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干旱寒冷地区铁路冬季施工混凝土质量控制技术.pdf

1、2 0 1 4年第 1 0期 铁道建筑 Ra i l wa y En g i ne e r i n g l 2 3 文章编 号 : 1 0 0 3 1 9 9 5 ( 2 0 1 4 ) 1 0 0 1 2 3 0 4 干旱寒冷地 区铁 路冬季施 工混凝 土质量控 制技术 靳 炳 强 ( 中铁二十 四局 集团 浙江工程有限公 司 , 浙江 杭州 3 1 0 0 0 9 ) 摘要 : 结合新建大准至朔黄铁路联络线工程的冬季施工, 系统总结干旱寒冷地 区冬季施工时混凝土的质 量控 制 方法 与措 施 。首 先从 混凝 土原 材料 加 热保 温 、 混凝 土拌 合 时的投 料) 顿序及 搅拌 时 间

2、 、 运 输及 浇 筑 过程中的保温、 新浇筑混凝土结构物的养护措施等方面进行 了详细阐述 , 然后结合工程实际介绍 了钻孔 灌筑桩、 承台、 墩身、 支架现浇连续梁、 涵洞等主体结构混凝土的保温措施 , 最后分析 了混凝土冬季施 工 中的质量通病 , 并提 出了相应的预 防措施。防寒保温措施实施过程 中任一环节稍有疏漏 , 将会产生质量 问题 , 需全过 程 全 方位严 格控 制 。 关键 词 : 铁 路 施 工 寒 区 冬 季 混 凝土 质 量控 制 中 图分 类号 : T U 5 2 8 文献 标识 码 : A D O I : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 3

3、1 9 9 5 2 0 1 4 1 0 3 1 1工 程概 况 新建大准至朔黄铁路联络线位于 内蒙古中部及 山 西省 北 部 , 基本 呈 南一 北 走 向 。线 路北 起 大 准铁 路 外 西 沟站 往南 至朔 黄 铁路 神 池 南 站 , 从 神池 南 站西 侧 引 入朔 黄 铁路 , 新建 线 路全 长 1 7 9 8 6 2 k m。 新 建大 准 至朔 黄铁 路联 络 线工 程 Z C Z Q 一 8标 段 主 收稿 日期 : 2 0 1 4 0 3 1 0 ; 修回 日期 : 2 0 1 4 0 7 2 0 作者简介 : 靳炳强 ( 1 9 8 5 一) , 男, 甘肃会 宁人 ,

4、 工程师。 要 有 特大 桥 2座 2 5 7 7 9 延 米 , 大桥 4座 1 0 4 7 9 延 米 ; 钢筋混 凝 土盖 板涵 3 7座 , 2 3 8 5 6 横 延米 ; 新 建 卧 厂 车 站 1 座 ( 不 含房屋 ) ; 隧道 1座 7 0 1 延 米 , 设计 混凝 土方 量 2 51 0 I n 。 2气候条件 本 工程位 于 山西 省 朔 州 市 境 内 , 线 路 所 在 区 域属 大 陆季 风气候 , 冬 季 漫长 , 雨热 同期 , 太 阳辐 射强 , 光 照 时 间长 , 温差 较大 , 无 霜 期 短 , 干燥 多 风 是 本 区 气候 的 主要 特 征 。

5、Ca u s e a n a l y s i s o f d i s a s t e r o f u nd e r g r o u nd wa t e r a t r e s i d e n t i a l a r e a i n c he c k p o i nt s t a t i o n o f Hu o e r g o u s r a i l wa y a n d d e wa t e r i n g u s e d a s c o u n t e r me a s u r e HUANG Ho n g h u a ( C h i n a R a i l w a y S i y u a

6、 n S u r v e y a n d De s i g n Gr o u p C o , L t d , Wu h a n Hu b e i 4 3 0 0 7 2, C h i n a ) Abs t r a c t: Due t o t he g r o und wa t e r d e ve l o p m e nt o f t he l i f e z on e i n Huo e r g uo s i r a i l wa y p or t s t a t i o n, th e b ui l d i ng s, u n d e r g r o u n d p i p e l i

