华南路二期投标施工组织设计(正文)

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华南南路二期工程第4施工标段 施工组织设计

1.施工组织设计总说明 1.1工程概况 1.1.1工程项目特点

华南南路二期工程是连接京珠高速公路与华南快速干线的一条城市快速路,主要为疏散广州市交通流量,加强城市北部交通走廊道路能力,发挥路网集聚效应,带动北部地区大片土地开发,实现城市北部地区经济发展。

华南南路二期工程起点在广州市白云区太和镇和龙水库西南侧,与北二环高速公路相交并与京珠高速公路对接,起点为K0+000。路线南下经春岗、龙洞,在岑村与华南南路一期工程相接,终点里程为K14+760,全长14.76Km。太和至春岗段按双向四车道城市快速路标准修建,为适应连接的京珠高速公路2010年发展成六车道的情况,本项目四车道两侧设臵2.75米宽硬路肩,计算行车速度80Km/h,标准路基宽24.5米。春岗至岑村段按双向八车道城市快速路标准修建,计算行车速度80Km/h,标准路基宽35.5米。

本标段招标里程为K5+100~K6+370,全长1.27Km。其中K5+407~K6+000设双跨联拱隧道一座,全长593米。隧道进出口与路基相连,路基宽24.5米,以高填为主,其填筑土方主要来源于隧道开挖的弃渣及相邻标段的借方。路基范围内设盖板涵四座,即K5+160(1-4.0m)、K5+200~K5+270(1-3.0m)、K5+350(1-3.0m)、K6+179(1-2.0m),以满足排水和交通的需要。 1.1.2现场特征条件

⑴地形、地貌

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K5+100~K6+370地处低山丘陵区,山顶海拨120~236m,山坡坡度较陡,沟谷切割较深,K5+350附近有常年水流流过。山体由风化花岗岩、混合岩、含岩绢云板岩及砂页岩组成,地表多为残积土覆盖,有少量W3或W2岩石露头。植被发育,林木覆盖率高,路线上无居民点,交通条件较差。

⑵水文地质

地表水系不发育,标段内没有河流,只有切割较深的冲沟。雨季冲沟内流水不断,隧道进口有一小水塘。遇大雨暴雨时,区内形成较大水流,冲刷路基和涵洞。

地下水主要为孔隙水及裂隙水两个类型。隧道洞身钻孔多漏水严重,未见初稳定水位。

⑶交通条件

线路所处地区为广州市郊,北邻太和镇,南邻繁华的沙河镇龙洞村。路网较为完善,公路交通便利。龙洞村至大源隧道南洞口,为通往金鸡村和派安石场的交通要道,线路状况优越。大源隧道北洞地形相对复杂,山坡坡面较陡,但由于靠既有公路即老广从路(沙太路)较近,施工临时便道、便桥等临时工程相对较小。

⑷气候特点

广州地处亚热带季风性湿润气候区。主要特点是:雨量充沛,雨天地表水流量大,地表潜水丰富,春夏多雨,秋冬旱少雨。降雨集中在2~9月份,日最大降雨量284.9mm,一小时最大降雨量83.9mm,最长连续降雨33天,最长连续无降雨69天,年平均降雨1720mm。本地气候温暖,日平均气温最低在1月为13.8℃,最高在7月为28.5℃,

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极端最高气温为38.7℃,极端最低气温为0℃。 1.1.3业主及有关部门的要求

华南南路的建设一方面改善了区域交通运输条件,促进了沿线的经济发展,但同时又对自然环境产生了一些不良影响。业主及广州市环境保护科学研究所等部门对本项目的环保问题非常重视,针对沿线的自然特征和施工的实际状况作了总体施工布臵和多方协调工作,并提出了相关施工要求。

