底板混凝土应整体浇筑,一次成形,填充混凝土应在仰拱混凝土终凝后进行。

(5)仰拱施工缝和变形缝应作防水处理。

(6)仰拱填充和底板混凝土强度达到5MPa后允许行人通行,达到设计强度的100%后允许车辆通行。

5.2模板台车设计加工施工要求

(1)在浇筑混凝土后应保证隧道净空,门架结构的净空应满足洞内车辆和人员的安全通行。

(2)模板台车应具有足够的动载荷刚度和强度,安全系数应大于动载荷的1.6倍以上,行走系统应具有足够的牵引力和牢固的结构。宜采用43kg/m以上的钢轨为行走轨道。

(3)面板厚度不宜小于10mm。 (4)模板台车长度:宜为9~12m。

(5)边墙工作窗应分层布置,层高不宜大于1.5m,每层的间距宜为2m左右,其净空不宜小于45cm×45cm,并设有相应的混凝土输送管支架或吊架;模板的横纵接缝、铰接缝、工作窗口应严密,铰接轴应灵活,能达到伸缩自如与开启的要求。

(6)模板台车应考虑通风管的穿越形式。 (7)应设置足够的支撑螺杆和模板径向支撑螺杆。 (8)安装的附着式振动器应能单独启动。 (9)应有模板微调机构和锁定机构。

(10)拱顶部位应预留不少于2个注浆孔。拱部应具有整体性,以实现顶缸的同步或单步升降。

(11)侧模单侧应具有较高的整体性,各丝杠支点具有较高的承压强度。 (12)整体台车应具有在坡道上衬砌时的抗溜坡性能和抗上浮性能。

5.3台车就位施工要求

施工前对施工缝界面进行处理,浮浆清理干净,并涂抺界面剂。保证台车走行轨道中线和隧道中线重合误差在台车设计调整范围内。施工前准确测量使衬砌台车定位,保证衬砌台车中线与隧道中线一致,高程达到要求。测量复核无误,拱墙模板固定,当台车就位后,用螺杆将台车和模板锁定;然后清理基底杂物、积水和浮碴,装设挡头模板。堵头板分层设排水孔排出泌浆水。在堵头板上沿竖向每20~30cm设可以封闭的孔(φ10~14的螺钉孔即可),浇筑时根据混凝土的层面,依序打开孔排水,排完水及时封孔。按设计要求装设止水带,灌注混凝土自下而上,先墙后拱,对称浇筑。

5.4模板台车使用施工要求

(1)曲线隧道台车就位应考虑内外弧长差引起的左右侧搭接长度的变化,以使弧线圆顺,减少接缝错台。

(2)模板应与混凝土有适当的搭接(≥10cm,曲线地段指内侧)撑开就位后检查台车各节点连接是否牢固,有无错动移位情况,模板是否翘曲或扭动,位置是否准确,保证衬砌净空。

(3)浇筑混凝土时,混凝土最大下落高度不能超过2m,台车前后混凝土高度差不能超过0.6m,左右混凝土高度不能超过0.5m,严禁单侧一次浇筑超过1米以上。

(4)应优先采用插入式振捣器进行混凝土振捣,当采用附着式振动时,振动时间尽量采用短时间、多次数左右对称的方法。防止台车因振动时的微移位或弹性变型。

5.5混凝土生产和运输施工要求 5.5.1混凝土的生产

(1)混凝土的拌合宜采用卧轴式、行星式或逆流式拌合机并严格控制拌合时间,拌合时间不应小于3min。

(2)混凝土拌制前,应测定砂、石含水率,并根据测试结果、环境条件、工作性能要求等及时调整施工配合比。

(3)混凝土原材料每盘称量偏差应符合《公路工程质量验收评定标准》(JTG/F80-12004)的规定。

(4)混凝土拌制过程中,应对混凝土拌合物的塌落度进行测定,测定值应符合理论配合比的要求;并应对混凝土拌合物的水胶比进行测定,测定值应符合施工配合比的要求。

(5)混凝土拌合物的入模含气量应满足设计要求。 5.5.2混凝土运输

从拌和站用砼罐车运输到作业现场,由混凝土输送泵灌筑。 5.6二次衬砌施作施工要求

(1)二次衬砌施作一般应在围岩和初期支护变形趋于稳定后进行,变形趋于稳定应符合:隧道周边变形速率明显下降并趋于缓和;或水平收敛(拱脚附近7天平均值)小于0.2mm/d、拱部下沉速度小于0.15mm/d;或施作二次衬砌前的累计位移值已达极限位移值的80%以上。

