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文檔簡介

1、1泥漿護(hù)壁沖(鉆)孔灌注樁施工及質(zhì)量控制 一、工作原理、適用范圍二、施工流程及質(zhì)量控制三、施工常見問題及處理 四、安全施工管理內(nèi) 容一、工作原理、適用范圍4 泥漿護(hù)壁成孔:是用成孔機(jī)械成孔,在成孔過程中通過泥漿保護(hù)孔壁并排出土渣。主要有正循環(huán)鉆孔法、反循環(huán)鉆孔法、沖擊成孔法及旋挖成孔法等幾種。泥漿作用:具有保護(hù)孔壁、防止塌孔、排出土渣以及冷卻與潤滑鉆頭的作用。泥漿一般需專門配制,當(dāng)在粘土中成孔時,也可用孔內(nèi)鉆渣原土自造泥漿。工藝流程:所有泥漿護(hù)壁成孔灌注樁施工工藝流程幾乎都一樣如下圖所示 要點:鉆頭選型、泥漿指標(biāo)參數(shù)控制和清孔是泥漿護(hù)壁灌注樁施工控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)5泥漿護(hù)壁成孔灌注樁施工工藝流程圖

2、樁位放樣 埋設(shè)護(hù)筒 樁機(jī)就位 成孔 清孔 安放鋼筋骨架 澆筑水下混凝土泥漿池,制備泥漿 泥漿循環(huán)清渣 鋼筋骨架制作 吊運、安放 灌注混凝土 二次清孔 6 (一)正、反循環(huán)鉆成孔法 正、反循環(huán)鉆成孔法區(qū)別在于正循環(huán)鉆成孔時,泥漿循環(huán)方向為泥漿池、泥漿泵、鉆桿而由鉆頭進(jìn)入孔內(nèi),在完成護(hù)壁功能的同時將渣土懸浮帶出地面,再靠重力作用流回泥漿池,在渣土泥漿池中沉淀后,經(jīng)重新稀釋后再注人孔內(nèi)。反循環(huán)鉆成孔時,泥漿的循環(huán)方向正好與上述相反,泥漿從孔壁與鉆桿間的空隙注人孔內(nèi),攜帶渣土的泥漿由泵或空氣(氣舉法)經(jīng)鉆桿排出孔外至沉淀池,經(jīng)處理符合要求后,再流回孔內(nèi)。反循環(huán)鉆進(jìn)按孔內(nèi)和鉆桿內(nèi)沖洗液動力來源與工作原理

3、不同分為:泵吸反循環(huán)鉆進(jìn)、氣舉(壓氣)反循環(huán)鉆進(jìn)和噴射(射流)反循環(huán)鉆進(jìn)等三種方式。7 適用范圍: 正循環(huán)鉆孔法受其排渣方式的限制,其成孔深度和適用地層都受一定限制,一般僅適用于粉砂、黏土等細(xì)粒土,成孔深度一般在3040m。相對于反循環(huán)鉆孔,該方法設(shè)備簡單、鉆機(jī)小、適用較狹窄的場地,但對樁徑較大、樁孔較深及容易塌孔的地層,這種方法鉆進(jìn)效率較低,排渣能力差,孔底沉渣多。 反循環(huán)鉆成孔法適用范圍較廣,從軟土、粉細(xì)砂到軟礫石層、風(fēng)化巖層,成孔深度可達(dá)100m,最大孔徑達(dá)5m,是其他機(jī)械成孔工藝難以達(dá)到的。8鉆孔灌注樁鉆孔9 (二)沖擊成孔法 沖擊成孔灌注樁施工法是采用沖擊式鉆機(jī)或卷揚機(jī)帶動一定重量的

