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隧道施工技术总结,你一定用得上!

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一、施工原则 施工前软弱围岩现场进行认真调查、深入理解设计意图,根据不同地质情况编写切实可行的施工方案,施工中严格遵守“重地质,管超前,严注浆,短进尺,强支护,勤量测,早封闭”的原则,严格执行隧道施工有关规定。 二、施工工艺及施工方案 隧道Ⅲ级围岩地段采用全断面法施工,Ⅳ、Ⅴ级围岩地段采用台阶法开挖。采用锚、网、喷初期支护,仰拱超前,拱墙一次衬砌,活动断裂带地震设防衬砌地段采用拱墙全环格栅钢架及拱部双层φ42小导管超前支护,洞内衬砌采用衬砌台车。

一、施工原则

施工前软弱围岩现场进行认真调查、深入理解设计意图,根据不同地质情况编写切实可行的施工方案,施工中严格遵守“重地质,管超前,严注浆,短进尺,强支护,勤量测,早封闭”的原则,严格执行隧道施工有关规定。


二、施工工艺及施工方案

隧道Ⅲ级围岩地段采用全断面法施工,Ⅳ、Ⅴ级围岩地段采用台阶法开挖。采用锚、网、喷初期支护,仰拱超前,拱墙一次衬砌,活动断裂带地震设防衬砌地段采用拱墙全环格栅钢架及拱部双层φ42小导管超前支护,洞内衬砌采用衬砌台车。

施工时,进行隧道超前地质预测预报,加深炮孔探测,红外探测法,进行超前地质确认,是否存在在设计差异。对图纸提到重点地质危险段采用超前水平钻探,认真做好测量工作,分析沉降观测。

三、洞身开挖与支护

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洞身开挖采用新奥法施工。

V级围岩地段采用三台阶七步法开挖。Ⅴ级围岩浅埋段位于隧道入口,超前地质预报,短进尺,弱爆破,早封闭,勤量测,确保施工安全。

施工作业流程:超前导管支护→上台阶开挖→初喷→安设格栅或型钢钢架→拱部组合中空锚杆→挂网→复喷→开挖中台阶→初喷→立边墙格栅钢架→挂网→边墙径向锚杆→复喷→开挖下台阶→初喷→立边墙格栅钢架→挂网→边墙径向锚杆→复喷。

IV级围岩地段采用弧形导坑台阶法开挖。

施工作业流程:超前导管支护→上台阶开挖→初喷→安设格栅或型钢钢架→拱部组合中空锚杆→挂网→复喷→开挖下台阶→初喷→立边墙格栅钢架→边墙径向锚杆→复喷。

III级围岩地段台阶法开挖。

施工作业流程:上台阶开挖→初喷→拱部组合中空锚杆→挂网→复喷→开挖下台阶→初喷→边墙径向锚杆→复喷。


四、 Ⅳ、Ⅴ级围岩台阶法施工

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Ⅳ、Ⅴ级围岩采用台阶法开挖,上、下台阶保持距离不大于1.5倍的开挖宽度,拱部预留沉降量5~10cm(根据量测做适当调整)。上、下台阶均采用凿岩台架配合人工手持YT-28凿岩机钻孔,光面爆破,非电毫秒雷管网络起爆。围岩松软地段采用挖掘机配合人力开挖。下台阶采用挖掘机配合装载机开挖装碴。施工时左右台阶错开三米。

钻孔前测出内轨顶面线和中线,画出开挖轮廓,按设计标出炮眼位置(地质条件变化时,适当调整钻孔位置)。钻眼直径φ42mm,上台阶掏槽眼、底眼深度为1.4-1.6m,其它炮眼深度为1.3m;下台阶炮眼深度为3.1m。

钻眼完毕,按炮眼布置图进行检查并做好记录,不符合要求的炮眼重钻。装药前将炮眼内泥浆、石粉用高压风吹干净,检查炮眼,确认达到设计要求后装药。装药时严格按设计药量进行。装药后,所有炮眼均堵塞炮泥。周边眼采用间隔装药,导爆索联接,掏槽眼采用集中装药,底部30%长度加强装药,其它眼采用集中装药。