(2)在隧道洞口段、浅埋段、围岩松散破碎段,应尽早施作二次衬砌,并应加强衬砌结构。

(3)进行二次衬砌的作业区段的初期支护、防水层、环纵向排水系统等均已验收合格;防水层表面粉尘已清除干净。

(4)防水层铺设位置应超前二次衬砌施工18~24m。 (5)隧道中线、高程、断面尺寸必须符合设计要求。

(6)仰拱上的填充层或铺底调平层已施工完毕;地下水已合理引排;施工缝已按设计处理合格;基础部位的杂物及积水必须清理干净。

(7)模板台车、拌合站、运输车、输送泵、捣固机械等处于可正常运转状态,设备能力可满足二次衬砌混凝土施工的需要。

(8)二次衬砌作业区段的照明、供电、供水、排水系统能满足衬砌正常施工要求,隧道内通风条件良好。

5.7二次衬砌拆模施工要求

(1)在初期支护变形基本稳定后施作的二次衬砌混凝土强度应达到8MPa以上。

(2)初期支护未稳定提前施作的二次衬砌的混凝土强度应达到设计强度的100%。

(3)拆模时混凝土内部与表层、表层与环境之间的温差不得大于20℃,结

构内外侧表面温差不得大于15℃;混凝土内部开始降温前不得拆模。

6材料要求

6.1衬砌混凝土材料要求

衬砌混凝土材料要求需符合下表所述。 材料名称 技术要求 1)水泥宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,水泥混合材宜采用矿碴或粉煤灰,水泥的强度等级不应低于42.5级,不宜使用早强水泥。 水泥 2)有耐硫酸盐侵蚀要求的混凝土也可选用中抗硫酸盐硅酸盐水泥或高抗硫酸盐硅酸盐水泥。 3)不得使用过期或受潮结块的水泥,并不得将不同品种或强度等级的水泥混合使用。 1)应优先选用天然中粗河砂,也可选用采用专门机组生产的人工砂,不宜细骨料 采用山砂,不得使用海砂。 2)含泥量不应大于3%,泥块、云母、轻物质、硫化物或硫酸盐含量(折算为SO3)含量不应大于0.5%,cl-含量不大于0.02%,吸水率应不大于2%。 3)中级细骨料细度模数应为3.0~2.3,粗细骨料细度模数3.7~3.1。 1)粗骨料宜选用级配合理、粒性良好、质地均匀坚固、线胀系数小的洁净碎石或碎卵石,不宜采用砂岩碎石,松散堆积密度应大于1500kg/m3,紧密空粗隙率宜小于40%。 骨料 2)含泥量不应大于1%,泥块含量不大于0.25%,硫化物或硫酸盐含量(折算为SO3)含量不应大于0.5%,cl-含量不大于0.02%,针片状颗粒总含量不大于10,吸水率应不大于2%。 1)拌制混凝土所用的水,应符合现行《混凝土拌合用水标准》(JGJ63)的规定,PH值大于4.5,不得采用海水。 水 2)钢筋混凝土用水:不溶物小于2000mg/L,可溶物小于5000mg/L,氯化物(以cl-计)小于1000mg/L,硫酸盐(以SO4计)小于2000mg/L,碱含量(以当量Na2O计)小于1500mg/L。 3)素混凝土用水:不溶物小于5000mg/L,可溶物小于10000mg/L,氯化材料名称 技术要求 物(以cl-计)小于3500mg/L,硫酸盐(以SO4计)小于2700mg/L,碱含量(以当量Na2O计)小于1500mg/L。 外加剂 掺合料 应符合现行国家标准《混凝土外加剂》(GB8076)、《混凝土外加剂应用技术规范》(GB50119)或行业标准一等品及以上的质量要求和其它有关环境保护的规定,品种和掺量应经试验确定。 矿物掺合料应选用品质稳定的产品。矿物掺和料的品种宜为粉煤灰、磨细粉煤灰、矿渣粉或硅灰。 6.2钢筋混凝土衬砌钢筋材料要求

钢筋混凝土中钢筋质量指标:屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯试验,应符合现行国家标准《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》(GB13013)、《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GB1499)和《低碳钢热轧圆盘条》(GB/T701)等的规定和设计要求。

钢筋的储存、运输、加工、安装应满足耐久性混凝土施工和设计的要求。 6.3混凝土配合比要求

(1)混凝土应根据强度等级、耐久性等要求和原材料品质以及施工工艺等进行配合比设计。混凝土配合比应通过计算、试配、调整后确定。配制的混凝土拌合物应满足施工要求,配制成的混凝土应满足设计强度、耐久性等的质量要求。

