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隧道工程課程設(shè)計(jì)本課程設(shè)計(jì)旨在幫助學(xué)生掌握隧道工程的基本原理和設(shè)計(jì)方法。學(xué)生將學(xué)習(xí)如何進(jìn)行隧道工程設(shè)計(jì),包括地質(zhì)勘察、施工方案、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面。課程設(shè)計(jì)概述實(shí)踐應(yīng)用課程設(shè)計(jì)結(jié)合理論知識(shí),將理論運(yùn)用到實(shí)際工程中,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和解決問(wèn)題的能力。團(tuán)隊(duì)協(xié)作課程設(shè)計(jì)要求學(xué)生進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作,共同完成設(shè)計(jì)任務(wù),培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和溝通能力。模型設(shè)計(jì)通過(guò)模型制作,學(xué)生可以更直觀地理解隧道工程的結(jié)構(gòu)和功能,提高學(xué)生的動(dòng)手能力和空間想象能力。隧道工程概述定義隧道工程是利用人工開(kāi)挖方法,在山體或地面以下建造的地下通道,用于交通運(yùn)輸、水利工程等。重要性隧道工程是現(xiàn)代化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分,在交通運(yùn)輸、水利工程、資源開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。挑戰(zhàn)性隧道工程建設(shè)面臨著復(fù)雜的地質(zhì)條件、高風(fēng)險(xiǎn)、高難度等挑戰(zhàn),需要高水平的工程技術(shù)。隧道工程的定義隧道工程是地下工程的重要組成部分。它通常是指在山體、巖層或水下等地質(zhì)條件下開(kāi)挖的地下通道工程。隧道工程具有較高的技術(shù)難度和安全風(fēng)險(xiǎn)。它需要專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員和先進(jìn)的施工設(shè)備。隧道工程的分類(lèi)1按用途分類(lèi)公路隧道、鐵路隧道、水利隧道、市政隧道等。公路隧道用于公路交通,鐵路隧道用于鐵路交通,水利隧道用于水資源開(kāi)發(fā),市政隧道用于城市地下交通、市政管線等。2按埋深分類(lèi)淺埋隧道、中埋隧道、深埋隧道。淺埋隧道埋深較淺,中埋隧道埋深適中,深埋隧道埋深較深。不同的埋深決定了隧道工程的施工難度和安全風(fēng)險(xiǎn)。3按開(kāi)挖方式分類(lèi)明挖隧道、暗挖隧道、半明挖隧道。明挖隧道采用露天開(kāi)挖,暗挖隧道采用地下開(kāi)挖,半明挖隧道兼具明挖和暗挖的特點(diǎn)。4按穿越地層分類(lèi)巖質(zhì)隧道、土質(zhì)隧道、復(fù)合地層隧道。巖質(zhì)隧道穿越巖石地層,土質(zhì)隧道穿越土質(zhì)地層,復(fù)合地層隧道穿越多種地層。隧道工程的特點(diǎn)復(fù)雜性隧道工程涉及多種專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域,例如地質(zhì)勘察、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工技術(shù)等。施工環(huán)境復(fù)雜,需要克服地質(zhì)條件、水文條件等多種因素。安全性隧道工程的安全至關(guān)重要,需要確保隧道結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。需要采取有效的安全措施,防止事故發(fā)生。經(jīng)濟(jì)性隧道工程的成本較高,需要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析。需要選擇合理的施工方案,降低工程造價(jià)??沙掷m(xù)性隧道工程對(duì)環(huán)境有一定的影響,需要進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)。需要采取措施,減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。隧道工程設(shè)計(jì)流程1前期調(diào)查勘察收集地形地質(zhì)數(shù)據(jù),評(píng)估環(huán)境影響。2工程設(shè)計(jì)確定隧道路線,選擇施工方法,設(shè)計(jì)支護(hù)結(jié)構(gòu)。3工程施工按設(shè)計(jì)方案施工,確保工程質(zhì)量和安全。4竣工驗(yàn)收完成隧道工程,進(jìn)行驗(yàn)收和評(píng)估。隧道工程設(shè)計(jì)流程是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,涉及多個(gè)階段和步驟。