⑴施工用地和临时用地少占农田、果园、节约土地,减少农业损失。 ⑵高路堤、深路堑等特殊路基路段,随挖随填,防止随意挖弃,及时防护,以减轻水土流失影响。

⑶洞门的设计与周围环境密切结合,施工时应尽量减少对周边环境的改变和破坏,避免景物失调。

⑷施工过程中使用的位于山洼的弃土(渣)场,设挡渣墙及排洪沟。工程完工后,弃土(渣)场设臵干砌片石挡墙,弃土表面予以绿化,并设永久排水沟,防止冲刷。

⑸取土场尽量少占农田,在农田取土时,应尽量取生土,将熟土集中堆好,取土后复耕返田或平整绿化。

⑹大力加强文明施工,现场不设粉性材料拌合场,控制大噪音施工工艺的施工时间,严格控制废水废料的排放。

⑺工程竣工后清除临时工程,恢复原有地貌景观。

在组织施工的同时,我们将积极响应国家环境保护总局建设部环发[2001]56号文、广东省环境保护局广东省建设厅粤环[2001]96号文、广州市环境保护局广州市建设委员会穗环[2001]13号文及广州市

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环境保护局广州市建设委员会穗环[2001]57号文关于“控制城市扬尘污染的通知”及业主招标文件的精神,制定必要的扬尘污染防治措施,并派专人督促实施。 1.2编制依据

1.2.1工程设计文件及依据文件

⑴《两阶段施工图设计》1~3册、《工程地质勘察报告》; ⑵《招标文件》及华南南路二期工程4标段招标答疑(华南发字[2001]第129号);

⑶交通部颁布的有关规范、规程、标准等; ⑷城市道路有关规范、规程、标准等;

(5)广东省和广州市颁布的有关建筑工程方面的法规条文。 1.2.2地区资源条件

⑴水力资源

据地质勘察报告显示及现场调查,本标段地下、地表水较丰富,可打井或直接引用地表水作为生活和施工用水。

⑵电力资源

隧道进出口大源村和龙洞村均有1万伏高压电在线路附近,施工和生活用电可架线接入施工现场。

⑶交通

本标段隧道进出口均有地方道路可供利用,施工中可根据需要进行拓宽、加固和维护,为本工程服务。 1.3工程特点和技术难点

⑴隧道进口端为隧道施工的主作业面,路基线路短,但工程结构

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较集中,场地狭小,工程量大。施工临时设施需傍山依势而建,施工准备工作时间紧,工作量艰巨。

⑵双跨联拱隧道跨度大,施工难度大,为本标段控制工期的关键工程。隧道进口尚有一5米深的水塘需处理,应集中力量合理组织,加强多方面的协调,尽早进洞。

⑶本标段路基填筑数量较大,全段总填方数22.1万方,其中外借土方12.06万方。路基填筑工期与隧道和相邻标段的施工组织及协调工作息息相关。

⑷本标段地处密林山区,一方面要做好森林防火的宣传工作,确保施工和人身安全,另一方面加强排水防洪工作,防止水土流失减少水毁损失。

(5)中导坑拱顶部位的开挖技术和防排水处理是联拱隧道的主要技术难点。

2.施工部署及施工方案 2.1施工部署

2.1.1施工组织机构和任务分工

在集团公司的统一组织和协调管理下,成立中铁四局集团有限公司广州华南南路二期工程第四标项目经理部,项目部经理由多年从事类似工程并且熟悉广州地区建筑市场环境的人员担任。主要管理人员由近年来参加广州地铁、广州市外环、广州市北二环天鹿园隧道、广州新机场高速等项目建设的优秀技术骨干组成,组成的项目经理部其基本特点是纪律严明、专业技术熟练、综合协调能力强、能打硬仗,以适应本标段的实际环境和情况,更好地为工程建设服务。

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拟为本合同工程设立的组织机构详见《图2.1.1拟为承包本合同工程设立的组织机构图》。

图2.1.1 拟为承包本合同工程设立的组织机构图

广州华南路二期工程第4施工标段项目经理部 经 理 副 经 理 总工程师 总经济师 工 计 物 安 生 工 程 量 资 全 产 程 技 财 设 质 协 试 术 务 备 量 调 验 部 部 部 部 部 室 隧隧路基道道综施 施合工工 施工 施工队 一二队 队 队