(2)混凝土中的碱含量应符合设计要求。

(3)钢筋混凝土中由水泥、矿物掺合料、骨料、外加剂和拌合用水等引入的氯离子总含量不应超过胶凝材料总量的0.10%。

(4)混凝土的最大水胶比和单方混凝土胶凝材料的最低用量应满足设计要求。

7劳动组织

(1)劳动力组织方式:采用架子队组织模式。

(2)施工人员必须结合项目部确定的施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。 序号 工种 人数 职责 1 2 3 4 5 6 7 合计 上料 拌和司机 砼罐车司机 输送泵司机 模板工 钢筋工 混凝土工 1 4 3 2 5 5 10 30 负责装载机上料 负责搅拌站拌和 负责砼运输 负责输送泵使用 负责模板安装 负责钢筋加工及安装 负责砼施工 其中负责人、工班长、技术人员、专兼职安全员必须由施工企业正式职工担任,并可根据工程情况适当配备若干劳务工人。

8设备机具配置

为实现隧道安全、快速施工的目的,应结合隧道施工工期要求,进行施工机具及劳动力的合理配置。 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 名称 混凝土输送泵 混凝土运输车 自动计量拌合站 液压衬砌台车 防水板、钢筋台架 电焊机 装载机 仰拱栈桥 钢筋弯曲机 钢筋切断机 规格型号 8m3 12m 6m L50 单位 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 数量 2 3 2 1 1 3 1 1 1 1 9质量控制与检验 9.1质量控制标准

(1)隧道竣工后的衬砌轮廓线严禁侵入设计轮廓线。

(2)衬砌混凝土的强度、耐久性、耐腐蚀性、抗渗性及抗冻性必须符合设计要求。

(3)衬砌混凝土使用的粗、细骨料,当更换产地或同一产地连续使用2年以上时,应做选料源检验,其检验内容应包括颗粒级配、坚固性、有害物质含量

和碱活性。

(4)衬砌混凝土必须采用强制式搅拌机搅拌,高频机械振捣,搅拌时间不应小于3min,振捣时间宜为10~30s,避免漏振、欠振、超振。掺外加剂时,应根据外加剂的技术要求确定搅拌时间。掺引气剂或引气型减水剂时,应采用高频插入式振捣器振捣。

(5)拌制混凝土时,原材料称量应采用自动计量装置,衡器应定期检定,每次使用前应进行零点校核,保证计量准确。

(6)混凝土应采用运输搅拌车运送,其运输能力应与搅拌设备的搅拌能力配合适宜。应确保运输设备不漏浆和不吸水,装料前要清除容器内粘着的残渣,装料要适当。运输设备使用前须湿润。

(7)混凝土衬砌采用全断面一次成型法施工。有仰拱的衬砌应先施作仰拱。 (8)二次衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定后施作,特殊条件下(如松散堆积体、浅埋地段)的二次衬砌应在初期支护完成后及时施作并采用加强措施。

(9)有仰拱的衬砌,应先浇筑仰拱后再进行仰拱回填,仰拱拱座应与墙基同时浇筑。

(10)隧底混凝土施工前应清除基底虚碴、淤泥、积水和杂物。

(11)仰拱和底板混凝土强度达到5MPa后行人方可通行,达到设计强度的100%后车辆方可通行。

(12)混凝土运输、浇筑及间歇的全部用时不应超过混凝土的初凝时间。底层混凝土初凝后浇筑上一层混凝土时,应按施工缝处理。

(13)初期支护与二次衬砌应密贴,空隙应通过预留孔回填注浆。 (14)当工地昼夜平均气温连续3d低于5℃或最低气温低于–3℃时,应采取冬期施工措施;当工地昼夜平均气温高于30℃时,应采取夏期施工措施。

9.2质量验收

(1)衬砌模板、钢筋、混凝土、底板、仰拱、仰拱填充、回填注浆应符合《公路工程质量验收评定标准》(JTG/F80-12004)的规定。

(2)防水板及止水带施工质量应符合《公路工程质量验收评定标准》(JTG/F80-12004)的规定

10安全及环保要求 10.1安全要求

10.1.1衬砌工序安全注意事项

(1)衬砌台车上应满铺牢固,照明充足。上下扶梯牢固,且端头工作平台设置不低于1m的防护栏杆。人员上下时,脚步要踩实,防止掉落。

(2)作业平台上所站人数及堆积工具、材料,不得超过其计算载重量。 (3)当压送砼管路或接头发生堵塞时,首先应消除管路中的压力,然后方可拆卸接头,进行疏通作业。此时,在接头前方(依照压送砼方向确定)不得站有其他作业人员,以免压送砼伤人事故发生。

