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文檔簡介

水利水電工程監(jiān)理適用規(guī)范全文數據庫水利水電工程鉆探規(guī)程DL5013-92PAGE2PAGE3水利水電工程鉆探規(guī)程DL5013-92

主編部門:水利部、能源部東北勘測設計院

批準部門:中華人民共和國能源部、水利部

水利水電規(guī)劃設計總院

1總則

2準備工作及開孔

3覆蓋層鉆進

4硬質合金鉆進

5金剛石鉆進

6鋼粒鉆進

7特殊條件和有特殊要求的鉆探

8水上鉆探

9大口徑鉆進

10沖洗液和護壁堵漏

11事故預防和處理

12鉆探質量

13鉆探機械的使用與維護

附錄A巖芯鉆探巖石可鉆性分級表附錄B機場管理制度附加說明中華人民共和國能源部、水利部關于發(fā)布《水利水電工程鉆探規(guī)程》DL5013-92的通知能源技[1992]838號由水利水電規(guī)劃設計總院組織東北勘測設計院等五個單位編制完成的電力行業(yè)標準《水利水電工程鉆探規(guī)程》,經能源部、水利部審查批準,現予發(fā)布。標準編號為DL5013-92,自1993年3月1日起實施。該標準由水利電力出版社出版、發(fā)行。請將執(zhí)行中的問題和意見,告水利水電規(guī)劃設計總院。1992年9月8日擅自移位。

2.2.2鉆場地基要求堅實,鉆場位于松軟巖層上時要挖好排水溝;鉆場位于斜坡上時,填方部位不得大于地基面積的1/3或采用桁架式鉆場;在有可能發(fā)生沉陷的地方應采取加固措施,尤其在采用車裝式設備時,其車輪或塔架底座均應鋪設厚板,以減小單位壓力。

除普通鉆場外,還可以架設鋼管桁架鉆場,高出地面一般為1.5m,以便在鉆場下連接套管進行跟管擴孔鉆進、鋪設沖洗液循環(huán)系統(tǒng)和機械設備裝卸搬遷。2.2.3修建鉆場的同時修建好沖洗液循環(huán)系統(tǒng),包括沉淀槽和貯水池等。沉淀槽具1/50的斜度,長度與寬度以解析出巖粉為原則。貯水池或貯水箱的容積要大于1m32.2.4陡坡修建鉆場應遵守下列規(guī)定:(l)清除坡上的活動塊石,設置禁止人畜進入活動的標志,必要時設置護欄。(2)彎曲險路應設置牢靠的欄桿。2.2.5基枕木、基臺木按孔深及機械類型確定。機械安裝時要求穩(wěn)固、周正、水平,各部聯接螺栓要加墊固緊。各傳動輪必須對線,鉆孔中心與立軸和天車前沿必須在同一條直線上。2.2.6豎立和拆卸鉆架必須在機長統(tǒng)一指揮下進行。立架時,左右二邊設置牽引繃繩以防翻倒。滑車除檢查和加油外,還應設置保護裝置。輕型鉆架的整體搬遷,只允許在平坦地區(qū)進行,高壓電線下嚴禁整體搬遷。鉆架架腿必須壓住鉆機基枕木。安裝斜孔鉆架,前兩腿與水平面夾角小于鉆孔設計角度2°~5°,而后腿應與水平面呈77°~83°的夾角。天車位置要稍高于鉆孔中心延長線。2.2.7拆卸機械時,嚴禁猛敲亂打。解體后,零部件的孔眼應堵嚴,儀表油管、螺釘、螺母等小件應即裝回原位或妥善保管。電機設備必須嚴防油水污物入浸。鉆場電線均應絕緣良好。2.3開孔與止水2.3.1覆蓋層開孔一般采用打入厚壁孔口管的方法,打入時要隨時校正其角度和方向?;鶐r開孔在地面可用人工鑿出一個淺坑,然后用短鉆具鉆進,當鉆頭已進入巖石30mm左右時,即應調整鉆機的位置,使立軸中心線與鉆孔方位傾角符合設計要求?;鶐r開孔若在水下,也需打入厚壁孔口管一定深度。2.3.2為水位觀測資料的正確和鉆進的順利進行,孔口管要求下入一定深度,一般松軟巖層要求下入隔水層中,基巖要下入較完整的相對隔水層中,使地表水不流入鉆孔和沖洗液不致大量漏失。下入基巖一定深度的止水套管,管腳應當止水和固定,以期隔離上部含水層,防止上部巖石掉塊和套管絲扣卸開等。常用止水方法有粘土、水泥、膠塞三種,其注意事項如下:(1)粘土止水在干孔效果較好。為提高止水性能,可摻雜水脹性材料。施工時,將粘土球投入孔底,搗實后打入套管即成。(2)水泥止水效果較好,但時間長。施工時用導漿管將水灰比0.4~0.5的水泥漿注入孔底,或用專門的注漿器注入孔中達0.3~0.5m高度,然后慢慢下入套管,待水泥凝固后即可鉆進。(3)膠塞止水是在管靴外套以膠塞,利用錐面或上下擠壓的作用使膠塞膨脹而塞住。膠塞止水的操作要做到:下管之前用導向鉆具變徑鉆進一定深度;下管前用鉆具清理一次孔壁,使膠塞不致因為探頭石阻礙而中途塞??;當孔壁管直徑小于開孔直徑一級以上時,要先下入導向鉆頭修整,使膠塞能順利通過變徑地段。3覆蓋層鉆進3.1回轉鉆進3.1.1泥漿護孔硬質合金鉆進注意事項:(1)適宜土層或砂土層。(2)開孔時必須打入長度不小于3m的孔口管??卓诠芤笳?,管徑應大于鉆具1~2級。(3)采用肋骨鉆頭時,應加大硬質合金內出刃3mm,鉆具長度大于3m。(4)鉆進中應保持充足的沖洗液排量,并保持較高的鉆進速度。(5)采用低失水泥漿,鉆進中發(fā)生孔內造漿或稀釋時,應及時調整泥漿指標。(6)回次鉆進終了時,干鉆100~150mm左右卡取巖心。(7)采用普通單管鉆具,深孔要用投球單管鉆具,退出巖心采用水壓法。3.1.2跟管護孔硬質合金干鉆注意事項:(1)適宜采樣要求較高的砂層及礫石層中鉆進。(2)鉆具長度2m為宜。(3)鉆進方法用小一級單管干鉆取樣,再用大一級鉆具擴孔。(4)每次干鉆取樣進尺不得超過0.5m。(5)及時跟入套管。3.1.3螺旋鉆、勺鉆鉆進注意事項:(1)適宜地下水位以上的土層、砂土層的淺孔鉆進。(2)鉆進時應經常提動鉆具,防止夾鉆。(3)每次進尺不得超過0.5m。(4)螺旋鉆具螺旋角的選擇,應適合地層特點。3.1.4跟管護孔鋼粒鉆進注意事項:(1)適宜砂卵石層,含有漂石、崩積物的深厚覆蓋層的鉆進。(2)為滿足水文地質試驗要求,可采用清水鉆進。(3)一般采用φ168mm或φ219mm外接箍套管開孔。(4)厚壁套管跟進深度以小于30m為宜,以后可逐級跟進φ146mm以下各級套管至基巖。3.2.2有閥打入(壓入)取樣鉆進注意事項;(1)適宜流砂層、淤泥層。(2)因孔壁極不穩(wěn)定,應先打入套管,然后取樣鉆進。(3)彈簧管打入取樣鉆進也屬此類,可以防止巖樣脫落,適宜在砂層中鉆進。3.2.3沖擊管鉆取樣鉆進注意事項;(l)適宜卵石最大粒徑小于130mm的松散地層。(2)根據地層卵石最大粒徑選用鉆具規(guī)格,原則上卵石最大粒徑應小于管鉆閥門張開后的直徑。(3)根據地層情況選用跟管護孔或泥漿護孔。(4)抽筒長度不得小于1.6m,沖程150~300mm。(5)跟管護孔應先打管后掏料。管鉆外徑與套管內徑間隙保持5~10mm。(6)管鉆抽料以不超過半管為宜,以防止砂石涌出卡鉆。3.2.4泥漿護孔沖抓錐鉆進注意事項:(l)適宜砂卵石地層鉆進,孔徑為500~1300mm的供水井或管柱樁工程,以及大口徑鉆孔的開孔鉆進。(2)一般采用CZ22、CZ30型沖擊鉆機鉆進。(3)沖抓錐質量為1.5~2.5t,破巖與取樣相結合。(4)破巖工具還要配用一字鉆頭和十字鉆頭。(5)孔口管內徑應大于鉆頭直徑200mm,長度不得小于1.5m,孔口管四周要用粘土夯實。(6)孔內泥漿液面應保持在地下水位3m以上。(7)孔內巖渣及時用抽筒打撈,其沉淀層厚度不得超過0.5m。3.3孔內爆破孔內爆破是覆蓋層鉆進時的一種輔助手段,配合其他鉆進方法,以利于穿透大直徑的孤石或漂石,也用于事故處理。3.3.1孔內爆破注意事項:(1)爆破材料必須進行防水處理。本著實用安全的原則,常采用預制的塑料袋,將炸藥雷管妥善組裝捆牢,外圍用牛皮紙包裝成圓柱形再捆緊,使藥包外徑小于套管內徑20mm即可。(2)孔內爆破的藥量與漂石粒徑和藥包頂部與管靴底端的距離有關,其裝藥量見表3.3.l。(3)爆破藥包的包裝必須由有經驗的人在遠離機場的安全范圍外進行作業(yè)。(4)進行一般性孔內爆破時,藥包與孔口安全距離,在水下作業(yè)應大于3m,干孔作業(yè)應大于5m。(5)藥包下部要用重物墜住,以防藥包漂浮而不在預定位置起爆。(6)處理孔內盲炮,若遇膠質炸藥應下小型藥包引爆,對硝銨炸藥鉆壞藥包使之溶解即可。(2)選用胎體硬度較低或胎體耐磨性低的鉆頭。