4、鉆頭,在一定的高度內(nèi)使鉆頭提升,然后突放使鉆頭自由降落,利用沖擊動能沖擠土層或破碎巖層形成樁孔,再用掏渣筒或反循環(huán)抽渣方式將鉆渣巖屑排除。每次沖擊之后,沖擊鉆頭在鋼絲繩轉(zhuǎn)向裝置帶動下轉(zhuǎn)動一定的角度,從而使樁孔得到規(guī)則的圓形斷面。沖擊鉆頭形式有十字形、一字形、工字形、人字形、圓形和管式等。其中以十字形鉆頭應(yīng)用最廣,其接觸壓力較大,沖擊成孔形較好,適用于各類土層和巖層。遇到回旋鉆及其他鉆進(jìn)方法難以施工的卵礫石層或巖層時,選用沖擊成孔施工法,常能取得較理想的結(jié)果。10沖擊鉆機(jī)二、施工流程及質(zhì)量控制12(一)施工流程(1)測定樁位 根據(jù)設(shè)計圖紙對樁位進(jìn)行放線,嚴(yán)格控制樁位精度,是保證樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量的前

5、提條件。所有樁點一次性全部測放、復(fù)核,每天對預(yù)鉆進(jìn)樁點進(jìn)行二次復(fù)核檢查,確保樁位準(zhǔn)確,樁點放線偏差應(yīng)10mm,采用4根木樁加釘小釘(即定位樁)十字法定位,如下頁圖所示,并防止車輛、機(jī)械、人員等碾壓、踩踏移位、破壞。樁點定位圖 13(2)埋設(shè)護(hù)筒14 護(hù)筒是用48mm厚鋼板制作,內(nèi)徑應(yīng)大于鉆頭直徑100 mm,上部宜開設(shè)12個溢漿孔。 護(hù)筒的設(shè)置不僅僅起到樁孔定位及護(hù)口作用,在地下水位較高或水下施工中,還起到隔離水流滲入孔內(nèi)的作用。 埋設(shè)護(hù)筒時,先挖去樁孔處表土,將護(hù)筒埋土中,保證其準(zhǔn)確、牢固、穩(wěn)定,傾斜率5。檢查并控制護(hù)筒中心與樁中心點的偏差不得大于50mm,護(hù)筒與坑壁之間用粘土填實,必要時在

6、面層鋪設(shè)20mm厚水泥砂漿,以防漏水。 護(hù)筒的埋設(shè)深度,在粘性土中不宜小于1.0m;砂土中不宜小于1.5m,護(hù)筒頂面應(yīng)高于地面0.40.6m,并應(yīng)保持孔內(nèi)泥漿面高出地下水位1.0m以上,受水位漲落影響或水下施工的灌注樁,護(hù)筒應(yīng)加高加深,保證泥漿面高出最高水位線1.5m以上。 在正式施鉆前,復(fù)核檢查每一個樁中心與護(hù)筒中心偏差值,控制其在規(guī)范或設(shè)計要求范圍內(nèi)。15(3)樁機(jī)就位 樁機(jī)就位時,精心調(diào)平,保證鉆頭中心與樁位中心相重合,偏差20mm;垂直度偏差1%,并確保成孔機(jī)械在整個鉆孔過程中的穩(wěn)定性,避免其產(chǎn)生前傾和側(cè)傾,以至影響樁孔的垂直度。為此,對于土質(zhì)軟弱的施工現(xiàn)場需要對地面進(jìn)啊行適當(dāng)?shù)募庸烫?/p>

7、理,并適當(dāng)加大承重枕木的面積。 16(4)成孔鉆孔機(jī)具及工藝的選擇,應(yīng)根據(jù)樁型、鉆孔深度、土層情況、泥漿排放及處理等條件綜合確定。如果是端承為主的結(jié)構(gòu)樁,地基土中含有碎石土、砂卵石、土層較堅硬及風(fēng)化巖比較多,則適宜選用沖擊鉆機(jī)成孔方式,即沖孔樁; 17(5)清孔 當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計深度要求后,即應(yīng)進(jìn)行驗孔和清除孔底沉渣、淤泥。在灌注混凝土之前,孔底沉渣應(yīng)符合下列規(guī)定: 端承型樁50mm;摩擦型樁100mm;抗拔、抗水平力樁200mm。 為此,在清孔過程中要不斷置換泥漿,直至澆筑水下混凝土,并保持孔底500mm以內(nèi)的泥漿比重應(yīng)1.25。含砂率不得大于8%;黏度不得大于28s;在容易產(chǎn)生泥漿滲漏的土層