项目经理部实行经理负责制,根据本合同工程项目拟配制五部一室。项目经理主要负责施工协调和资源配臵工作,把握管理目标;全标段施工生产安排和技术管理工作分别由副经理和总工程师具体负

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责。下设路基施工队、隧道施工一队、隧道施工二队、综合施工队共计四个作业队,队长由项目主管工程师担任;针对性地配备专业生产技术组和物资设备组,便于在最短时间内处理急需解决的问题。按其交通情况和工程量的分布状况分别设臵四个隧道作业面,安排隧道一队在进口、二队在出口。路基队也分成两个作业组。根据施工进度的具体情况合理地组织调配劳动力,保障施工生产的需求。

项目部主要管理人员和隧道施工队伍主要由从事广州市北二环天鹿园隧道施工的人员组成。并根据本项目的要求从广东地区其他工地抽调熟练技术工人分配到两个隧道施工队中,由项目部统一管理、统一调派。

路基和综合队的人员由施工广州新国际机场高速公路D9标的人员组成。机场高速D9标已经完工,故人员、设备随时可以抽调进场。 2.1.2各专业施工安排与衔接

⑴路基土石方工程

考虑到本标段地处低山丘陵地段,广东地区雨季时雨量充沛,来势较猛,进口端沟谷切割较深,山谷狭窄。进场开工时期适逢秋冬季节,正是路基土石方的施工黄金阶段,因此路基施工安排着眼于“集中、快速、全面”的原则进行。

在接到进场通知以前,就投标阶段已有初步调查和准备的进场线路、弃渣场、植被清理等与地方相关人员再次进行落实。一旦进场后先修通施工便道,开辟弃渣场并作好各种防火、防水土流失的工作,对红线范围内的地表植被进行人工砍伐和清理。包括清表土在内全部堆放在弃渣场内,为路基土石方施工创造整洁的施工作业面,集中完成各项必需的前期准备工作。

在已经清完表土的基层面上,根据地表植被和纵坡情况,挖台阶、测设挖填坡顶(脚)线,推土机纵横向平整基面,压路机碾压基面。挖好临时排水沟槽,集中土石方施工机械,开始实施土石方挖运和填筑工作。

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路基土石方挖填是一项系统工程,它与标段内的结构建筑物的施工息息相关,又受到天气、季节、地质条件的限制,除了要集中、快速完成上述工作之外,对挖方段和填方段乃至整个标段的施工要事先作好充分调查和规划,合理划分施工段落,随挖随填。由于本标段进出口土石方量大,与构筑物相对集中,施工初期又是旱季,所以土石方工程应全面铺开。

⑵排水与防护工程

自K5+100至K5+407,进口端307米路基长度内,分别在K5+160,K5+350和K5+200~+270右侧填方坡脚设了三座盖板箱涵;出口在距洞口179米处设一座排水盖板箱涵。所有的涵洞均处在填方段内,涵洞构筑物将填方段分割成了若干段落,使填土工作不能沿线路连续进行。若构筑物施工滞后甚至会影响整体施工进度。

根据涵洞所处的不同位臵,结合全线进度情况,在完成施工准备工作后,首先施工K5+160的1-4.0m交通涵和隧道进口附近K5+350的1-3.0m排水涵。这两座涵洞是进口路基施工和隧道掘进工作的“瓶颈”地段,一旦滞后将影响当地交通、改移道路、路基填筑和隧道洞口场地的使用,并制约隧道施工进度,必须与隧道进口开挖同步进行。出口的K6+179盖板箱涵在完成出口地表清除和准备工作后,也在同期进行。

进出口K5+350涵和K6+179涵完成后,施工力量转而进行路基排水和防护工程砌筑施工。K5+160交通涵完成后临时生产施工场地基本不动,继而进行K5+200~+270排水盖板涵的施工,此时全线路基施工即全面铺开进行。