每個(gè)步驟都必須認(rèn)真進(jìn)行,確保項(xiàng)目的順利實(shí)施。前期調(diào)查勘察1地質(zhì)勘探收集地質(zhì)數(shù)據(jù),確定地層巖性,評(píng)估地質(zhì)條件。2水文勘察調(diào)查地下水文情況,確定地下水位,評(píng)估隧道施工對(duì)水文的影響。3環(huán)境調(diào)查評(píng)估隧道工程對(duì)周邊環(huán)境的影響,制定環(huán)境保護(hù)措施。4社會(huì)調(diào)查了解當(dāng)?shù)鼐用駥?duì)隧道工程的態(tài)度,征求社會(huì)意見(jiàn),確保工程順利實(shí)施。工程設(shè)計(jì)隧道工程設(shè)計(jì)隧道工程設(shè)計(jì)是將隧道工程從設(shè)想到現(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵步驟,確保安全,經(jīng)濟(jì),高效地建設(shè)隧道。設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容涵蓋隧道工程的各個(gè)方面,包括開(kāi)挖,支護(hù),襯砌,排水,通風(fēng),照明等。設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法通常采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件,進(jìn)行三維建模,分析地質(zhì)條件,計(jì)算工程參數(shù)。設(shè)計(jì)目標(biāo)設(shè)計(jì)目標(biāo)是確保隧道工程的質(zhì)量,安全,可靠,并滿足使用功能需求。工程施工施工準(zhǔn)備施工準(zhǔn)備工作包括:施工現(xiàn)場(chǎng)的清理、道路的修建、材料和設(shè)備的準(zhǔn)備、施工人員的培訓(xùn)、安全措施的制定。隧道開(kāi)挖隧道開(kāi)挖是施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié),需要根據(jù)地質(zhì)條件選擇合適的開(kāi)挖方法,并進(jìn)行有效的支護(hù)。襯砌施工襯砌施工是保證隧道結(jié)構(gòu)安全和耐久性的重要工作,要嚴(yán)格控制襯砌的質(zhì)量,確保其符合設(shè)計(jì)要求。附屬設(shè)施施工附屬設(shè)施包括排水系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等,需要同步進(jìn)行施工,以保證隧道的正常運(yùn)營(yíng)。隧道工程設(shè)計(jì)原則安全性原則隧道工程是重要基礎(chǔ)設(shè)施,安全至關(guān)重要,要確保隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,防止坍塌事故,保護(hù)施工人員安全。經(jīng)濟(jì)性原則設(shè)計(jì)方案要符合經(jīng)濟(jì)效益原則,合理控制工程造價(jià),提高工程投資回報(bào)率??尚行栽瓌t設(shè)計(jì)方案要可行,考慮實(shí)際情況,選擇合適的施工方法和技術(shù),確保工程順利進(jìn)行。安全性原則人員安全隧道工程施工人員的安全至關(guān)重要,安全措施必須完善。結(jié)構(gòu)安全隧道工程結(jié)構(gòu)安全直接關(guān)系到工程的穩(wěn)定性和使用壽命。交通安全隧道通車(chē)后,交通安全保障是重中之重,確保安全暢通。經(jīng)濟(jì)性原則成本控制隧道工程造價(jià)高,施工難度大。選擇合適的施工方案和材料,控制工程成本至關(guān)重要。投資回報(bào)率經(jīng)濟(jì)性原則要求隧道工程的投資回報(bào)率要合理,建設(shè)周期要盡可能短。社會(huì)效益隧道工程的經(jīng)濟(jì)效益要與社會(huì)效益相結(jié)合,促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步??尚行栽瓌t技術(shù)可行性隧道工程技術(shù)是否成熟,技術(shù)難度是否可控,技術(shù)方案是否合理可行。經(jīng)濟(jì)可行性工程造價(jià)是否合理,經(jīng)濟(jì)效益是否可觀,是否符合項(xiàng)目投資回報(bào)率要求。環(huán)境可行性工程建設(shè)是否會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成負(fù)面影響,環(huán)境保護(hù)措施是否有效。社會(huì)可行性工程建設(shè)是否符合當(dāng)?shù)厣鐣?huì)發(fā)展規(guī)劃,是否得到社會(huì)大眾的認(rèn)可和支持。隧道支護(hù)設(shè)計(jì)巖土工程支護(hù)結(jié)構(gòu)要與巖土條件相適應(yīng),保證隧道穩(wěn)定性。襯砌結(jié)構(gòu)襯砌結(jié)構(gòu)要承受隧道荷載,保護(hù)隧道內(nèi)部安全。錨桿支護(hù)錨桿支護(hù)用于增強(qiáng)巖體穩(wěn)定性,防止坍塌和變形。