(3)適當提高鉆壓、降低轉速。

(4)減少鉆頭底面積(采用薄壁鉆頭或增大水口寬度,選用金剛石濃度低的鉆頭)。

(5)減少沖洗液量或在沖洗液中加入研磨顆粒,促進自銳。

(5)當打滑地層薄又沒有防打滑鉆頭時,可以連續(xù)用更換新鉆頭的辦法穿透,也可以采用以砂輪片磨銳金剛石的辦法。

(7)采用孔底沖擊器進行沖擊回轉鉆進。

5.4.4取心和防止巖芯堵塞:

(l)應采用加工精良的單動雙管鉆具,在節(jié)理發(fā)育、傾角小的巖層中鉆進,可采用內管鍍鉻和噴涂塑料等措施。(2)金剛石鉆進一般用卡簧卡取巖芯。取心時,必須先停止回轉,將鉆具提離孔底拉斷巖芯。(3)鉆進時不得隨意提動鉆具。當孔深較淺,往往在立軸倒桿時由于沖洗液的作用而使鉆具浮起,造成巖芯堵塞或折斷,所以要適當調小泵壓。禁止不停鉆倒桿。(4)振動是造成巖芯堵塞的原因之一,應積極防止振動,以減少巖芯堵塞。5.4.5防止孔壁掉塊和探頭石:(l)設計合理的鉆孔結構,及時變徑和下入套管或進行灌漿處理。在條件允許時,采用低固相或無固相沖洗液鉆進。(2)升降鉆具要平穩(wěn),適當降低提升速度。(3)適當加大擴孔器的外徑。(4)降低沖洗液的粘度,增加沖洗液的流動性和潤滑性。(5)降低轉速、鉆壓,減少鉆桿對孔壁的振動力。5.5金剛石鉆頭的管理5.5.1金剛石鉆頭和擴孔器的現場管理:(l)由機長負責鉆頭和擴孔器的管理,編組排隊分發(fā)各班使用,監(jiān)督檢查,分析評價鉆頭使用情況,回收鉆頭并整理使用卡片。(2)機組必須配備游標卡尺及存放鉆頭與擴孔器的專用木箱。5.5.2金剛石鉆頭和擴孔器領退規(guī)定:(1)領取新品時,應交回數量相等的舊品并附帶使用卡片。(2)凡非正常磨損或因事故損壞的鉆頭和擴孔器,必須隨帶事故報告單。5.5.3金剛石鉆進時,鉆頭的品種、規(guī)格和性能,要根據巖層的特性等來選用,為此每個工地要有一定的備用量,機組也必需有一定的備用量。5.6繩索取芯鉆進繩索取心鉆進時,除遵守普通金剛石鉆進規(guī)程外,還必須執(zhí)行以下規(guī)定。5.6.1繩索取芯鉆進適用的范圍:(1)繩索取芯鉆進在當前各種條件下,比較適宜于9級以下的巖層中鉆進,因鉆頭的接觸底面較大,鉆壓要大,就要有高強度的鉆具和絲扣連接才能滿足要求。