爆破网络采用微差、非电毫秒雷管起爆。非电毫秒雷管插入药卷,反向装入眼孔内。导爆管引线连接采用“一把抓”型式。


五、砂浆锚杆施工

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锚杆采用Ф22mm螺纹钢筋。施工前先检查锚杆类型、规格、质量及其性能是否与设计相符。根据锚杆类型、规格及围岩情况准备钻孔机具。

钻孔采用风钻,孔眼间距、深度和布置符合设计参数的要求,其方向垂直于岩层层面。用风动搅拌机带动锚杆快速旋转,边旋转边徐徐推进。

为了检验锚杆安装质量,按要求对锚杆进行抗拔检验,安装拉力计时,其作用线与锚杆同心,并固定牢靠。加载匀速、缓慢,拉拔至设计吨位即停止,不做破坏性试验。


六、超前小导管施工

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小导管采用钢管制成,前端封闭并制成尖状,以便顺利插入已钻好的孔内。在管壁梅花型布置注浆孔,尾部止浆段长度不小于30 cm,外插角以10°-15°为宜。

先用风钻开孔。开孔直径为50mm,并用吹管将砂石吹出。然后用带冲击的风钻将小导管顶入孔中,或直接用锤击插入钢管。最后用塑胶泥封堵导管周围及孔口,同时封堵工作面上的裂缝。注浆压力控制在0.5-1.0Mpa。


七、钢架制做安装施工

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钢架加工根据不同围岩预留量,在钢筋加工场进行加工。

按设计加工完成钢架的各单元钢架后,组织试拼,检查钢架的尺寸及轮廓是否合格,并对其进行结构试验。

具体的检测方法为:在工作台上将钢架拼装成环,外侧使用油顶、仪表,按设计荷载进行加压,使用钢筋应力计及收敛仪器,检测钢架内力和变形情况。严格控制节点板的钻孔尺寸。

钢架在按设计要求初喷砼后安装,喷砼覆盖钢架厚度不小于4cm。


八、喷射砼施工

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洞身断面成形后,及时进行喷射砼防护工作。喷射顺序从下向上对称进行,先喷射钢架与围岩之间空隙,再喷射钢架周围,然后喷射钢架之间。喷射砼覆盖全部格钢架,保护层厚度≥2cm。喷射砼湿喷施作,采用湿喷机,初喷厚3cm,复喷至设计厚度。砼喷射采用两台湿喷机由两侧边墙同时喷射,以加快施工进度,使格栅钢架与喷砼及时连为整体,起到支护作用。

喷射前检查开挖断面尺寸。清除开挖面的浮石和墙角的岩碴、堆积物。处理好岩面,拆除障碍物,对欠挖部分进行修凿,必要时,安设工作平台。用高压风冲洗受喷面。受喷面滴水部位埋设导管排水,导水效果不好的含水层可设盲沟排水,对滴水处可设截水圈排水。埋设控制砼厚度的标志。有良好的通风和足够的照明装置。喷射作业前,对机械设备、风、水管路和电线路等进行全面检查及试运转。

根据中心试验室提供的湿喷砼配合比,在搅拌站一次搅拌完成,并检查其坍落度,使之保持在5~8cm。拌和料用砼运输罐车运至湿喷机前,通过湿喷机从喷头处加上液体速凝剂后,喷至受喷面上。

喷射作业分片进行,喷射顺序自下而上;在前一层砼终凝后进行复喷。喷射作业开始时,先送风、后开机,再给料,结束时先停料,再停风。喷射机供料连续均匀,机器正常运转时,料斗内保持足够的存料,喷射机工作风压控制在0.45~0.7Mpa。喷射作业完毕或因故中断喷射时,将喷射机和输料管内的积料清除干净。