防水措施隧道防水要防止水滲漏,保證隧道內(nèi)部環(huán)境安全。支護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型混凝土襯砌混凝土襯砌廣泛應(yīng)用于隧道工程,具有強(qiáng)度高、耐久性好、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。鋼拱支護(hù)鋼拱支護(hù)適用于地質(zhì)條件較差、圍巖壓力較大、開(kāi)挖斷面較大的隧道。錨噴支護(hù)錨噴支護(hù)是一種常用的隧道支護(hù)方法,適用于地質(zhì)條件中等、圍巖穩(wěn)定性較好的隧道。支護(hù)結(jié)構(gòu)選擇1地質(zhì)條件巖體強(qiáng)度、完整性、節(jié)理發(fā)育程度等因素影響支護(hù)結(jié)構(gòu)選擇。2隧道開(kāi)挖方法不同的開(kāi)挖方法對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型有不同的要求。3工程環(huán)境地表水位、地下水、環(huán)境保護(hù)等因素也需要考慮。4經(jīng)濟(jì)因素成本、施工難度、工期等因素需要綜合考慮。支護(hù)參數(shù)計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型根據(jù)隧道地質(zhì)條件、開(kāi)挖方式以及荷載大小選擇合適的支護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型,例如錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土等。支護(hù)參數(shù)計(jì)算根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行計(jì)算,確定支護(hù)材料的強(qiáng)度、數(shù)量、間距、長(zhǎng)度等參數(shù)。隧道開(kāi)挖設(shè)計(jì)爆破開(kāi)挖爆破開(kāi)挖是最常用的方法之一,適合硬巖地層。機(jī)械開(kāi)挖機(jī)械開(kāi)挖適用于軟弱破碎地層,提高效率。人工開(kāi)挖人工開(kāi)挖適用于狹窄空間或特殊地質(zhì)條件。隧道開(kāi)挖方法鉆爆法適用于堅(jiān)硬巖石地層,效率高,但易造成震動(dòng)和粉塵污染。掘進(jìn)機(jī)法適用于軟弱破碎巖層,效率高,但成本較高。人工開(kāi)挖法適用于特殊地質(zhì)條件或狹窄空間,效率低,但可控制精度。爆破法適用于大面積開(kāi)挖,效率高,但易造成震動(dòng)和粉塵污染。隧道開(kāi)挖步驟1爆破開(kāi)挖爆破法是常用的開(kāi)挖方法。使用炸藥進(jìn)行爆破,形成開(kāi)挖面。對(duì)地層、巖石的破壞力強(qiáng),效率高。2機(jī)械開(kāi)挖機(jī)械開(kāi)挖主要使用挖掘機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)等設(shè)備。適用于軟弱土層或破碎巖層。3人工開(kāi)挖人工開(kāi)挖主要用人工鑿巖,效率較低,但適合于狹窄空間或特殊地質(zhì)條件下的開(kāi)挖。開(kāi)挖參數(shù)計(jì)算開(kāi)挖斷面尺寸根據(jù)隧道設(shè)計(jì)圖紙確定開(kāi)挖斷面尺寸,確保隧道滿足通車(chē)要求和安全標(biāo)準(zhǔn)。開(kāi)挖坡度根據(jù)地質(zhì)條件和施工工藝選擇合適的開(kāi)挖坡度,避免邊坡失穩(wěn)和坍塌事故。爆破參數(shù)根據(jù)巖石硬度、地質(zhì)條件和施工安全要求確定爆破參數(shù),如藥量、炮孔間距和炮孔深度。開(kāi)挖進(jìn)尺根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃和安全要求確定每日開(kāi)挖進(jìn)尺,保證工程進(jìn)度和安全。隧道襯砌設(shè)計(jì)襯砌結(jié)構(gòu)類(lèi)型襯砌結(jié)構(gòu)類(lèi)型根據(jù)隧道荷載和地質(zhì)條件選擇,常見(jiàn)類(lèi)型有鋼筋混凝土襯砌、預(yù)制混凝土襯砌、鋼結(jié)構(gòu)襯砌等。襯砌厚度襯砌厚度由結(jié)構(gòu)計(jì)算確定,需考慮隧道荷載、地質(zhì)條件和施工工藝等因素。襯砌材料襯砌材料主要為混凝土,可根據(jù)具體要求選擇不同強(qiáng)度等級(jí)和耐久性要求的混凝土。襯砌施工工藝襯砌施工工藝包括模板支架、混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)等,需嚴(yán)格控制質(zhì)量,確保襯砌結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性。襯砌結(jié)構(gòu)類(lèi)型鋼筋混凝土襯砌最常用類(lèi)型,抗壓強(qiáng)度高,施工方便。適用于大多數(shù)隧道類(lèi)型。鋼結(jié)構(gòu)襯砌強(qiáng)度高,重量輕,適用于地質(zhì)條件復(fù)雜,需要快速施工的隧道。