7特殊條件和有特殊要求的鉆探7.1巖溶地層鉆進

7.1.1巖溶地層鉆進應遵守下列規(guī)定:

(1)當溶洞深度不超過3m時,可加長粗徑鉆具;洞深超過3m時,應下入套管導向。

(2)鉆進時鉆壓不可過大。注意斷鉆、掉鉆,倒桿時應吊住鉆具。起下鉆時應注意鉆具受阻造成事故。

(3)遇有連續(xù)溶洞,無法進行沖洗液循環(huán)時,應下入套管止水堵漏。(4)應精確測定溶洞頂、底板的高程。(5)溶洞中有充填物時,應取樣保存。7.2坡、滑坡區(qū)鉆探

7.2.1陡坡區(qū)鉆探中注意事項:

(1)不準在坡上進行人類活動或放牧。

(2)遇6級以上大風或雨雪連綿天氣和地震期間應停止施工,復工前進行安全檢查。

(3)遇暴雨時,應注意山坡坍塌或沖毀基臺。

(4)彎險道路或有塌方危險的地段,應設有明顯安全標志,晚間應有足夠的照明。

7.2.2滑坡地段鉆探應遵守下列規(guī)定:(1)根據地層情況及滑坡體的穩(wěn)定程度等確定下套管深度及方法。(2)當鉆進至離滑坡面附近或發(fā)現有滑動面跡象時(如軟弱面、地下水等),要采取有效措施,提高巖心采取率,回次進尺為0.3~0.5m,以確定滑動面位置和產狀。(3)鉆進中及時取樣鑒定,并做好水文地質觀測和記錄。(4)必要時設專人觀察滑坡體的動態(tài),如發(fā)現有運動征狀,立即撤離至安全地區(qū)。7.3套鉆與隨鉆定向取芯7.3.1套鉆適宜于構造破碎的地層和軟弱層的鉆進,其目的是取出高質量的原狀巖芯。如果與隨鉆定向取心相結合,則是查明復雜地層的構造、產狀的一種可靠的手段。7.3.2套鉆是在鉆孔中先鉆一個小直徑中心孔,然后插筋并灌注粘結劑,待凝固后再用大直徑鉆頭套鉆取巖心。其工藝過程規(guī)定如下:(1)中心孔直徑小于36mm,鉆進深度與插鋼管長度相等,約為1~1.5m,鉆具要有扶正和導向裝置,使中心孔保證與鉆孔軸心線重合,其偏心距應小于5mm。(2)為保證取心率100%,鉆中心孔之前要注入聚脂后磨孔并同時開出中心淺孔。(3)中心孔鉆完后要徹底沖凈孔底巖粉,巖粉沉淀不得超過50mm。為此,可在異徑接頭處增大過水斷面,并在其上接取粉管。鉆具開孔。鉆壓宜稍偏小,小的泵量與投砂量,以保持最小孔壁間隙,轉速40r/min,回次進尺0.5~1.0m。

7.5.2.3金剛石鉆進:采用φ219mm或φ168mm的鉆頭開孔,用φ150或φ130mm金剛石鉆頭鉆進。為了縮小鉆具與孔壁間隙,應使用扶正接頭。

7.5.3防斜措施:

(1)鉆桿上加扶正器,使用導向巖心管,粗徑鉆具的長度不小于6m。

(2)合理掌握鉆進技術參數,控制鉆進速度。(3)盡量采用金剛石鉆進。7.5.4測斜方法7.5.4.1鉆進時,每回次都要用浮筒測斜器進行測斜,發(fā)現問題及時糾正。7.5.4.2鉆至基巖15m是控制孔斜的關鍵孔段,每鉆進O.5~1.0m,應測斜一次。在現場應繪制鉆孔實際偏斜圖。7.5.5糾斜方法7.5.5.1導向板糾斜:導向板掛在安裝鉤上,用鉆桿將板順糾斜方位送至待糾斜位置,檢查無誤后,壓下鉆桿,切斷安裝鉤的下銷釘,使安裝鉤脫出,回填水泥砂漿至導向板頂端,待凝固后鉆進。7.5.5.2超徑糾斜:累計鉆孔水平位移不超過20mm時,可投入大于φ4mm的鋼粒,原地回轉1~2h,造成孔壁嚴重超徑,再緩慢鉆進,逐步進行糾斜,也可用擴孔器擴孔。7.5.5.3孔底埋管糾斜:將一根小一級的套管(底部用木塞封?。轮量椎?,下段長2m用反絲扣連接。經浮筒測斜定孔口中心及套管底部中心后,以適量水泥漿灌注孔壁與套管底部的間隙至1.8m左右。待凝固后,卸脫起出2m以上的套管,使孔底套管形成孔底中心導正器。再用無內出刃鉆頭,以埋定的套管為軸心鉆進。7.5.5.4跳級換徑糾斜:即一次縮小孔徑1~2級,如用φ273mm鉆頭鉆至一定深度,發(fā)現鉆孔偏離軸心線較大時,用φ219mm套管作導正管,底部一側鑲嵌一塊鋼板,下至孔底。經浮筒測斜,旋轉扶正套管使軸心線居中,以水泥將套管固定,再用φ168mm鉆頭鉆進。7.5.5.5偏斜法:鉆孔偏斜時,將小一級套管(在管腳處焊一偏心環(huán))下至孔底。因套管與孔壁間隙大,在大管內用浮筒測斜器將套管定位并固定,下小一級鉆頭鉆進0.5~1.0m,再起出套管,下錐形鉆頭,使錐形小頭部分進入小孔,穩(wěn)定鉆具,錐形大頭部分即能將鉆孔一側擴掉。7.5.6終孔驗收倒垂孔完成后,應立即沖洗鉆孔,清除孔底殘渣,下保護管,然后自下而上每隔5m逐段測量孔斜,作為鉆孔驗收的資料。經驗收合格后,做好孔口保護。7.6地應力測試孔鉆進7.6.1地應力孔的基本要求:(1)孔徑:大孔為φ110或φ91mm,小孔為φ46或φ36mm。(2)鉆孔孔壁光滑平直,孔徑均勻一致,無凹凸不平現象。7.6.2測試孔施鉆方法;(1)開孔:若孔口表面不平,可用水泥漿抹平。應采用金剛石鉆頭或合金鉆頭開孔。有覆蓋層時,導向管要大于孔徑一級。(2)試段檢查:鉆至預定深度,取出巖芯,仔細觀察節(jié)理、裂隙發(fā)育情況,是否符合測試要求。(3)孔底處理:檢查孔底有無殘留巖芯,如超過100mm時,應設法取出。用磨孔鉆頭對孔底進行磨平。(4)鉆小孔:小孔與大孔要求同軸線,不同軸度小于2mm。為了保證小孔質量,宜采用導向鉆具,鉆進深度500mm左右。(5)鉆孔中的地應力解除:用φ110mm金剛石鉆頭對小孔進行套鉆,應采用輕壓、慢轉,解除深度不得小于380mm,最大可達450mm。(6)清洗測孔:先用清水沖洗小孔孔壁和大孔孔底巖面,隨后用高壓風吹干,再用紗布包扎脫脂棉,浸以丙酮往返擦洗。(7)取出帶有小孔的套鉆巖芯:應仔細檢查節(jié)理、裂隙發(fā)育情況,以便在地面作試驗。7.6.3鉆進中操作注意事項:(1)無論打小孔或套心大孔,鉆進過程中要求給壓均勻,給水適當,控制轉速不使鉆具產生劇烈振動。(2)嚴格控制鉆小孔的鉆頭、擴孔器的外出刃和套心大孔鉆頭的內出刃,使孔徑符合要求。8水上鉆探8.1一般規(guī)定與鉆場類型8.1.1一般規(guī)定8.1.1.1開工前,應搜集和分析工地上游的水文、氣象、航運(木材流放)及水庫運行資料,與上游水文站和水庫等取得聯系,商定報汛通知。與有關航運部門商定鉆探期間的安全航行事宜等。8.1.1.2組織現場勘察,了解地形、水情和現有水上設備能力,制定施工措施,確定報警水位和撤退航線等。8.1.1.3水上鉆場要求結構牢靠、面積緊湊,全部針鋪厚40~50mm木板,周圍架設不低于1.2m高的安全欄桿。8.1.2根據具體條件,選定水上鉆場類型,見表8.l.2。8.1.3水上導向套管的安裝規(guī)定:(1)有覆蓋層的河床,采用齒狀管靴;無覆蓋層的河床,采用帶釘管靴(釘子伸出管口50~100mm,尖頭略向外傾斜)。(2)套管在水中的部分,根據水深和流速的情況,均應設置若干保護箍,每個箍上用二根鋼絲繩拉向上游,借以固定套管。

8.2.2.4鉆場長邊方向應與水流方向大體一致,主錨的位置在鉆船的正前方,若有困難,則可使用兩個前邊錨代替主錨。