喷射手经常保持喷头与受喷面垂直且距离为0.6~1.0m,同时控制好砼表面平整度。喷射砼终凝两小时后,洒水养护,养护时间不小于7天。


九、仰拱及填充施工

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施工时,仰拱先行,及早封闭,以利于衬砌结构的整体受力。

仰拱分段浇筑,仰拱开挖每段控制3米,每段长5~10m,砼浇筑前,清理干净仰拱底部虚碴、积水,经监理工程师检查合格进行钢筋绑扎后浇筑混凝土。浇注仰拱砼时由仰拱中心向两侧对称进行。砼浇筑采用罐车运输,严格控制仰拱弧度,仰拱和仰拱填充分开浇筑。

仰拱砼达到设计强度后,即安排浇注填充砼。填充砼施工前,清除仰拱面的碎渣、粉尘、积水。

仰拱施工为能实现与掘进、衬砌平行作业,在仰拱工作面上搭设栈桥,保证各种作业车辆的正常行驶,而不破坏新浇筑的仰拱砼。


十、结构防排水施工

隧道衬砌喷砼与模筑衬砌砼之间拱墙设置复合防水板,每8m设环向φ50mm软式透水管盲沟一道,环向盲管的设置在施工中可根据隧道出水情况作相应调整,集中出水点应予设置,并在两侧边墙下部各设一根φ100纵向透水盲管,排水管采用打孔波纹管外包土工布。

防水板施作前,对隧道净空进行测量检查,净空要求满足隧道设计开挖轮廓线。基面要求平整,无明显的凹凸起伏,并且无钢筋及凸出的管件等尖锐突出物,否则进行割除,并在割除部位用砂浆抹圆曲面,以免防水层被扎破。

防水板铺设时,首先在喷射砼的隧道顶部正确标出隧道纵向中心线,再使裁剪好的无纺布中心线与喷射砼上的中心线标志重合,从拱顶开始向两侧下垂铺设。

防水板采用无钉铺设工艺铺设,先在隧道拱顶部的无纺布上正确标出隧道纵向中心线,再使防水板的中心与这一标志相重合,与无纺布一样从拱顶开始向两侧下垂铺设,边铺边与垫片热溶焊接。

防水板连接用热合机进行焊接,搭接长度15cm,接缝为双焊缝,中间留出空腔以便检查。

防水层做好后,及时灌注砼进行保护。

十一、洞身衬砌施工

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隧道洞内衬砌采用衬砌台架配组合钢模板施工。台架采用工字钢制作,对口支撑采用钢管。模板采用特制组合钢模板。

洞身开挖支护完成后,经施工监测各测试项目所显示的位移率明显减缓并已基本稳定;已产生的各项位移已达到预计位移量的80%~90%;水平收敛(拱脚附近)速率小于0.2mm/d或拱顶下沉速率小于0.15mm/d后进行边墙及拱部衬砌施工。当支护变形量大,支护能力又难以加强,变形无明显收敛趋势时,在报请监理工程师批准后,提前施作二次衬砌。

灌筑砼两侧对称同时进行,注意控制两侧泵送砼的均匀性,两侧灌注砼高差不得超过50厘米。

每循环衬砌前,对上一组衬砌接缝处的砼凿毛、清洗,并刷一层水泥浆以使新旧砼接合良好。

砼灌注连续一次灌筑完毕,如发生停电等意外事故必须停工时,将灌注面整平、振捣好。停工2小时以上,要等24小时后才能接灌。

拱部封顶时,必须填满捣实,不得有空隙。

根据洞内湿度情况采用洒水或自然养生。拆模在拱部砼达到设计强度后进行,拆模时注意砼模角及表面的保护。


十二、施工测量、监控量测及地质超前预报

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隧道测量工作实行分级管理,成立由专职测量工程师为组长的精测组和施工测量组,分别负责各自职权内的工作。严格遵守铁路工程测量规范的规定,保证施测精度。本标段的施工测量等级和精度标准按规定要求执行。      

开工前,首先对设计单位交付的地面控制桩进行复测、交接;相邻标段间联测;隧道进出口进行联测,并布设导线控制网,对隧道中线和标高进行控制。

隧道洞外控制测量:隧道洞外控制测量采用全站仪测量。施测时加强与线路的联系协调,确保贯通测量无误。

洞内控制测量:隧道内中线测量采用全站仪进行精密控制测量,及时进行洞内控制网平差和中线调整。

项目经理部精测组负责隧道的控制测量、分阶段性控测和复核检查工作,负责复核和指导隧道施工队施工测量组完成施工测量任务,并负责向施工测量组现场交点、交桩、交测量资料和成果。负责控制护桩的测量,保护好工程范围内全部三角网点、水准网点和控制点。