磚砌襯砌成本低,適用于小型隧道,但抗壓強(qiáng)度相對(duì)較低。襯砌參數(shù)計(jì)算襯砌厚度襯砌厚度是隧道襯砌結(jié)構(gòu)的重要參數(shù),影響著隧道工程的造價(jià)和安全性。襯砌厚度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、荷載情況、襯砌材料等因素進(jìn)行計(jì)算確定。鋼筋配筋率鋼筋配筋率是指鋼筋截面積與襯砌截面積之比,影響著襯砌結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度。鋼筋配筋率應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、荷載情況、襯砌材料等因素進(jìn)行計(jì)算確定。襯砌施工工藝模板安裝模板安裝必須精確,確保襯砌尺寸準(zhǔn)確,防止漏漿?;炷翝仓炷翝仓B續(xù)進(jìn)行,防止出現(xiàn)冷縫,確保襯砌強(qiáng)度。養(yǎng)護(hù)混凝土養(yǎng)護(hù)可以提高襯砌強(qiáng)度,防止裂縫,延長(zhǎng)使用壽命。隧道附屬設(shè)施設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)排水系統(tǒng)用于收集和排除隧道內(nèi)積水,保證隧道結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定。通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)確保隧道空氣質(zhì)量,提高通風(fēng)效率,改善隧道環(huán)境。照明系統(tǒng)照明系統(tǒng)為隧道提供充足的光線,提高行車(chē)安全性,并根據(jù)不同功能區(qū)設(shè)置不同的照明強(qiáng)度。排水系統(tǒng)11.排水功能隧道排水系統(tǒng)主要用于收集和排出隧道內(nèi)積水,保證隧道正常運(yùn)營(yíng)。22.系統(tǒng)組成排水系統(tǒng)通常包括排水溝、排水管、排水泵、沉淀池等設(shè)施。33.設(shè)計(jì)原則排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)需考慮水量、水質(zhì)、地形地貌等因素,并確保安全可靠。44.施工工藝排水系統(tǒng)的施工工藝要求嚴(yán)謹(jǐn),確保排水設(shè)施的質(zhì)量和耐久性。隧道通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)中的核心設(shè)備,為隧道提供新鮮空氣,排出廢氣和有害氣體。風(fēng)管將風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的氣流輸送到隧道各區(qū)域,保證通風(fēng)效率。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)隧道內(nèi)部空氣質(zhì)量,確保安全和舒適度。隧道照明系統(tǒng)安全照明確保隧道內(nèi)行車(chē)和作業(yè)安全,滿足安全標(biāo)準(zhǔn)。照明系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)隧道功能和交通流量設(shè)置。引導(dǎo)照明為駕駛員提供清晰的路線指示,減少駕駛疲勞。照明系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)為均勻分布,避免眩光。施工組織設(shè)計(jì)1施工方案施工方案詳細(xì)說(shuō)明工程實(shí)施步驟,包括開(kāi)挖、支護(hù)、襯砌等各個(gè)階段。2施工進(jìn)度計(jì)劃制定合理的時(shí)間表,確保工程按期完成,并考慮季節(jié)變化和資源供應(yīng)情況。3質(zhì)量保證措施制定嚴(yán)格的質(zhì)量控制體系,確保工程質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求,并制定相應(yīng)的安全生產(chǎn)措施。施工方案施工方案詳細(xì)規(guī)劃施工步驟,包括開(kāi)挖、支護(hù)、襯砌等工序工程圖紙繪制詳細(xì)的施工圖,指導(dǎo)工程施工設(shè)備選型選擇合適的施工設(shè)備,確保施工效率和安全施工管理制定嚴(yán)格的管理制度,確保施工質(zhì)量和進(jìn)度施工進(jìn)度計(jì)劃時(shí)間節(jié)點(diǎn)控制合理安排各階段工期,確保工程按計(jì)劃完成。資源分配根據(jù)施工進(jìn)度,協(xié)調(diào)安排人力、物力、財(cái)力等資源。進(jìn)度監(jiān)控定期跟蹤施工進(jìn)度,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采取措施。質(zhì)量保證措施嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范嚴(yán)格遵守相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)規(guī)范和設(shè)計(jì)文件的要求,確保工程質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。