8.3鋼索橋鉆探8.3.1在河谷狹窄,水深流急時,可架設鋼索橋,鋪設鉆場進行鉆探。鋼索橋的設計要求為:(1)鋼索橋應有專門設計文件,并經上級機關批準后才能施工。(2)鋼索橋各部結構的安全系數應符合國家橋梁設計規(guī)定。(3)有關安全規(guī)定應隨鋼索橋設計書一并呈報,批準后執(zhí)行。(4)鋼索橋鉆場的最低點,除高于施鉆期間最高水位3m外,還應符合當地航運要求。(5)鋼索橋欄桿不低于1.2m。(6)鋼索橋上方架設安全繩,裝設緊急撤退吊斗一臺,其最大載重量為1t。吊斗由岸上牽引驅動。8.3.2架設鋼索橋時,應遵守下列規(guī)定:(1)鋼索橋架設由施工隊長或委托專人統(tǒng)一指揮。所備器材,在使用前均應進行周密檢查。(2)架設時,應先拉引繩,再送鋼繩。鋼繩嚴禁打扣使用。(3)遵守有關高空作業(yè)的規(guī)章、制度。鋪設橋板時,應逐塊固定。(4)風速在5級以上或雨、雪、霧天氣,禁止施工架設。(5)鋼索橋在使用前,應作檢查驗收。8.3.3鋼索橋鉆探時設備安裝注意事項:(l)鉆探設備應安裝在與主索聯接牢固的大梁上,并要注意使索橋主索受力均勻。(2)應采用低結構鉆架(如高6m),架腿應固定在大梁上。(3)鋼索橋上鋪設的鉆場四角應采用繃繩固定在兩岸,以保證工作時鉆場穩(wěn)定性。(4)鉆場不宜圍設棚布,以減少風壓力。(5)禁止在5級大風和重霧、雨雪天氣進行安裝。8.3.4鋼索橋鉆探注意事項:(1)每天應有專人檢查索橋樁基、鋼絲繩卡子等安全情況,為便于檢查,可作出明顯記號。(2)水泵以及不急用的器材分別安放在岸上,橋上除工作人員外,禁止閑人參觀逗留。(3)鉆孔深度超過100m時,可采用復滑車起下鉆具,平穩(wěn)操作,不得猛剎猛吊。禁止強力起拔遇阻鉆具。(4)輸電線路絕緣良好。8.4冰上鉆探8.4.1冰上鉆探只能在封凍期進行施工,冰層厚度不小于0.3m(透明冰)。冰凍期應根據歷年水文資料和當地群眾經驗來確定。冰上鉆探期間,要掌握水文氣象動態(tài),設專人負責觀測冰層安全情況。在接近解冰期為最危險,要事先注意開江和冰層發(fā)生碎裂的可能,防止發(fā)生事故。8.4.2冰上鉆場布置應符合下列規(guī)定:(l)鉆架架腿應壓在枕木上,為分散應力,應在架腿下勢長方木。(2)鉆場要做好保溫設施,火爐等應與冰面很好隔絕,并設專人管理。(3)抽水或回水用的冰洞,要開在鉆場內適當的地方。(4)鉆場內的器材設備,應盡量精減,不常用的器材應放在距鉆場一定距離的地點。(5)鉆場可整體遷移。(6)鉆場附近不許隨便開鑿冰洞。交通線路應明確規(guī)定范圍。8.5近海鉆探8.5.1近海鉆探的特點和一般規(guī)定8.5.1.1本節(jié)所述的近海鉆探,是指鉆孔孔位距離海岸小于5km,海水深度小于20m的近?;蛉牒:恿骱涌趨^(qū)域內,孔深在100m以內的一般工程鉆探。其他條件下的海上鉆探可參照執(zhí)行。8.5.1.2近海鉆探施工前必須了解下述情況,并采取相應技術措施:(1)了解施工海區(qū)海洋氣象,如潮差、潮位與潮時變化規(guī)律,海流方向與流速、最大風速、風向、浪高及其出現頻率等。(2)了解鉆探區(qū)域的海底地形地貌和水下設施,如導流坎、水下電纜、錨墩等的位置及高程。(3)了解鉆探區(qū)域內的船只活動規(guī)律及海區(qū)所屬的航監(jiān)部門的規(guī)定等。8.5.2近海鉆場類型的選擇8.5.2.1近海鉆探可將鉆機固定在專用鉆船、臨時連接的雙船、移動式鉆探平臺上進行。8.5.2.2采用移動式鉆探平臺作業(yè)時,要求平臺必須有足夠的堅固性。平臺底面應高出最高潮位加一倍半最大浪高。8.5.2.3桁架式鉆探平臺,一般僅用于低潮位時能露出水面的灘淤區(qū)。它可用鋼件架設,鉆架必須有足夠的高度、強度、架底要有足夠的支承面積,以防沉陷和變形。8.5.2.4采用鉆船作業(yè)時,要求單船作業(yè)的船體寬度應大于6m,載重量要大于200t。若用雙體船拼裝作業(yè),要求單船載重量不小于50t。套管不能緊貼船身,以防海浪沖擊擺動時,損壞套管和船體。錨繩不得少于8根,即船首船尾各不少于2根,兩邊各不少于2根。8.5.3近海鉆探的拋錨定位按下列次序進行:(1)鉆孔定位要選在能見度好,風浪小的平潮時進行,孔位誤差應小于2m。(2)根據鉆孔附近的水深、海水流速、流向和風力、方向等因素,認真做好拋錨定位工作。一般鉆船的錨重量等于或略大于噸位相當海船的錨重。錯鏈長度一般應大于水深的5倍。錨繩采用耐蝕的尼龍繩。8.5.4近海鉆探注意事項:(1)開孔時必須先下入套管,以便固定孔位和引出沖洗液。(2)開孔下管作業(yè),最好選在平潮時進行。若海水流速較大時,套管下部要有拉繩配合,以利垂直。