7、 n e s a n d c a b l e s a r e s e ri o u s l y a f f e c t e d b y gro u n d wa t e r a f t e r t h e h o u s i n g c o n s t r u c t i o n p r o j e c t i mpl e me nt a t i o n Thr o ug h t he e c ono my a n d t e c h no l og y c o mpa r i s on, t hi s p a p e r p r e s e nt e d t he d e wa t e r

8、i ng t r e a t m e nt s s uc h a s no - fi ne s c o nc r e t e di t c h a nd r e i nf o r c e d c o nc r e t e und e r gr o und pi pe a nd il l umi na t e d th e k e y po i nt s o f c o ns t r uc tio n t e c hn ol ogy , t he e ffe c ti v e n e s s of wh i c h h a s be e n we l l p r o ve d a f t e r

9、 t he e n g i n e e r i n g t r e a t m e nt s Ke y wo r d s: Ra i l wa y; Po r t s t a t i o n; W a t e r d i s a s t e r; No fi ne s c o nc r e t e; De wa t e r i ng; Tr e a t m e nt ( 责任 审编 李付军) 1 2 4 铁道建筑 工 程 所 在地 年 平 均 降 水量 3 9 2 8 4 6 2 7 mm, 年 平 均蒸 发量 1 7 4 5 31 9 4 1 3 m m, 年平 均 气 温 3 9 7 2

10、, 极端 最高 气温 3 7 9 , 最低 气 温 一 4 0 4 。 冬季 盛行 西风 , 大风 出现 在 1 1月 至来 年 5月 , 年平 均 风速 1 8 3 4 m s , 瞬 间最 大 风 速 2 9 7 m s 。最 大积 雪厚 度 l 61 9 c m, 最 大 冻结 深 度 为 1 2 5 m。主要 灾 害性 天气 有寒 潮 、 冰 冻 、 冰 雹 及 大 风 、 雷 电 。按 铁 路工 程 气候 分 区属 寒 冷地 区 。 3冬季施 工措 施 根据 客货共线铁路桥涵工程施工技术指南 规定 , 当环境昼夜气温连续 3 d低于 5或最低气温 低 于 一 3 时 , 桥 梁及 混

11、 凝 土 施 工 应 按 冬 季 施 工 要 求 组 织施 工 。 3 1搅 拌站 冬季 施工措 施 3 1 1 料仓加 热 、 保 温 料仓顶部采用彩钢瓦搭设保 温棚 , 并在 隔墙及顶 棚 布设 两层 防火 保温 棉 , 料 仓地 面及 隔墙 均布 置地 暖 。 为保证 施 工安 全 , 地 暖采 用 水 循 环供 暖形 式 。在 拌 合 站 料仓 外设 置蒸 汽 锅炉 , 用 于独 立 供 应拌 合 站料 仓 保 温 , 骨 料 、 水 加热 。 3 1 2 拌合 系统 封 闭 将骨料仓 、 水泥罐 、 外加剂储存罐 、 进料斗 、 传送 带 、 拌合 系统 进行 封 闭 , 同时配 置

12、煤 炉 。 3 1 3 拌 合 水 高压水池采用深水坑 , 并制作保温层 ; 施工用的裸 露风管 、 水 管采 用 1 2 e m厚 的纺 棉 麻 制 品 材料 包 裹 后 , 再 用较 厚 的塑料 套包扎 。 工作前如遇水泵冻结 , 可用 4 0 6 0热水解 冻 , 解 冻 至 电机 轴能 用手转 动 , 方可 使用 。水 箱 内不得 灌 入 6 0 c 二 以上 的热水 , 以免烫坏 水 箱 。 3 2混 凝 土冬季 施 工措施 3 2 1 原材料 要 求 1 ) 水 泥 采用 普通 硅 酸 盐水 泥 , 水 泥 强 度 等级 不 低 于 4 2 5 , 水 灰 比不大 于 0 5 (

13、水灰 比对 混凝 土抗 冻性影 响 最 大 , 为 了 满 足 施 工 和 易 性 的 要 求 需 控 制 水 灰 比) j 。 当混凝 土掺 用 防 冻 剂 ( 外 加 剂 ) 时 , 其 试 配强 度较设 计 强度 提高 一个 等级 。在钢 筋混 凝 土 中禁 止掺 用 氯盐 类 防冻剂 , 以防止 氯盐锈 蚀钢 筋 。 2 ) 所用 骨料 必须 清 洁 , 严 禁 含有 冰 雪 等 冻结 块 及 易 冻裂 的矿 物质 , 在 掺用 含有 钾 、 钠 离 子防冻 剂 的 昆 凝 土 中 , 骨 料 不 得 混 有 活 性 材 料 , 以 免 发 生 碱一 骨 料 反 应 。 3 ) 为减