8、中應(yīng)采取維持孔壁穩(wěn)定的措施。 孔底沉渣可用重錘法或X-2型沉渣儀檢測。重錘法是依據(jù)手感來判斷沉渣表面位置,然后憑測錘重量夯入沉渣的厚度作為測量值。重錘法要求經(jīng)驗豐富,否則測量誤差較大。X-2型沉渣儀是利用測試探頭和儀表量測。如下圖所示 1819(6)鋼筋籠的制作和安裝 鋼筋籠制作:制作時,箍筋與主筋隔點點焊;預(yù)制環(huán)形保護(hù)層墊塊縱向設(shè)置間距56m一組,一組不少于4檔,沿鋼筋籠周圍均勻分布,距籠頂2m另加設(shè)1道。墊塊環(huán)徑即為保護(hù)層厚度。環(huán)形墊塊可以減少孔壁的刮傷及增加鋼筋保護(hù)層的均勻性。 分段制作的鋼筋籠,其接頭宜采用焊接或機(jī)械連接(鋼筋直徑大于20mm),并應(yīng)遵守國家相應(yīng)的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)鋼筋機(jī)械連接通

9、用技術(shù)規(guī)程JGJ107、鋼筋焊接及驗收規(guī)程JGJ18和混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50204的規(guī)定。 鋼筋籠制作允許偏差: 項 目允許偏差(mm)主筋間距10箍筋間距20鋼筋籠直徑10鋼筋籠長度10020(6)鋼筋籠的制作和安裝 鋼筋籠的吊運、安裝:為了防止鋼筋籠在吊運過程中發(fā)生縱橫向不可自動復(fù)原的變形,要采用臨時加強(qiáng)剛度的措施。一般采用體直、質(zhì)輕、便于安裝的杉木桿,安裝時注意杉木桿的大頭朝上且吊運繩索連同鋼筋、杉木桿一起捆綁,并要逐一檢查保護(hù)層墊塊是否完好、數(shù)量足夠,否則補(bǔ)綁弧形墊塊。 鋼筋籠的安放:鋼筋籠豎直對準(zhǔn)孔口中心后,要緩緩下放,避免碰撞孔壁或自由落下;兩段鋼筋籠孔口焊接時,要

10、保證其穩(wěn)定性,下放到位后,檢查并控制籠頂標(biāo)高偏差值在100mm以內(nèi),然后再用吊桿安置牢固,嚴(yán)防下落和灌注混凝土?xí)r上浮。21鉆孔灌注樁-鋼筋籠吊裝22(7)澆筑水下混凝土 為保障灌注順利,混凝土必須具備良好的工作性。建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94對水下混凝土的多項關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行了界定和要求:其中坍落度宜為180220mm;水泥用量不應(yīng)少于360kg/m3(當(dāng)摻入粉煤灰時水泥用量可不受此限);含砂率宜為40%50%,并宜選用中粗砂;粗骨料的最大粒徑應(yīng)滿足 “其粒徑不得大于鋼筋間距的1/3”的要求。 水下混凝土灌注根據(jù)工程條件不同進(jìn)行選擇,如剛性導(dǎo)管法、柔性導(dǎo)管法、袋裝法、開底容器法、泵送法、傾注法等,常

11、用的是剛性導(dǎo)管法。其特點是:混凝土沿豎向?qū)Ч芟侣洌脤?dǎo)管隔離泥漿,使其不與混凝土接觸,導(dǎo)管內(nèi)的混凝土依靠自重壓擠下管口的混凝土,并在已灌入的混凝土內(nèi)流動、擴(kuò)散,保證混凝土的整體性。 剛性導(dǎo)管法: 導(dǎo)管壁厚不小于3mm,直徑宜為200250mm;直徑制作偏差不應(yīng)超過2mm,底管長度不小于4m。導(dǎo)管內(nèi)宜采用球膽設(shè)隔水栓,用細(xì)鋼絲懸吊在導(dǎo)管下口,待導(dǎo)管內(nèi)有足量混凝土?xí)r剪斷鋼絲,其被沖出,混凝土隨即沖出導(dǎo)管。23(7)澆筑水下混凝土 混凝土灌注: 在施工中應(yīng)該注意混凝土的澆灌速度。初灌時,灌注速度要快,防止堵管。在灌注過程中,應(yīng)保證注漿順利,導(dǎo)管在提升搗實混凝土?xí)r,不得猛提或超量提升,否則易造成斷樁