(7)粗徑鉆具應裝有沉淀管。

(8)應備有通用和專用打撈工具,如電磁深水打撈器等。

9.5安全守則

9.5.1井下排水取芯安全事項:

(1)當井下采用潛水泵排水,或井壁不穩(wěn),照明不佳時,工作人員不得在井下作業(yè)。使用的電纜必須有良好的絕緣。(2)井內使用的排水管、電纜、繩子等,應整理有序,嚴防絞亂、絞斷、拉斷、漏電傷人。(3)井下采用低壓照明,一般使用220/32~36V,行燈變化器變壓。(4)禁止井下與井口同時作業(yè),井下作業(yè)必須戴好安全帽和系好安全帶。(5)在井下取芯作業(yè),嚴禁人和物同時起吊。9.5.2升降鉆具安全事項:(l)升降鉆具前,認真檢查卷揚剎車、離合器、游輪組、吊構保險銷子等是否靈活可靠,起吊鋼繩是否完好。(2)提升鉆具或巖芯遇阻時,嚴禁強行起吊,應適當與轉盤配合,或停機進行處理后,再行起吊。(3)提放鉆具時,提引器的快卡子應安全可靠;重物放倒摘掉快卡子時,應立即用繩子拉住大鉤,以防擺動傷人。9.5.3井口安全事項:(1)井口指揮人員,應認真指揮井下與升降作業(yè)。(2)井口周圍應整理潔凈,不得堆放雜亂物件。嚴防物件掉入井內,造成事故。(3)井下有人員作業(yè)時,井口應設專人看守,所用工具等,一律系繩或由吊桶運送,不得向井下投放。(4)井口禁止閑散人員圍觀。10沖洗液和護壁堵漏10.1沖洗液10.1.1適用于水利水電鉆探的沖洗液有清水、乳化液、低固相泥漿、無固相沖洗液、泡沫液等,應根據巖層特點、地質要求、鉆進方法、材料來源、設備條件,正確選用。沖洗液種類見表10.1.l。10.1.2配制乳化液采用的潤滑劑及其用量見表10.1.2。10.1.3不分散低固相泥漿的性能和配方,應根據巖層特性首先進行室內試驗確定,在使用過程中定期測定其漿液的性能,根據變化進行調整。10.2.3套管護孔10.2.3.1在大裂隙、溶洞、老窿及強烈涌水、漏水、坍塌等地層,使用其他護壁及堵漏方法無效或不經濟時,應采用下套管的辦法護孔;極松散的堆積層,漂礫石架空層及水文地質試驗孔,采取跟套管的辦法護孔。10.2.3.2仔細檢查套管絲扣,逐根丈量,并依次記入班報表,嚴禁將不合要求的套管下入孔內。10.2.3.3金剛石鉆進的鉆孔如采用反扣套管,下管后孔口要固定。如用正扣套管,應在套管的絲扣上用粘結劑(如松香加瀝青)粘牢并將套管腳固定。10.2.3.4下套管前,用異徑導向鉆具先打小眼,超過100mm,下套管后要封固套管底部,防止內外水力串通。10.2.3.5套管上端管口周圍環(huán)狀間隙要密封,以防巖粉落入套管之間的間隙,造成起拔困難。10.2.3.6套管不允許在鉆孔中呈懸掛狀態(tài)。應將套管靴下到孔底或固定在變徑臺階上,發(fā)現套管脫扣,要及時處理。10.2.4起拔套管10.2.4.1終孔后立即起拔套管。在套管起活后,才可向孔內下過濾器、觀測管或進行封孔等工作。10.2.4.2起拔套管一般采用拉、打、頂、扭相結合的方法。起管次序是先內后外。在起打過程中要經常擰緊連接絲扣。10.2.4.3起拔套管困難時,可在管靴下0.5m處放炮震松。若無法起拔時,應提出報告,非經隊部批準不得擅自放棄,并應記入班報表中。11事故預防和處理11.1事故預防11.1.1鉆場安全注意事項:(l)從事鉆探工作人員,必須接受安全教育,經考核合格后方準進入崗位。新工人必須在班長或熟練工人指導下進行操作。(2)進入鉆場工作時,必須穿工作服、工作鞋,戴安全帽。上班前,不準喝酒。(3)在鉆塔上工作時,必須系牢安全帶。(4)鉆場內應配備醫(yī)藥保健箱,備有一定數量的急救藥品和外傷藥物。(5)鉆場機器安裝之后,須經過安全檢查,確認安裝合格,才允許開鉆。11.1.2水上鉆探安全守則:(1)在通航河流上進行鉆探時,鉆船上應懸掛當地航運部門規(guī)定的標志。(2)鉆船、渡船等必須備有足夠數量的救生衣或救生圈,通訊設備,船只堵漏和消防器材等,并規(guī)定呼救信號。(3)鉆部、渡船和渡口碼頭均須訂有健全的安全制度,過渡時應穿上救生衣。(4)嚴禁非駕駛人員操作水上船只。渡口碼頭在夜間應有良好的照明。(5)鉆船裝載要保持平衡,不常用的器材,或已裝滿的巖心箱,應及時搬移上岸,妥善保管。(6)提升鉆具時,不準強力起吊,不得將千斤頂座落在鉆船上處理事故。(7)每班有專人檢查錨繩、絞車等安全情況,根據水情變化,及時調整錨繩,并應隨時清除漂掛在錨繩及套管上的漂浮物。(8)及時掌握上游水情,若遇有洪峰警報,應及時通知鉆船上的人員作好準備,并由隊長組織指揮渡汛或撤退。(9)嚴禁在鉆船上游的主錨、邊錨范圍內進行水上或水下爆破作業(yè)。(10)水深流急時,鉆船下游應設有救生安全站,備有救生艇和必要的通訊、醫(yī)療器材,日夜均有專人值班。(11)遇有重霧視線不清或5級以上大風時,禁止拋錨、起錨和移動鉆船、渡船等。(12)停工停鉆時,鉆船上必須派專人值班,負責排除船倉積水,監(jiān)視和排除掛在錨繩和套管上的漂浮物,并注意船上的防火事宜。(13)海上作業(yè)時,鉆場要貯存足夠的淡水、急救藥品,以及配備救生艇。11.1.3鉆進中安全守則:(l)機器運轉中,不得進行拆卸和修理,發(fā)現響聲異常時,應及時停機檢查。(2)各儀表運行正常。(3)每次開鉆及鉆進中,注意膠管纏繞鉆桿,應設防纏裝置。鉆進中不得用人扶持水龍頭及膠管。(4)擴孔、掃孔、掃脫落巖芯或鉆進不正??锥螘r,必須由熟練鉆工操作。11.1.4升降安全規(guī)定:(l)認真檢查升降機的制動裝置、離合器裝置、提引器、擰卸工具等是否安全好用。天車要定期加油和檢查。(2)檢查鋼絲繩的磨損情況,斷絲超過規(guī)定(每一捻距內斷絲數不得超過1/7)及時更換。(3)操作升降機人員應與孔口和塔上人員緊密配合,并按他們發(fā)出的信號進行操作。(4)操作升降機要穩(wěn),不得猛剎猛放。升降過程中不得用手扶摸鋼絲繩。(5)孔口操作人員必須站在鉆具起落范圍以外。摘掛提引器時,要注意防止回繩碰打。抽插墊叉要防止砸手。(6)跑鉆時嚴禁搶插墊叉。(7)提鉆后應立即蓋好孔口。粗徑鉆具處于懸吊狀態(tài)時,不許探視或用手摸管內巖芯。11.1.5孔內事故的預防措施:(1)鉆場所用各種規(guī)格的管材、接頭、接箍,均應按新舊程度分類存放和使用,舊的用于穩(wěn)定孔段或鉆孔上部。彎曲的鉆桿、巖心管,要及時校直。管材的彎曲和磨損最大允許限度見表11.1.5,超過規(guī)定的不得下入孔內使用。(1)處理鉆桿多頭斷脫事故時,應先下入打印器,探明情況后再分別進行處理。(2)采用掏心方法處理巖芯管事故時,一般應使用比事故鉆具小一級的鉆具。