14、少冻 害 , 冬 季施 工 中混凝 土拌 制 应 优 先 选 用 与水 泥相 容 的高 效减 水 剂 , 同 时适 量 减 少 拌合 水 用 量 。冬季施 工 中 , 从 本 工 程 的 结构 类 型 、 性质 、 施 工 部 位 以及外 加剂 使用 的 目的来 选 择 减 水 剂 , 选 择 时 应 考 虑 : 改善 混凝 土 的 和易 性 , 减 少 用 水 量 , 提 高 拌 合 物 的质量 ; 促进早中期强度 的增加 , 减少干缩性 , 提高 抗冻 融性 。 4 ) 原 材 料 的 加 热 。水 : 当 环 境 温 度 处 于 + 5 一 5 时 , 将水 加 热 至4 0 6 0 ;

15、 当 环 境 温 度 处 于 一 5 一1 0 时 , 将 水 加 热 至4 0 o C8 0 ; 拌 合 站 设 置拌合 水加 热装 置及 蒸 汽锅炉 , 并 与储 水箱 相 连 , 混 凝 土拌合 时 自储水 箱 直 接 抽 水做 为拌 合 用 水 , 储 水 箱 表 面要 覆盖棉 被 以减少 热 量损 失 。骨料 : 制订 砂 、 石 骨 料 保 温 措 施 , 搅 拌 混 凝 土 时 骨 料 中 不 得 带 有 雪 及 冰块 。 3 2 2混 凝 土 拌 合 与 运 输 1 ) 混凝 土 的拌 合 提 前模 拟在 冬季施 工 条件 下 试 配 混凝 土 , 对 3 , 7 , 2 8

16、d强 度进行 比对 , 确定 混 凝 土 的 配合 比和 外 加 剂 的 掺 量 , 用 以指导施 工 , 并 在施工 中予 以微 调 。 搅 拌 前 先 用 热 水 冲 洗 搅 拌 机 1 0 mi n , 然 后 按 照 “ 石一 砂 一 水 一 水 泥 、 矿 粉 、 粉 煤 灰 一 外 加 剂 ” 的 投 料 顺序进行拌合 , 搅拌时问较常温时间延长 5 0 。 随时 测 量 拌 合 水 的 温 度 , 水 温 控 制 在 ( 5 0 1 0 ) , 保 证水 泥不 与 温度 8 0 的水直 接 接触 。 2 ) 混凝 土 的运输 混凝 土 的运输 要保 证 快 装 快 卸 , 确 保

17、 混 凝 土 的 出 机温 度不低 于 1 0 , 确保 人模 温 度不低 于 5 c = 。在 混 凝 土 运 输 车 外 包 裹 保 温 罩 减 少 散 热 , 运 输 过 程 中 以 2 4 r m i n的转 速转 动 , 卸 料 前 以 常 速 再 次 搅 拌 。 当 拌制 的混 凝土 出 现坍 落 度 减 小 或 发生 速 凝 现 象 时 , 立 即重 新调 整拌 合 料 的加 热 温 度 。尽量 缩 短 运 输 距 离 , 缩短 运输 时 问。 3 2 3 混 凝 土 卸 料 及 浇 筑 1 ) 混 凝土 浇筑 在保 温 棚 内进 行 , 棚 内 温 度保 证 在 l 0 o C

18、以上 , 尽可 能减 少混 凝 土 温度 损 失 。浇 筑 时 间应 安排 在 9: 0 0 1 5 : 0 0 。在浇 筑 前 对 混凝 土 入 模 温 度进 行量测 , 不满足要求的混凝土禁止浇筑。 2 ) 混 凝 土浇 筑前 , 清 除 干 净模 板 和 钢 筋 上 的 冰雪 和 污垢 , 当环 境气 温低 于 0 时 , 采用 暖 棚 法将 模 板 、 钢筋 加热 至 2 以上 。 3 ) 混 凝 土的 浇筑 温 度 , 在 任何 情 况 下 均 不 应 低 于 5 , 混凝 土应 分层 连续 浇筑 , 中途 不 能 间断 。 4 ) 新 、 旧混凝土施工缝 的处理 : 已浇混凝 土的