(4)衬砌台车行走时,操作人员首先要检查台车是否正常,台车上面的所有工具、材料堆放是否稳妥,确认安全后,如有隐患及时处里。

(5)衬砌台车行走必须由专人操作,台车前后左右上下两端设置专人防护,并要发出行走信号,防护人员要集中精力,必要时要按规定栓安全带,确认安全以后,方允许启动台车。

(6)作业人员在对衬砌台车进行清理、喷油(脱模剂)是要专人操作,并且要栓好安全带,防止作业人员从台车上掉落,发生安全事故。

(7)衬砌台车上禁止任何人睡觉;衬砌台车作业时,下严禁人员和车辆逗留。

(8)拆除砼输送软管时必须停止砼泵的运转。

(9)洞门衬砌时,施工前要检查仰坡、边坡坡顶有无裂缝,并及时清除坡面危石;施工中应经常检查,尤其是雨后,防止洞外坡面悬石坍塌造成事故。

(10)严禁洞内熬制沥青。在洞外熬制沥青时,应远离人员和房屋集中的地点。

(11)严格按批准的施工组织设计、施工图、验收规范施工,严格执行检验报批制度。

(12)派专职质检员、安全员进行跟班作业,确保施工安全、施工质量。 (13)严格执行安全、质量、环保事故“四不放过”政策和“一票否决权”制度。

10.1.2脱模工序安全注意事项

(1)木工在护栏纵横连接不到的地方立拆模板时,应有相应的防坠措施。 (2)模板支撑不得使用腐朽、扭裂、劈断的材料。顶撑要垂直,底端平整坚实,并加垫木。木楔要顶牢,并用横顺剪刀撑拉牢。

(3)支设模板应按工序进行,模板没有固定前,不得进行下道工序。禁止利用拉杆、支撑攀登上下。

(4)木工人员使用的衬砌堵头板拆下来以后,放置要整齐,木板上的铁钉要退出。

(5)衬砌台车上工具、材料不得以抛、掷的方式传递,必须用绳索固定提升。

10.1.3高空作业安全注意事项

(1)高处作业中的安全标志和各种高处作业的设施,使用前应检查。 (2)高处作业中所用的物料,应堆放平稳,不得妨碍通道。高处拆下的物料、余料和废料,不得向下抛掷。

(3)高处作业必须系安全带,安全带应挂在牢固的物件上,严禁在一物件上栓挂几根安全带或一根安全绳上栓几个人。

(4)临边作业应设置防护围栏和安全网,悬空作业应有可靠的安全防护设施。

(5)设置在结构物上的爬梯及其他等高攀件,必须牢固、可靠。 (6)移动式梯子在使用中应符合规定:梯脚底应坚实,梯子上端应有固定措施,人字梯铰链必须牢固,且须1人把扶防护;在同一架梯子上不得2人同时作业。

(7)高处作业不宜上下重叠。确需在高处上下重叠作业时,应在上下两层中间铺板棚隔离或采用其他隔离措施。

(8)高处作业遇输电线路时,应保持相应的安全距离,当保持安全距离困难时,应停电或采取可靠的防护措施。

10.1.4用电安全注意事项

(1)必须持特种作业证上岗,遵守安全操作规程和安全生产六大纪律。 (2)电焊、气割,严格遵守\"十不烧\"规程操作。 (3)电焊作业要严格执行动火审批规定。

(4)每台电焊机要设置漏电保护器和二次空载降压保护器,应放在防雨的闸箱内,拉合闸时,应带手套侧向操作,进出线两侧防护罩完好。

(5)操作前应检查所有工具、电焊机、电源开关及线路是否良好,金属外壳应有安全可靠接地,进出线应有完整的防护罩,进出线端应用铜接头焊牢。氧气瓶、乙炔瓶禁止装卸搬运时高处坠落及倾倒、流动等碰撞、冲击。乙炔瓶更不能卧放。搬运必须使用专用小车;使用时要防止突然倾倒,立放要有固定措施;禁止用装载机、起重机吊运气瓶。隧道内正在使用乙炔瓶和已用完的乙炔瓶必须立放,及时回收空瓶。

(6)焊机与开关箱距离不大于3m,保险丝的熔断电流应为该机额定电流的1.5倍,严禁用金属丝代替保险丝。并配专用触电保护器。焊割作业中,乙炔瓶与氧气瓶之间距离大于5m,气瓶及其他易燃物和明火之间的距离大于10m。