(3)在鉆進中,發(fā)生鉆具折斷或脫落事故,當用絲錐對上后,不應繼續(xù)鉆進或采取巖芯,而應立即提鉆檢查鉆具。11.5孔內事故處理的安全規(guī)定11.5.1反脫孔內鉆具時,操作人員必須站在手柄反轉范圍之外。11.5.2用吊錘上打鉆具時,打頭或打箍均應系好安全繩,在打吊錘過程中應經常擰緊振松的接頭絲扣。11.5.3使用千斤頂起拔鉆具時,千斤頂卡瓦應控綁牢固,并掛好提引器,嚴防鉆桿頂斷后竄起或卡瓦飛出傷人。11.5.4應注意孔口,防止工具等掉入孔內,造成雙重事故。11.6鉆場的防火、防寒、防風、防汛11.6.1鉆場防火規(guī)定:(l)內燃機排氣管或火爐煙筒,要伸出場房之外0.5m以上,穿過場房處要安裝隔熱裝置。(2)鉆場火爐應與地板很好隔離。爐灰應倒在指定地點。(3)草原及林區(qū)鉆探,鉆場周圍都應開出寬3~8m的防火道。(4)現場內備有足夠的滅火器材。(5)電器失火時,要先切斷電源,而后滅火。11.6.2鉆場防寒規(guī)定:(1)在高寒地區(qū)鉆探,柴油機、水泵停用時,應放凈全部積水,以防凍裂機器。(2)送水管路應注意防凍,停止供水時,要放凈管內積水。(3)鉆場內應有取暖設備。11.6.3鉆場防風規(guī)定:(1)凡高10m以上的鉆塔,必須設安全繃繩。(2)大風超過6級時,要增設繃繩或落下鉆塔篷布。11.6.4鉆場防汛規(guī)定:(l)在汛期,大批物資必須放在洪水位警戒線以上。(2)在可能受到山洪侵襲及洪水淹沒的施工區(qū),事先應作好防洪措施。(3)雷雨季節(jié),鉆架應設置避雷外??ㄊ剑?,選用較小的技術參數,鉆進時不得上下提動鉆具,若進尺變慢應及時提鉆。也可采用無泵反循環(huán)鉆進。(3)在硬、脆、碎地層中鉆進,采用“噴反”鉆具或雙管鉆具,回次進尺0.5~0.8m,用沉淀法取芯,孔底巖粉不得超過0.3m。12.1.4軟弱夾層鉆進應遵守下列規(guī)定:(l)軟弱夾層鉆進方法應單獨作出施工設計。(2)根據理想柱狀圖,與鉆進到離夾層頂板1m左右時,即應換用與軟弱夾層相適應的鉆具和鉆進方法,回次進尺限制為0.5~1m。遇有穿透夾層跡象時,應再鉆進0.1~0.2m起鉆。(3)有軟弱夾層的鉆孔,其孔徑應盡可能大些,金剛石鉆進可采用φ75mm孔徑。(4)采用單動雙管(或三管)時,鉆具要有好的同心度和單動性能。鉆具的有效長度不得超過1m。在內管與鉆頭之間設置扶正器,防止內管晃動。(5)巖芯對磨是影響軟弱夾層采取數量和質量的關鍵。清除或減少對磨的有效方法是合理設計鉆孔的頂角和方位角,使軟弱夾層對鉆孔的視傾角由20°以下的緩傾角變?yōu)?0°以上的傾角。(6)安裝巖芯堵塞報警裝置,發(fā)現巖芯堵塞立即起鉆。安裝鉆速儀,規(guī)定凡鉆速低于某極限值(一般可定為50mm/min)立即起鉆。(7)在鉆進軟弱夾層前,應采取有效護孔措施。保持孔底潔凈,提高沖洗液的潤滑性能和護壁性能。(8)鉆進時由班長親自操作,并隨時注意觀察儀表,對鉆速變化、回水顏色均要記錄,應判定頂板、底板的位置。(9)重要的軟弱夾層要采用套鉆方法(具體見7.3條)。12.1.5巖芯采取應遵守下列規(guī)定:(1)嚴禁超管鉆進(即回次進尺長度超過巖芯管長度)。(2)巖芯卡料粒徑要適度,投放時先小后大,投放均勻,投放后送水沖壓卡牢,再開始扭取。卡簧要松緊適度。(3)鉆進時發(fā)現巖芯堵塞要立即起鉆。(4)從巖芯管退出巖芯時,管底離地面不宜過高,應輕輕錘擊震動,以免造成人為破壞。(5)有條件時,應采用水壓退心器。12.1.6巖芯編錄應遵守下列規(guī)定:(1)從巖芯管退出的巖芯,應按先后順序排列在巖芯箱內,每一回次用巖芯牌隔開。巖芯牌上應用鋼筆標明“××孔號,孔深××~××m,回次進尺××m巖芯長度××m,巖芯編號××號~××號,巖芯采取率××%”字樣。(2)易沖蝕、風化、崩解的巖芯,應按地質要求進行封存。(3)巖芯在巖芯箱內的排放次序是自上而下地由左向右排放,不得顛倒和混亂。巖芯長度超過50mm的,應循序用紅鉛油編號。編號應同一方向,書寫要清晰。(4)巖芯箱側面要用紅鉛油標明“××壩址,××孔號,第××箱,孔深××~××m”字樣。12.1.7巖芯箱規(guī)格長1m,寬0.4m。其高度及巖芯箱內之間隔,應以巖芯放入箱內不亂晃及能蓋上巖心箱蓋為宜。塑料巖芯箱規(guī)格可適當縮小,其底面為半圓狀。12.1.8巖芯的保管及運輸應做到:(1)巖芯箱要放在平穩(wěn)的地方,不能日曬、雨淋。(2)水上鉆孔,巖芯箱要放在陸地較高的位置。(3)搬運時要蓋上巖芯箱蓋,小心輕放,防止巖芯顛出和折斷。(4)巖芯倉庫要通風不漏雨。12.1.9原狀土樣采取的一般規(guī)定:(1)土樣必須在孔底清理之后采取,殘土不得大于0.1m,應保持其天然含水量和原狀結構。鉆孔直徑應大于取樣器外徑10mm以上。(2)為避免鉆進過程中對土的壓密和擾動,沖擊鉆進應在距取樣深度0.5m左右停止沖擊;回轉鉆進應在取樣深度0.35m以上減壓鉆進。(3)地下水位以上,必須采取干鉆清孔。(4)土樣取出經檢驗合格后,及時蠟封,貼上標簽,注明上下。12.1.10原狀砂樣采取除遵守土樣采取的規(guī)定外還要做到:(1)在取樣前0.5m禁止用管鉆鉆進。(2)取樣時全孔注滿泥漿。(3)取樣簡卸下后直接進行現場試驗。12.1.11水樣采取,最好在抽水試驗鉆孔的后期進行,或在長期觀測的鉆孔中經抽水后采取。如必須在施工鉆孔中取樣時,應遵守下列規(guī)定:(1)單一含水層,可終孔后取水樣,如有兩層以上含水層,必須做好止水工作,然后分層取樣。(2)必須將孔中水抽干或相當于孔中水柱的3倍,待孔內水位上升后再取。(3)水樣瓶應用水樣水洗凈。水樣不要裝太滿。水樣取出后用蠟封,貼好標簽,24h內送試驗室。(4)供做侵蝕性試驗的水樣,要采取二瓶,其中0.5L的一瓶加大理石粉2g。(5)取水樣的鉆孔應首批施工,在取樣之前,不得采用乳化液鉆進。覆蓋層鉆孔在取樣之前不得加水。12.2鉆孔彎曲與孔深校準12.2.1鉆孔頂角的允許偏差,在每孔深100m時,直孔不大于3°,斜孔不大于4°。鉆孔方位角允許偏差根據地質要求確定。鉆孔頂角的測量,直孔和斜孔每50~100m測定一次,特殊孔段按地質要求進行測定。每個鉆孔終孔必須進行一次測斜,載入記錄。12.2.2鉆孔彎曲的預防12.2.2.1認真做好機械安裝和開孔工作:(l)選用直的機上鉆桿,“對中”性能好的立軸卡盤,不準使用立軸晃動的鉆機開孔。(2)開孔的粗徑鉆具長度,要隨鉆孔延深而加長。開孔時要校正鉆機,使立軸中心對準孔位。(3)孔口管要下正,固牢。