19、 强度不得小于 1 2 MP a ; 施工缝处的砂浆 、 松动石子 必 须凿 除 干净 , 并用 水 冲洗 干 净 , 但 不 得 有 积 水 , 施 工 2 0 1 4年第 1 0期 靳炳强 : 干旱寒冷地 区铁 路冬季施工混凝土质量 控制技术 1 2 5 缝处 的新浇混凝土要重点捣实; 在新混凝土浇筑前 对结合面进行 加热 , 使结合 面表 面温度在 5 以上; 浇筑完成后 , 及时加热养护使混凝土结合面保持正 温 , 直至浇筑混凝土达到规定的抗冻强度。 3 2 4混 凝土 养护 混凝土养护措施十分关键 , 正确 的养护可避免混 凝土产生不必要的温度收缩与干裂。在冬季施工条件 下 必 须确

20、 保混 凝 土表 面 和 内部 温 差 不超 过 2 0 , 不 同 的结构形 式选 择合理 的养 护措施 , 当环 境温度 低 于 5 时 , 不 得洒 水 养护 。 3 2 5混凝 土拆模 冬季混凝土拆模应 满足 : 除应满足混凝土正常 温度下要求的拆模强度 , 还应 同时满足抗冻要求规定 的拆模强度 ; 侧模在混凝土强度达到 2 5 MP a以上 , 且其表面及棱角不 因拆模而受损时方可拆模 , 底模应 在 混凝 土 强度 达 到设 计 强 度 时 方 可拆 模 ; 混 凝 土 与 环 境 的温 差不 得 大于 2 0 。 4 新浇筑主体 结构混凝 土的保 温措施 4 1 钻 孔灌 注桩

21、 灌注桩混凝土的施工及搅拌按 铁路桥涵工程施 工质量验收标 准 执行 , 灌注 时要 求拌合物温度 不 低于 5。混凝土灌注完成且初凝后 , 孔 口采用临时 填 土覆 盖 养护 。 4 2承 台施 工 承台混凝土的养护采用暖棚加温养护 , 具体做法 : 1 ) 承台模 板 、 钢 筋安装结束后 , 搭设承 台施 工用 的 暖棚 , 暖棚 应 坚 固 、 不 透 风 , 覆 盖 材料 采 用订 制 的两 层帆布 , 层厚约 6 7 m m, 如需搭接则必须保证搭接严 密牢 固, 同时布设可 以灵活拆卸的支架 , 将篷布固定于 支架上 , 保证暖棚支立坚固、 严密 。 2 ) 在暖棚 中使用 煤炉

22、加热 , 作好防火 、 防煤气 中 毒 措施 , 保 温棚 顶 部预 留排 烟孔 和混 凝 土浇 筑 窗 口 , 保 证通风 良好 , 并备好各种抢救 设备。保温棚 内气温不 得 低 于 5 , 并 保 持一 定 的湿度 。 3 ) 避免在夜间和气温骤降时拆模 , 并且混凝土强 度大于受冻临界强度 时方可拆模 , 并及 时采用养生布 包裹密封 , 加温养护 , 达到要求后方可拆除。 4 ) 养护过程 中及拆模 后安排专人检 查混凝土表 面是否受冻 、 收缩 , 边角是否脱落 。 4 3墩 身 施工 墩身施工保温养护具体做法 : 1 ) 对 于实 心墩 利 用墩 身 模 板 支 架 、 外 侧

23、脚 手 架 和 篷布搭设暖棚支架 , 篷布挂设在墩柱模板四侧 , 通过铁 丝或尼龙绳与模板支架 固定 , 墩身与钢管架之 间生火 炉 取 暖 。 混凝土浇筑完成后 , 在暖棚支架顶部覆盖保 温棉 被 , 混 凝 土表 面洒 热水 养生 , 待 混凝 土强 度达 到设 计强 度后 , 停 止养 生 , 但 必 须禁 止温 度骤 然下 降 。 2 ) 对 于墩 高 3 0 m 的空心 墩 , 墩 身 采 用浇 筑 段 全 封 闭保 温 , 在 墩身 模板 外 围采用 双 层帆 布包 裹 , 墩 身 与 钢管架之间采用工业取 暖器取暖 , 空心墩 内采用生火 炉 升温 取暖 。 4 4支 架现 浇连