(7)施焊场地周围及下方,要先清除可燃、易燃物品(包括可燃杂物、废料),并在焊点下方设接火斗,设置警戒,不准行人通过或停留,指定专人带灭火器进行监护。

(8)严禁在带压力的容器或管道上施焊,焊接带电的设备必须先切断电源。 (9)焊接贮存过易燃、易爆、有毒物品的容器(桶)或管道,必须事先清洗干净,并将孔口盖打开。

(10)在潮湿地点施焊工作,应站在绝缘胶板或干燥木板上。在高处作业,必须系挂好安全带。

(11)在密闭金属容器内施焊时,容器必须可靠接地,通风良好,并有专人监护。严禁向容器内输入氧气。

(12)施焊场地周围及下方,要先清除可燃、易燃物品(包括可燃杂物、废料),并在焊点下方设接火斗,设置警戒,不准行人通过或停留,指定专人带灭火器进行监护。

(13)严禁在带压力的容器或管道上施焊,焊接带电的设备必须先切断电源。 (14)焊接贮存过易燃、易爆、有毒物品的容器(桶)或管道,必须事先清洗干净,并将孔口盖打开。

(15)在潮湿地点施焊工作,应站在绝缘胶板或干燥木板上。在高处作业,必须系挂好安全带。

(16)在密闭金属容器内施焊时,容器必须可靠接地,通风良好,并有专人监护。严禁向容器内输入氧气。

10.2环保要求

10.2.1废水、废碴处理措施

(1)施工废水按有关要求进行处理达标后运至指定地点排放,不污染周围水环境。

(2)隧道洞口应设置沉淀池,污水处理采用多级沉淀池过滤沉淀,污水处理的工艺流程为:污水→收集系统→多级沉淀池→沉淀净化处理→排入自然水系。

(3)在施工时,对天然形成的排水系统加以保护,不得随意改变,必要时修建临时水渠、水沟、水管等。

(4)凡需进行砼、砂浆等搅拌作业的现场,必须设置沉淀池。清洗机械和运输车的废水经过沉淀后,方可排入污水管线。

(5)施工机械的废油、废水,应采取有效措施加以处理,不得超标排放,造成水源的污染。

10.2.2防止空气污染和扬尘措施

(1)弃碴运输便道及进场便道经常洒水,保证便道面处于潮湿状态。对运输车辆进行管理,靠近村庄减速行驶。

(2)在运输易飞扬的散料时,装料适中并用蓬布覆盖。储料场松散易飞扬的材料用彩条布遮盖。避免运输、装卸过程中和刮风时扬尘。

(3)控制隧道内行驶车辆行驶速度,不得超过5km/h。隧道内应经常洒水保湿。

(4)经常清洗工程车辆车轮和车厢。施工便道经常进行维修。

(5)在有粉尘的作业环境中作业,除洒水外,作业人员还必须配备劳保防护用品。

(6)施工场地和运输道路产生的扬尘,应尽可能防止对生产人员和其他人员造成危害,并应洒水降尘以保证其潮湿,避免尘土飞扬。

10.2.3固体废弃物、废旧材料控制措施

(1)隧道施工产生的废弃物如混凝土块、临时支撑石块、大块片石、废弃的设备及材料等不得随意弃置,应采用自卸车装运至弃碴场,大块件废弃物应采

用挖掘机进行掩埋。

(2)施工场地和运输道路要经常用洒水车进行洒水,防止扬尘。 10.2.4生活区环保措施

(1)做好环保调查,了解当地环保内容与要求,严格执行建设单位与当地环保部门签订的有关协议,建立环保检查制度,把环保措施层层落实,做到责任到人,奖罚分明。

(2)在职工生活区域,设立垃圾集中堆放点,并定期对垃圾进行清理。厕所的选址力求远离生活区,减少其对空气的污染。

(3)工地设置能冲洗的厕所,派专门人员清理打扫,并定期对周围喷药消毒,以防蚊、蝇滋生,传染疾病。

(4)生活污水经收集并采用二级生化或化粪池等措施进行净化处理,经检查符合标准后按当地环保部门规定要求排放,不得在营地附近形成新的积水洼地,严禁将生活污水排入河流和渠道。生产及生活垃圾定点存放,经集中收集后运至环保部门指定的地点掩埋。及时清理并保持生产、生活区环境卫生,严格禁止随意倾倒垃圾,同时认真搞好周围环境的绿化工作。

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