隧道队施工测量组负责工程现场的日常施工测量、施工放样及控制桩点的埋设及防护。

工程施工中,按设计图纸进行中线、高程测量,确保中线、水平准确无误。工程完工后,及时与全段线路进行贯通测量,搭接闭合,并向监理工程师提交测量资料。测量原始记录、资料、计算、图表做到真实完整,并由专人妥善保管。

认真贯彻执行测量复核制度,外业测量资料必须经过第二人复核,内业测量成果必须二人独立计算,相互核对无误才能交付使用,未经第二人计算复核并确认无误的资料严禁使用。


十三、监控量测

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现场监控量测是新奥法复合衬砌设计、施工的核心技术之一。在施工中制定详细的监控量测计划,设专职量测组,负责日常的测点埋设、监控量测、数据处理分析和仪器保养等工作,确保量测数据的可靠,为施工和设计提供准确的依据,确保施工的安全、质量和投资。

a.量测目的

a.1掌握围岩在施工中的动态,控制围岩变形。

a.2了解支护结构的效果,及时采取措施,安全地施工。

a.3为优化设计提供依据,保证隧道既稳定又经济。

b.监控量测的项目

隧道围岩变形量测、应力~应变量测、围岩稳定性和支护效果分析。

c.工程地质及支护情况观察

c.1观察内容:隧道开挖后,开挖面及附近周边的自稳性,地质及岩质情况,校核围岩分类,并绘出地质素描图,初期支护(锚杆、喷射砼、钢支撑)结构状况有无破坏。

开挖工作面的观察,在每次爆破后都要进行,特别是软弱围岩条件下,开挖后立即进行地质调查,若遇特殊不稳定情况时,派专人进行不间断观察。观察后做好记录,并整理保存。

d.隧道净空收敛量测

净空变化量测和拱顶下沉量测原则上在同一断面上进行。量测断面的间距与隧道长度、围岩条件、开挖方法等多种因素有关。

净空变化量测基线一般地段设2条水平基线,埋深小于2倍开挖宽度地段和膨胀或偏压地段设四条基线。

量测要点:把净空变位仪的短杆固定在施测的两测点的岩体内;根据围岩条件确定量测间距;量测精度:在变化量比较小的情况下,一般为0.1mm,在变化量比较大的情况下为1mm。

e.拱顶下沉量测

拱顶下沉量测测点,一般布置在拱中和两侧拱腰,每断面布置三点,当受通风管或其它障碍时,可适当移动位置。

f.围岩位移和锚杆轴力量测

根据围岩条件和工程重要程度,每断面设置2~5个测点。

g.隧道钢拱架的应力~应变量测

隧道钢拱架的应力~应变量测,采用能受支撑屈服强度的应力盒,放在钢拱架支撑的底板下面。在有挤压力或膨胀力的地层内,使用仰拱横撑时,应力盒就放在特制的拱架上面。

量测衬砌混凝土中的应力,在量测断面上布置几对应力盒(一个径向,一个切向),然后将量测管路集中读数。

锚杆上应力~应变量测,将压力盒装在锚杆上,形成一块扩大的垫圈,可直接测得加在岩体的应力值。

h.量测频率主要根据位移速率和测点距开挖面距离而定,一般按下表选定,即原件埋设初期测试频率要每天1~3次,随着围岩渐趋稳定,量测次数可以减少,当出现不稳定征兆时,应增加量测次数。

结束量测的时间当围岩达到基本稳定后,以1次/3日的频率量测2周,若无明显变形,则可结束量测。


十三、地质超前预报

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地质超前预报是测定围岩变化的重要手段之一,在隧道施工中特别是在不良地质段尤为重要。在施工中建立地质超前预报和超前探孔的综合超前地质预报系统,采用TSP203地质超前预报仪、HY303红外探水仪、水平地质钻机等仪器、设备,准确预报前方地质情况,为施工提供可靠的技术参数。