24、 续梁 施 工 根据本工程 的具体 特点及朔州 地区冬季气 候特 点 , 对支架现浇连续梁采用蓄热和保 温的综合方法组 织 施 工 。 1 ) 利用支架 搭设钢管棚架 , 用帆布 、 棉被及 彩条 布包裹形成暖棚。在梁底模背面喷 1 c m厚聚氨酯保 温层 , 支架 与底 模 之 间的空 隙用 棚 布封 闭严密 。 2 ) 根 据施 工需 要 , 在 暖 棚 的适 当位 置 开设 窗 口和 门洞 , 如 在暖 棚 的侧面 开设 混凝 土 进料 窗 口 , 在 暖棚 的 两端 开设 钢筋 等 材料 、 人 员进 出 门洞 , 在 暖 棚前端 开 设 预应 力 穿束 门洞 等 。 3 ) 在暖棚内

25、设 电热炉 、 大型暖风机等取暖设备进 行全面升温 , 并采用小型取暖器在局部 区域进行采暖。 4 ) 在箱 梁端 面设 置棉 被 卷 帘 , 在 有 人进 出时 可 以 卷起 , 无人进出时可 以放下 , 确保箱梁 内温度。 5 ) 在底 板 和顶 板 混凝 土 浇 筑 完毕 、 表 面 收浆 后 覆 盖一 层塑 料薄 膜 、 棉被 进行 保湿 保温 。 6 ) 当混凝 土强度达到 张拉要求 后 , 拆 除内模 , 使 暖棚 内的温度和湿度缓慢下降。当混凝土冷却到与当 时 的气温 相 差不 大于 l 5时 , 进行 预应 力施 工 。 7 ) 保 留 已浇 筑 混 凝 土 梁 段 的 暖 棚

26、 , 不 用 拆 除 , 也 不用前移 , 用于已浇筑段预应力管道的保温 。 8 ) 采取保温措施后 , 若预应力管道 的温度仍不到 0 q C以上 , 在箱梁内采用电热炉取暖 , 保证预应力管道 温度保 持 在正 常温 度 即可 。 4 5涵洞 工程 涵洞基础施工后采用塑料薄膜 、 双层棉被 、 彩条布 覆盖 养护 。 涵洞墙身 、 盖板混凝土施工参照承 台保温方法搭 设钢管支架暖棚 , 暖棚外围采用帆布包裹 , 内部生火炉 或者工业取暖器取暖保温。 5 混凝土冬季施工 的质量通病 及预防措施 5 1 钢 筋 的锈蚀 与 混凝 土裂 缝 钢筋的氧化锈蚀伴生体积膨胀 , 水泥 的安定性不 l

27、2 6 铁道建筑 O c t o b e r , 2 0 1 4 良, 混凝土的水灰比太大 、 早期强度低 、 失水太快 , 混凝 土芯 部温度 与外 界环 境 温差大 等原 因均 会 引起 裂 缝 。 预防措施 : 严格控制氯盐的掺量 ; 控制水泥质 量和混凝土混合物水灰比; 通过测温采取相应措施 控 制 混凝 土 内外 温差 。 5 2 表面 起灰 表面起灰 以砂浆 和粗 骨 料相 脱 离 , 表 面起 灰 , 骨 料 裸露为特征。主要是由于混凝土混合物水灰 比太大 , 离 析 、 泌水严重, 黏聚性 、 保水性差 , 加上养护温度低, 水泥 水化趋于停止, 混凝土水分迅速蒸发导致表面起灰

28、。 预防措施 : 严格控制水灰 比, 延长混凝土混合物搅 拌 时 间。 5 3 混 凝土 表面 结晶腐 蚀 混 凝土 硬化后 , 某 种 外 加 剂溶 液通 过 毛 细 管 的 作 用 渗到混 凝 土表 面 , 而 混凝 土表 面 的水 分逐 渐蒸 干 , 此 时 出现返 霜 现象 。此种 情况 还将 影响混 凝 土与饰 面层 的结合 。 预防措施 : 外加剂充分溶解后适当延长搅拌时间。 6 结 语 在寒 冷季节 漫 长 、 气 候 干 燥 、 气 温 较 低 , 且 受 工 期 制约条 件 下 , 混凝 土冬 季 施 工 不 可 避 免 。为 了满 足 工 期要求 , 混凝土工程只有从搅拌