12.2.2.2采用合理的鉆進方法和操作工藝:

(l)采用硬質合金鉆進、金剛石鉆進、沖擊回轉鉆進方法。

(2)采用合理的鉆進技術參數。鋼粒鉆進時,應采用適宜的投砂量。

(3)不要輕易地換徑。換徑時應使用變徑導向鉆具,或采取其他導正定位措施。

(4)采用剛性好、長而直的巖芯管?;鶐r鉆進時,常規(guī)鉆具的巖芯管長度不短于3m。(5)采用孔底加壓等措施,增加鉆具的穩(wěn)定性。(6)在鉆進溶洞地層、軟硬互層,要采用低轉速、輕鉆壓鉆進。12.2.3鉆孔彎曲度超過地質要求時,應及時進行糾斜處理(參看75條)。12.2.4鉆孔深度必須丈量準確。每鉆進100m或在終孔后,下護孔套管或孔內爆破,水文地質試驗前以及地質有特殊要求時都必須校正孔深??咨钫`差超過3/1000時,應找出原因,并更正記錄報表。12.3水文地質觀測12.3.1簡易水文地質觀測項目:(1)對每一含水層,均應測定其穩(wěn)定水位。對浸設調查鉆孔要測定初見水位,為此,鉆進時不得向鉆孔內加水,并要防止表層水浸入。(2)發(fā)現沖洗液嚴重漏失,或遇有涌水孔段,應及時測定其位置,并作好記錄。(3)發(fā)現水溫變化或有氣體逸出時,應通知地質人員,并測定水溫,采取水樣、氣樣封存送驗。12.3.2觀測裝置與儀器儀表12.3.2.1測量水位用音罐或電測水位計。一般要求:(1)均應以孔口基樁的高程為標準計算。(2)多層含水層時,應下栓塞隔離止水。(3)水位穩(wěn)定標準:每10min測量1次,連續(xù)測量3次,水位變化不大于20mm,即可認為穩(wěn)定。(4)測繩及電線應經常檢查校正。12.3.2.2測量水溫的溫度計要求自孔內提出時,保持溫度不變。12.3.2.3壓水、抽水試驗,按相應規(guī)程有關規(guī)定執(zhí)行。12.3.2.4觀測儀表要每年校準一次。凡使用已損壞的儀表進行測試者,應作為事故追究責任。12.4封孔與長期觀測裝置12.4.1鉆孔竣工驗收后,必須按技術要求進行封孔,一般采用400號以上水泥配制砂漿封孔。但小口徑鉆孔要用水泥漿封孔。12.4.1.1深度小于20m的干孔可直接從孔口投入稠漿液,有水鉆孔則必須下入導漿管距孔底不高于0.5m處,然后用泵入法或注入法進行灌漿。水灰比可為0.5~0.6。導漿管長度要載入記錄。12.4.1.2采用注入法時,漿液升高到一定高度后,可逐步提起導漿管,但管口不得超過漿面。12.4.1.3灌注不可中斷,灌注完畢用清水沖洗管路。12.4.1.4作出封孔記錄。12.4.2水文地質長期觀測裝置12.4.2.1下入長期觀測管之前,對鉆孔要嚴格進行沖洗。12.4.2.2按設計要求,選用觀測管及過濾網。觀測管內徑不能小于20mm。12.4.2.3覆蓋層鉆進中安裝長期觀測管時,應根據含水層顆粒級配選擇圍填礫料。充填礫料厚度一般應大于20mm(孔徑-觀測管外徑/2)。在起拔套管時,將礫料從觀測管與套管之間徐徐投入,至超過含水層頂板處止,然后將套管全部起出。12.4.2.4每個觀測孔均應設孔口保護裝置。12.4.2.5觀測管在含水層頂板封閉處的水泥漿灌注方法與封閉鉆孔的要求相同。12.5原始報表12.5.1鉆探原始報表,各班應指定專人負責用鋼筆在現場隨鉆探施工,逐項填寫,應做到及時,準確,真實,齊全,并保持清潔,不許可事后補寫。原始記錄要由班長校核簽字,終孔后由機長簽字匯訂成冊上報。12.5.2在鉆進中發(fā)現的一切工程地質和水文地質現象,都必須認真記錄(如掉鉆、坍孔,鉆速變化、回水變色、鉆進感覺等),不得漏記和偽造。12.6竣工驗收12.6.1鉆孔達到設計孔深后,由隊長、地質、鉆探負責人、機長聯合進行驗收工作。驗收應按鉆孔設計任務書的要求及鉆探質量標準逐項進行。驗收合格后,在鉆孔驗收單上簽署鑒定意見,存檔。12.6.2鉆孔驗收不合格者,應查明原因,并采取必要的補救措施,如仍達不到鉆孔任務書要求及鉆探質量標準時,應報上級研究處理。因孔內事故或其他原因而不能達到設計孔深時,能基本滿足地質要求又經上級主管部門同意的可列為合格孔,否則一律為不合格孔或廢孔。13鉆探機械的使用與維護13.1一般要求13.1.1地勘隊要嚴格執(zhí)行鉆探設備定期維護和保養(yǎng)制度,保證在用機械經常處于良好的技術狀態(tài)。鉆探機械運行中的日常維護和一般故障的排除應由機組負責,小修由修配組負責;大修由修配廠負責。(60℃13.4柴油機的使用與維護13.4.1開動前的檢查與維護:(l)檢查燃油、潤滑、冷卻、電氣等系統(tǒng)是否齊全正常。(2)寒冷天氣,在啟動前,必須向水套內加注熱水,使機身溫度預熱到30℃13.4.2啟動時的操作與維護:(1)用搖把啟動時,應握緊,不得中途松手,啟動后應立即抽出搖把。(2)電啟動時,每次通電源不得超過5s,若啟動2~3次仍無效,應查明原因,排除故障,嚴禁強行啟動。13.4.3運轉中的操作與維護:(1)冷機啟動后,應低速運轉幾分鐘,待機溫增至40℃(2)新的或經大修的機器,在額定轉速和負荷下運轉50h后,更換一次潤滑油,以后再逐步提高轉速和增加負荷,又運轉100h,再更換一次潤滑油后,方可轉為正常運轉。(3)注意潤滑系統(tǒng)的油壓是否正常,在額定轉速時,一般應保持在0.15~0.30MPa。(4)注意冷卻系統(tǒng)的工作是否正常,冷卻水箱中的水

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