12、、夾泥等事故,影響樁體質(zhì)量。 灌注水下混凝土的質(zhì)量控制應(yīng)滿足以下要求: 開始灌注水下混凝土?xí)r,導(dǎo)管底部至孔底的距離宜為300500mm 首次灌注時,導(dǎo)管的下口埋入混凝土灌注面以下深度0.8m; 導(dǎo)管埋入混凝土深度宜為26m。灌注時要保持孔內(nèi)混凝土面均勻上升,導(dǎo)管的提升速度應(yīng)與混凝土上升速度相適應(yīng)。 應(yīng)控制最后一次灌注量,超灌高度宜為0.81.0m,浮漿層鑿除后必須保證暴露的樁頂混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計等級。24鉆孔灌注樁混凝土澆筑(二)質(zhì)量控制沖擊成孔灌注樁施工注意事項1、在鉆頭錐頂和提升鋼絲繩之間應(yīng)設(shè)置保證鉆頭白動轉(zhuǎn)向的裝置。2、沖擊成孔質(zhì)量控制應(yīng)符合:開孔時,應(yīng)低錘密擊,當(dāng)表土為淤泥、細(xì)砂等軟弱

13、土層時,可加黏土塊夾小片石反復(fù)沖擊造壁,孔內(nèi)泥漿面應(yīng)保持穩(wěn)定;進(jìn)入基巖后,應(yīng)采用大沖程、低頻率沖擊,當(dāng)發(fā)現(xiàn)成孔偏移時,應(yīng)回填片石至偏孔上方300500mm處,然后重新沖孔;應(yīng)采取有效的技術(shù)措施防止擾動孔壁、塌孔、擴(kuò)孔、卡鉆和掉鉆及泥漿流失等事故;每鉆進(jìn)45m應(yīng)驗孔一次,在更換鉆頭前或容易縮孔處,均應(yīng)驗孔;進(jìn)入基巖后。非樁端持力層每鉆進(jìn)300500mm和樁端持力層每鉆進(jìn)100300m時,應(yīng)清孔取樣一次,并應(yīng)做記錄。25(二)質(zhì)量控制3、沖擊成孔操作要點項 目操作要點在護(hù)筒刃腳以下2m范圍內(nèi)小沖程1m左右,泥漿相對密度1.21.5,軟弱土層投入黏土塊夾小石片黏性土層中、小沖程12m,泵入清水或稀泥

14、漿,經(jīng)常清除鉆頭泥塊粉砂和中砂層中沖程23m,泥漿相對密度1.21.5,勤沖、勤掏渣砂卵石層中、高沖程34m,泥漿相對密度1.3左右,勤掏渣軟弱土層或塌孔回填重鉆小沖程反復(fù)沖擊,加黏土塊夾小片石,泥漿相對密度1.31.526(二)質(zhì)量控制4、排渣可采用泥漿循環(huán)或抽渣筒等方法,當(dāng)采用抽渣筒排渣時,應(yīng)及時補(bǔ)給泥漿。5、沖孔中遇到斜孔、彎孔、梅花孔、塌孔及護(hù)筒周圍冒漿、失穩(wěn)等情況時,應(yīng)停止施工,采取措施后方可繼續(xù)施工。6、大直徑樁孔可分級成孔,第一級成孔直徑應(yīng)為設(shè)計樁徑的0.60.8倍。7、清孔宜按下列規(guī)定進(jìn)行: (1)穩(wěn)定性差的孔壁應(yīng)采用泥漿循環(huán)或抽渣筒排渣,清孔后灌注混凝土之前的泥漿指標(biāo)應(yīng)滿足規(guī)