为了不影响隧道施工,进口K5+350涵施工时,施工便道沿山边修建一直填筑至洞口。涵洞基础则分下游、上游分段砌筑,保证施工通道不中断,现场排水通畅。

⑶路面底基层、基层施工

路面底基层必须在路基挖填工作结束,基面检测合格,获得监理

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工程师批准后才能进行。

施工前应认真校对设计文件,测设线路中心桩和路面边桩,钉出基层施工标高控制桩位,完善路床排水沟槽和电缆沟槽的开挖和砌筑工作。计算底基层和基层料每延米数量,摊铺机配合人工进行底基层和面层的摊铺施工,重型压路机压实,压实度现场检测合格后立即洒水养生。

底基层和面层施工期间,路基防护工程仍可同步进行,但路缘石安装等必须在路面基层完成后砌筑和安装。 2.1.3重点工程与各专业施工的衔接

大源隧道不但是本标段的重点控制工程,也是全线的重点工程,一切施工部署均围绕隧道施工进行统一安排。

⑴施工场地布臵

隧道进口由于构筑物较集中,前期调查时各项准备工作充分,地方干扰较少,将把进口作为主作业面,出口作为辅助作业面进行布臵。

生活区集中布臵,隧道生产区与涵洞生产区分开布臵,砼集中拌合供应。施工用水用电在隧道口集中供应至各施工地点。

⑵隧道与路基的施工衔接

距隧道进口30米处有一自然冲积和人工挖填形成的鱼塘。鱼塘范围内的路基基底设计采用“抛石挤淤”法处理。抛填的片石来自隧道开挖石方。根据隧道地质纵断面及现场观察,进口段围岩类别较高,石方应可充分利用。因此进口端隧道开挖施工在完成鱼塘排水和涵洞分隔后进行。具体施工工序衔接如下:

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⑵路基填筑施工

本段路基为高路基填筑, 填料主要为隧道的弃碴, 欠方从相邻标段调运。

填方施工主要机械为:推土机、挖掘机、装载机、平地机、压路机、洒水车、自卸车等。施工前先编制机械施工生产组织技术方案、综合机械化方案、流水作业程序等以指导施工。

①土方路堤的填筑

路堤的填筑施工应根据设计断面,结合实际地形情况和总体的施工部署,采用分层填筑、分层压实的施工方法。

a.除K5+350鱼塘区外,本标段路基基底条件良好,在清完表土和植被后直接填筑。填筑前对于地面横坡陡于1:5的地段(主要是进口标段起点部分),挖掘机配合人工将基底挖成台阶,台阶宽度大于2.0m,人工修整成2~4%的反向倾斜横坡,防止台阶内积水。

b.基底处理完成后在正式填筑之前应对基底进行碾压处理。填筑由最低处分层填起,每填一层,经过压实符合规定要求后,再填上一层。

c.考虑到本标段需外借土方填筑路堤。为便于施工组织,利于结构物之间的路面刚性过渡,本标段填筑原则上采用土、石分段填筑法。

d.为保证路基的压实度,填土路堤两侧各超宽50厘米,路基施工完成后再对边坡进行整修,恢复正常路基宽。填方路基填料的最小强度、填料最大粒径和压实度应满足表2.2的要求。

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路基压实强度及填料强度一览表

表2.2

项目分类 路面底面以下填料最小强度填料最大粒压实度深度(cm) (CBR)(%) 径(cm) (%) 填上路床 0~30 8 10 ≥95 方下路床 30~80 5 10 ≥95 路上路床 80~150 4 15 ≥93 基 下路床 150以下 3 15 ≥90 零填及路堑路床 0~30 8 10 ≥95

e.K5+100~K5+145段路堤填筑时,每松铺两层(即60cm高),在右边坡上安装土工格栅。安装位臵应考虑削坡的影响。

f.分段填筑时,则先填地段分层留3~5m宽台阶。两段同时填时,分层相互交叠衔接的搭接长度不小于2m。

g.在填挖交界处设臵横向渗沟,与挖方段纵向沟接通,共同排除地表水和地下水,减小地下水对填方路基的破坏。

②石方路堤的填筑

本标段隧道弃渣将全部用于路堤填筑,隧道弃渣除少量土方外,其余均为中风化和微风化的花岗岩,因此路堤填土与填石将同步进行。为尽量避免同性质的土混填,采用分段填筑,分段处避免高填筑地段。填筑方法如下:

a.与填土路基段相同,首先进行基底处理。

b.填石路堤应严格控制松铺厚度和石渣粒径:松铺厚度以40~50cm为宜,石料最大粒径不宜超过30cm。超出粒径规格的石块必须消除至坡脚码砌。

c.从隧道开挖爆破上改进工艺,特别是下台阶开挖时,由于临空面较好,易造成超大粒径石块,给路基填筑和运输都带来不便。因此爆破时应考虑填筑和运输的要求。

d.在设定的填石地段,石料运输进口在路基底面形成后可直接运至施工地点,出口通过线路右侧新修的便道运至施工地点。专人指挥,

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按水平分层,先低后高,先两侧后中央卸料,大型推土机推平。个别不平处应配合人工用细石块、石屑找平。

e.用作填石的路堤石料强度应大于15Mpa,小于此标准并经检验CBR值符合要求时,则按填土路堤要求进行施工。

f.填石路堤宽度施工要求与填土路基相同,但填石路堤最大填筑高度为路床顶面以下50cm。

③特殊地段路基填筑

在本标段中,特殊路基地段指土石混填段、K5+350鱼塘处理段,涵洞两侧地段。其施工方法与措施如下:

a.因填料来自不同路段,当不可避免出现土石混填时,填料应分层或分段填筑,每层松铺厚度以35cm为宜。同时应注意将渗水性好的填料填在路堤两侧。

b.涵洞两侧的回填在涵洞主体完成后,两侧对称分层填筑。路堤填筑时与涵洞之间应留开至少二倍孔径的距离,并按1:1的坡度要求留下台阶。涵洞填料采用隧道开挖石渣,石渣粒径应小于10cm,呈连续级配,松铺厚度每层小于15cm。先用小型压实机械整实小范围后,再用大机械大面积碾压密实。

c.K5+350鱼塘处,在排完水后进行抛填片石挤淤处理。片石顶面设15cm厚碎石垫层,并在碎石垫层顶面覆盖15cm厚砂砾石平整后,才进行正式路堤填筑施工。

路基填筑施工流程详见图2.2《路基填筑施工工艺流程图》。

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2.2.2路基土石方调配

大源隧道进口为K5+100~K5+407共307米,共挖土石方2.4万立方米,可利用方为0.76万立方米,填方共计9.8万立方米。出口段K6+000~K6+370共计370米,其中挖土方0.5万立方米,可利用方0.27立方米,共计填方12.3万立方米。

本段路基土石方调配原则是:

(1)隧道的土石方除少量利用外全部用于路基填筑。 (2)不足部分,进出口分别由业主供应外借土方。

具体的土石方调配见图2.3《路基土石方调配图》,图中数量是根据招标文件中工程数量清单为准,在具体施工中,根据施工情况,土石方调配可适当作调整。 2.2.3路基底基层、基层施工

本标段采用20cm 6%水泥稳定石屑基层,20cm 4%水泥稳定石屑底基层。在低填方、挖方及潮湿地段另加15cm级配碎石垫层。土路肩加固均采用10cm 4%水泥稳定石屑。

对于本工程的水泥稳定土采用连续式专用稳定土集中厂拌机械拌制而成。混合料水泥用量和矿料级配按设计控制准确,配料含水量宜略大于最佳值,使混合料运到现场摊铺后碾压时含水量不小于最佳值。由于南方多雨、潮湿,特别是细集料(石屑和砂等)应有覆盖,防止雨淋。

拌成的混合料应尽快运送至铺筑现场,车上混合料要覆盖,以减少水分损失。采用稳定土摊铺机摊铺混合料。下承层是稳定细粒土,应先将顶面拉毛,再摊铺混合料。在摊铺机后设专人消除粗细集料离析现象,特别应该铲除局部粗集料“窝”,并用新拌合料填补。轻型两轮压路机跟在摊铺机后及时碾压,重型压路机碾压至要求的压实度。