加強(qiáng)過(guò)程控制對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格控制,包括材料質(zhì)量控制、施工工藝控制、安全控制等。建立質(zhì)量責(zé)任制明確各方質(zhì)量責(zé)任,建立健全質(zhì)量管理體系,確保質(zhì)量責(zé)任落實(shí)到位。加強(qiáng)質(zhì)量檢驗(yàn)對(duì)工程進(jìn)行定期檢驗(yàn),并對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)整改,確保工程質(zhì)量合格。課程設(shè)計(jì)重點(diǎn)難點(diǎn)設(shè)計(jì)流程關(guān)鍵步驟包括前期調(diào)查勘察、工程設(shè)計(jì)、工程施工等步驟。設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算方法包括支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算、開(kāi)挖參數(shù)計(jì)算、襯砌參數(shù)計(jì)算等。隧道工程特點(diǎn)分析例如巖土條件、地質(zhì)構(gòu)造、水文條件等方面的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)流程關(guān)鍵步驟前期調(diào)研勘察包括地質(zhì)勘察、水文調(diào)查、環(huán)境評(píng)估等,為后續(xù)設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。工程設(shè)計(jì)根據(jù)勘察結(jié)果制定設(shè)計(jì)方案,確定隧道尺寸、結(jié)構(gòu)形式、材料選擇等。工程施工按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工,包括開(kāi)挖、支護(hù)、襯砌等,并嚴(yán)格控制質(zhì)量。竣工驗(yàn)收工程完工后進(jìn)行驗(yàn)收,確認(rèn)工程質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算方法地質(zhì)參數(shù)巖體強(qiáng)度、地質(zhì)構(gòu)造、地下水位等參數(shù)影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。荷載參數(shù)隧道自身的重量、車(chē)輛荷載、地震荷載等,影響襯砌厚度的設(shè)計(jì)。開(kāi)挖參數(shù)開(kāi)挖斷面尺寸、開(kāi)挖方法等,影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的類(lèi)型和尺寸。環(huán)境參數(shù)溫度、濕度、通風(fēng)條件等,影響襯砌材料的選擇和施工方法。隧道工程特點(diǎn)分析11.環(huán)境復(fù)雜隧道工程通常位于地下,施工環(huán)境較為復(fù)雜,需要考慮地質(zhì)、水文、氣象等因素。22.安全風(fēng)險(xiǎn)高隧道工程施工過(guò)程存在安全風(fēng)險(xiǎn),需要采取有效的安全防護(hù)措施,確保施工人員的安全。33.技術(shù)要求高隧道工程設(shè)計(jì)和施工需要先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備,對(duì)工程人員的技術(shù)水平要求較高。44.工期長(zhǎng)隧道工程建設(shè)周期較長(zhǎng),需要進(jìn)行周密的計(jì)劃和組織,確保工程進(jìn)度順利進(jìn)行。課程設(shè)計(jì)要求及時(shí)間安排設(shè)計(jì)時(shí)間安排課程設(shè)計(jì)時(shí)間為兩周小組成員分工合作按時(shí)完成設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)內(nèi)容要求參考書(shū)目設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)成果要求PPT演示文稿成果匯報(bào)答辯課程設(shè)計(jì)內(nèi)容要求設(shè)計(jì)內(nèi)容根據(jù)所選隧道工程類(lèi)型,完成隧道工程全過(guò)程設(shè)計(jì),包括前期調(diào)查勘察、工程設(shè)計(jì)、工程施工等階段。設(shè)計(jì)深度主要包含隧道工程設(shè)計(jì)原則、支護(hù)設(shè)計(jì)、開(kāi)挖設(shè)計(jì)、襯砌設(shè)計(jì)、附屬設(shè)施設(shè)計(jì)和施工組織設(shè)計(jì)等內(nèi)容。設(shè)計(jì)成果最終提

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