15、范要求; (2)清孔時,孔內(nèi)泥漿面應(yīng)符合規(guī)定要求; (3)灌注混凝土前,孔底沉渣允許厚度應(yīng)符合建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ 94的規(guī)定。27(二)質(zhì)量控制 8、漿渣處理 建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94規(guī)定:應(yīng)對廢棄的漿、渣進(jìn)行處理,不得污染環(huán)境。不經(jīng)處理的泥漿如果直接排放,會對環(huán)境造成污染,隨著環(huán)保意識及文明施工要求的提高,對廢棄泥漿、渣土的處理越來越受重視。2829鉆孔灌注樁-泥漿運輸車輛三、施工常見問題及處理 301.孔壁坍塌:指成孔過程中孔壁上土層不同程度的坍落1)產(chǎn)生:常出現(xiàn)在沖(鉆)孔樁施工現(xiàn)場地質(zhì)環(huán)境中帶有較厚的砂層、淤泥層、卵石層等夾層部位的成孔過程中,由于砂層、淤泥層和卵石層的整體性較差

16、,當(dāng)施工至夾層時樁孔位置被掏空,遇到?jīng)_(鉆)孔樁施工的外力作用,夾層部位的孔壁不穩(wěn)定而又采用一般地質(zhì)條件中使用的泥漿,護(hù)壁不能保持完整性而向樁孔內(nèi)塌落;若在石灰?guī)r地區(qū)施工,當(dāng)樁孔碰到地下溶洞、溶槽、井或地下河時,樁孔內(nèi)泥漿面會因泥漿漏走而驟然下降,使樁孔壁上部突然失去泥漿靜壓力的作用而向樁孔內(nèi)坍塌。312)處理:常用的處理方法是選用膠體率較高的粘土塊來造漿,同時增大泥漿比重,塌孔較嚴(yán)重的可向樁孔內(nèi)加粘土塊夾小石片,反復(fù)沖擊造壁。在孔壁坍塌段用石子粘土投入,重新開鉆,并調(diào)整泥漿比重和液面高度;使用沖孔機(jī)時,填入混合料后高低錘密擊,造成堅固孔壁后,再正常沖擊。若以上方法仍沒有效果。那么,征得設(shè)計人

17、員同意采用其它有效的處理方法。322.偏孔:指成孔過程中出現(xiàn)孔位偏移或孔身傾斜垂直度不滿足規(guī)范的要求。1)產(chǎn)生:引起斜孔的原因有以下幾種:土層軟硬不均、樁架不穩(wěn)固、導(dǎo)桿不垂直等。樁孔位置有較大的探頭石,或樁施工現(xiàn)場地質(zhì)巖層走向的坡度很大,樁孔內(nèi)出現(xiàn)一邊軟一邊硬的地質(zhì)情況,使鉆頭或沖錘擠向軟的一邊而引起斜孔;在粉細(xì)砂或石泥軟土層中成孔,沖進(jìn)或鉆進(jìn)過快,都會引起輕微的塌孔,使孔徑增大,此時,孔壁對鉆頭或沖錘的約束減少,如不及時控制好進(jìn)尺速度,很容易使沖錘或鉆頭因擺動偏向一方,導(dǎo)致偏孔。 332)處理:發(fā)生斜孔后,將樁架重新安裝牢固、平穩(wěn)垂直,若是鉆孔成孔的多改用沖錘成孔來矯正;斜孔不嚴(yán)重的可用低錘

18、密沖矯正。若斜孔較嚴(yán)重的可向樁孔內(nèi)回填充石和枯土塊,然后用低錘密沖,反復(fù)矯正。如偏移過大,應(yīng)填入石子粘土,重新成孔;如遇孤石,而又是采用普通的GJC-40HF、SPJ-300或CPS-10(15)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)、CZ-22型沖擊鉆機(jī)等設(shè)備施工的,因進(jìn)尺慢(通常每小時進(jìn)尺僅10-20cm)且鉆頭損耗嚴(yán)重,可參照鉆探取巖芯的原理,在原回轉(zhuǎn)鉆機(jī)上安裝一個大直徑的鋼筒套(直徑同設(shè)計樁徑),套筒端部焊上合金鋼,并配上大功率電機(jī),這樣可以使鉆巖速度提高數(shù)倍,將巖芯取出地面;遇基巖傾斜,可投入毛石于低處,再開鉆或密打。343.孔底沉渣隔層:指孔底殘留石渣過厚,孔腳涌進(jìn)泥沙或坍落泥土沉底。1)產(chǎn)生:這是泥漿護(hù)壁成孔