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喷砼采用TK-961型湿喷机进行湿喷。施工前必须对设定的配合比进行钢纤维喷射试验,各种配比应配3.0m3料,配料有钢纤维、砂、碎石、水泥、润滑剂、硅粉,喷成板做抗压和抗弯试验。28天后进行强度试验,符合工艺要求后方能用于项目实施。

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2.2.9光面爆破技术的应用

大源隧道中导坑及左右主洞室除洞口采用微震松动爆破外,其余的均采用光面爆破法施工。联拱隧道因其独特的结构特点应采取相应的光爆技术。

2.2.9.1中导坑光面爆破

中导坑采用YT-28风动凿岩机进行钻爆掘进。IV、V类围岩全断面每循环进尺为3.0m,采用楔形掏槽方式。为避免中导坑拱顶两侧对主洞室的扰动破坏,拱顶部位采用光面爆破,导坑下部采用常规切割爆破,减少和控制最大段用药量,尽可能将各炮眼分开起爆。钻爆设计如图2.19所示。

2.2.9.2左、右主洞室光面爆破

在进行左右洞主洞室开挖时,此时已完成中导坑开挖和中隔墙衬砌。主洞靠中墙部位由于不可避免的围岩扰动,已经受到不同程度的损坏和破碎。因此对中墙部位的爆破参数应根据实际情况作出调整。

根据工程进度安排,左右主洞室钻眼仍采用风动气腿式凿岩机完成。每循环进尺3.0m,周边炮眼全部采用光面爆破,其主要技术措施有:

(1)主炮眼直径40mm,药卷为一号抗水岩石硝铵炸药,规格为Φ32×165mm,每节药卷重80g。

(2)全部周边眼采用小直径药卷间隔装药,用导爆索将各被动药卷与主动药卷相连接,以使被动药卷均连续爆炸,减少雷管数量和简化装药结构,实现减少药量和达到有控制的弱爆破目的。

(3)火雷管激发非电毫秒雷管起爆网络,实现安全爆破作业。 (4)既要充分利用中导坑临空面,又要尽可能避免对中隔墙的损伤,采用楔形掏槽法,掏槽眼偏离隧道中心靠近中导坑布臵,中导坑上方炮眼均向隧道中心抛掷岩渣。

(5)左洞开挖前完成靠中隔墙的草(土)袋回填防护和中隔墙靠右洞的支撑。

洞身全断面爆破设计请详见图2.20《洞身全断面爆破设计图》。

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2.2.10监控量测措施

⑴监测项目 ①地质和支护观察 ②拱顶下沉量测 ③周边位移

④锚杆抗拔力(选测项目) ⑤地表下沉量测

以上监测项目不列施工测量控制项目,本工程主要监测重点是隧道施工;具体监测项目、仪器工具、目的及量测频率详见表2.8。

隧道监测项目简表

表2.8 序 量测下沉 量测仪器工具 地质罗盘仪多点观察仪 WILD-NA2精密水准仪、钢挂尺等 SD-IA型数显式收敛计 激光断面仪 锚杆拉拔器 精密水准仪、水平尺、钢尺等 量测目的 了解工作面地质和钢拱架支护情况 了解拱部围岩和结构沉降情况 了解初期支护水平结构变位情况 控制开挖 了解锚杆锚固能力 了解洞口隧道开挖地表变化 量测频率 每次爆破后进行观测 1~15天时1~2次/天;16~30天时1次/2天;1~3个月时1次/周 1~15天时1~2次/天;16~30天时1次/2天;1~3个月时1次/周 根据锚杆数量定 1~2次/天至作完仰拱为止 1 地质和支护观察 2 拱顶下沉 3 周边位移 4 5 锚杆抗拔力 地表下沉

⑵测点布臵

监控量测测点根据隧道开挖进度和监测项目的具体要求布臵。各监测项目测点布臵如下:

①地质和支护观察

分开挖工作面和已施工区段观察;开挖工作面观察是在爆破开挖

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