29、、 运输 、 浇筑 、 养护等方 面全 过程 全方 位采 取有 效措 施 , 才 能确 保工 程 质量 。 参 考 文 献 1 中华人 民共 和 国铁道 部 T Z 2 0 3 -2 0 0 8 客 货共 线铁 路桥 涵工程施工技术指南 s 北京 : 中国铁道出版社 , 2 0 0 8 2 兰晓峰 大准 铁路 增二 线鸡 呜驿 隧道混 凝土 冬季施 工控制 J 铁道建筑 , 2 0 1 3 ( 8 ) : 4 9 5 0 3 中华人 民共 和国建设 部 J G J T 1 O 4 9 7 建 筑工 程冬季 施 工技术规程 s 北京 : 中国建筑工业出版社 , 1 9 9 8 4 彭彦彬 , 孔

30、德 芒 高寒地 区高桥墩冬 季施 工技 术 J 铁道建 筑 , 2 0 0 8( 6) : 2 0 2 2 5 中华人 民共和 国铁 道部 T B 1 0 4 1 5 -2 0 0 3 铁路 桥涵 工 程 施工质量验 收标 准 s 北京 : 中国铁道 出版社 , 2 0 0 3 Co n t r o l t e c h n o l o g y o f c o n c r e t e q u a l i t y i n wi n t e r c o n s t r uc t i o n i n a r i d a n d c o l d r e g l o n J I N Bi n g q i

31、a n g ( Z h e j i a n g E n g i n e e r i n g C o , L t d , C h i n a R a i l w a y 2 4 t h B u r e a u Gr o u p C o r p o r a t i o n, Ha n g z h o u Z h e j i a n g 3 1 0 0 0 9, C h i n a ) Ab s t r a c t : Co mb i n i n g wi t h the l i n k l i n e p r o j e c t w i n t e r c o n s t r u c ti o n

32、 o f n E W Da z h u n S h u o h u a n g r a il wa y , thi s p a p e r i nt r o du c e d t he c o nc r e t e q ua l i t y c o nt r o l me t h o ds a n d me a s ur e s of r a i l wa y wi nt e r c on s t r uc t i o n i n a r i d a nd c o l d r e g i o n S t ud y i ng f r o m th e c on c r e t e r a w m

33、 a t e r i al h e a t in s ul a tio n, th e f e e ding s e q ue n c e a n d s t i r r i ng t i m e of c o nc r e t e m i x i ng, i ns u l a t i o n o f t r a ns po r t a n d c o ns t r uc tio n p r o c e s s a nd t h e c on s e r va t i o n me a s u r e s f o r th e ne w p o ur ing c on c r e t e s

34、t r uc t ur e in d e t a i l , t h i s pa pe r c o nc l u de d the i n s ul a ti on me a s ur e s of m a in s t r uc t ur e c o nc r e t e inc l ud i ng bo r e d pi l e, p il e c a p, pi e r, s u pp o r t c a s t i n p l a c e c o nti n uou s b e a m a nd c u l v e r by c o mbi ni ng wi th e ng i n

35、e e rin g p r a c t i c e,a na l y z e d t he c o m mo n q ua l i t y d e f e c t s of c o nc r e t e win t e r c o ns t r uc ti on, a nd pr e s e nt e d c o r r e s po nd i n g p r e ve nti on m e a s ur e s I f the r e a r e a ny de f e c t s i n th e c ol d ins u l a t i o n m e a s ur e s i mpl

36、e me n t a t i on pr o c e s s , t he q ua lit y pr o b l e m s wil l ha pp e n, whi c h me a ns th e who l e pr o c e s s a nd a l l a r o und s t r i c t c on t r o l s ho ul d be ne e d e d s t r o ng l y Ke y w o r d s : R a il w a y c o n s t r u c ti o n ; Co l d r e g i o n; W i n t e r ; Co n c r e t e ; Q u al i t y c o n t r o l ( 责任审编 葛全红)

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