19、灌注樁施工容易出現(xiàn)的較嚴(yán)重的施工質(zhì)量問題,造成這種施工質(zhì)量問題的原因主要有以下幾種:a清孔階段的遺留因素。巖渣粒徑過大,清孔的泥漿無法使其呈現(xiàn)懸浮狀態(tài)并帶出樁孔而成為永久性沉渣;清孔后的泥漿比重過大,以致在灌注混凝土?xí)r,混凝土的沖擊力不能完全將樁孔底部的泥漿反起,造成混漿;清孔之后到灌注混凝土期間的間歇時間過長,使原來已處于懸浮狀態(tài)的巖渣沉回樁孔底部。這些沉淀的巖渣過厚不能被反起而成為永久性沉渣,造成施工質(zhì)量問題。35b混凝土灌注階段的影響因素:澆筑混凝土、安放鋼筋籠時碰撞孔壁造成坍孔落土;導(dǎo)管下端距離樁孔底部過高,影響了混凝土的沖擊力對樁孔底部泥漿的反起效果,并可能造成初始灌注的混凝土無法包

20、裹住導(dǎo)管的下端,造成混漿或夾層;初始灌注的混凝土的塌落度過小,流動性差,影響了混凝上的沖擊作用而造成底部混漿;導(dǎo)管內(nèi)壁過于粗糙,“光潔度”不足,減小了初始混凝土灌注時球膽在導(dǎo)管中的下落速度,影響了混凝土的沖擊作用,造成樁底部混漿。362)防止和處理:防止和處理樁底沉渣過厚或混漿的措施有如下幾種:認(rèn)真檢查清孔階段的巖渣粒徑,以及清孔后的泥漿比重。為了提高泥漿的清孔效果,可在泥漿中加入外加劑碳酸鈉,一般摻入量為0l03。外加劑碳酸鈉可以提高泥漿的膠體率和穩(wěn)定性。嚴(yán)格控制好清孔后的停置時間,若時間過長,應(yīng)利用灌注混凝土的導(dǎo)管重新清孔,再進(jìn)行水下混凝土的灌注工作。嚴(yán)格控制好導(dǎo)管下端到樁孔底部的距離,通

21、常為3050cm,且不超過50cm。確保初始灌注的混凝土數(shù)量能蓋過導(dǎo)管下端,且使導(dǎo)管的初始埋置深度不小于lm。 37嚴(yán)格控制好混凝土的塌落度,確?;炷恋牧鲃有浴=?jīng)常清理導(dǎo)管內(nèi)壁,以確保其“光潔度”,從而避免初始混凝土灌注時減小球膽在導(dǎo)管中的下落速度,或造成導(dǎo)管堵塞,影響了樁芯混凝土的灌注質(zhì)量。對于樁長大于35m的沖(鉆)孔樁,在采用正循環(huán)施工清孔沒有把握時,應(yīng)利用真空泵采用反循環(huán)施工對樁孔底部沉渣進(jìn)行清孔,以確保成樁后的樁底沉渣厚度不超過施工規(guī)范的允許厚度。注意泥漿濃度及孔內(nèi)水位變化,施工時注意保護(hù)孔壁;第二次清渣時設(shè)置專用泥管,同時下混凝土導(dǎo)管及做好混凝土澆筑的準(zhǔn)備工作,在高壓泥漿泵作用下,孔中碎渣處于懸浮狀態(tài),此時立即澆筑混凝土,這樣樁底沉渣可減少到最小程度。做好清孔工作,使沉渣厚度在規(guī)范允許范圍內(nèi):端承樁50mm,摩擦樁100mm。 384.夾泥或軟弱夾層:指樁身混凝土混進(jìn)泥土或形成浮漿泡漆軟弱夾層。1)產(chǎn)生:澆筑混凝土?xí)r孔壁坍塌,或?qū)Ч芟驴诼袢牖炷粮叨忍。酀{被噴翻,摻入混凝土中。2)措施:經(jīng)常注意混凝土表面標(biāo)高變化和保持導(dǎo)管下端埋入混凝土中的深度,一般宜控制在2-4m間;在鋼筋籠放入孔內(nèi)4h內(nèi)應(yīng)澆筑混凝土。 395.流砂:指成

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