定期对隧道开挖面前方的工程地质,水文地质和围岩类别进行准确的超前预报工作,依据预测结果,制定切实可行的施工方法和施工注意事项。分析对比开挖后的预测效果,不断总结,逐步提高前方地质预报的准确性。


十四、质量保证措施

严格按光面爆破设计布眼、装药,测定掘进断面,检查爆破效果、修正爆破设计,努力提高光面爆破质量,有效控制开挖断面。

建立监控量测小组,配备专用量测仪器,按规定周期量测,准确完整地收集数据,分析掌握围岩收敛情况,及时反馈信息,为设计和施工提供科学依据。

努力提高锚喷支护的质量,按规定检查锚杆的抗拔力和锚喷层厚度,做到断面尺寸符合设计,支护结构稳定可靠。

隧道按设计要求环向及纵向设软式透水盲沟,施工中保证防水材料的性能,符合设计标准,铺设时必须与喷射混凝土表面密贴,保证搭接长度。隧道衬砌使用定型钢模模板组拼,先进行设计,并在衬砌前试拼,在施工过程中精确测量,确保模板缝纵向一条线,环向一个面的整齐外观效果。

对于隧道超挖部分,严格按照规范要求,用同级混凝土,进行回填密实。

雨季施工质量保证措施:

雨季施工前,做好雨季防护措施,建立防洪组织,备足防洪物资,做好抗洪抢险的一切准备工作。

雨季施工由专人负责天气预报,及时传递雨情,根据天气趋势预报,合理安排工序,提前做好防护工作。

保证隧道不渗、不漏、不裂的技术措施:

做好隧道的防排水。保证隧道衬砌背后排水畅通,防水隔离层可防止渗水、漏水,改善二次衬砌的受力条件,减少在二次衬砌中出现裂纹。地下水水量及流向等在隧道施工期间和运营期间可能有所变化,在施工期间无水或少水的地段并不能保证在运营期间无水或少水,防水板本身具有良好的防水性能,但在施工过程中,往往因浇筑二次衬砌而破坏,从而影响防水效果。因此,切不可因暂时无水而轻视防水层的施作,或忽视施工质量。

初期支护与二次衬砌背后务必回填密实,初期支护背后不得回填异物或存在空洞,必要时多次注浆回填,直到密实。为防止二次衬砌受力过大,加强监控量测,根据量测结果,调整施工支护参数,确定二次衬砌施工时间。

按设计要求做好伸缩缝,伸缩缝一定要竖向通直,不能出现错台、咬口等,伸缩缝处的止水条按要求设置。为减小二次衬砌施工缝,进行二次衬砌时必须连续灌注。不得已间歇时,必须按设计要求设置止水带。对于地质条件较差,如隧道通过断层、破碎带等地段时,隧道衬砌结构根据设计采取加强措施。

为避免由于基底下沉,造成二次衬砌开裂,二次衬砌施工前,必须将边墙基础清理干净后,方可立模灌筑。采用外加剂和掺和料,配置低水灰比的混凝土,使用粉煤灰的大掺量技术也是防止衬砌开裂。混凝土施工中选好水泥种类、混凝土粗细骨料和施工用水也是解决隧道不裂的主要技术措施。做好二次衬砌混凝土的养生,确保混凝土质量。

水泥堆放在防雨棚内,底面铺垫木枕或方木并铺设防水雨布,以免受潮。所有的材料及机具置放在较高处,必要时支挡篷布防雨,并在地面上设挡水和排水设施。

对施工便道要提高标准,防止进入雨季时,便道不通妨碍材料进场及施工机械的通行。


十五、安全保障措施

参加隧道施工的工人必须接受安全技术教育,熟悉和遵守隧道施工技术安全规范,并进行安全考试,合格后方准上岗操作,并按规定佩带安全防护用具。各种机械操作人员必须持证上岗,对各种机具应定期进行检查和试验,保证其处于良好状态。专职安全检查员经常对施工安全进行监督检查,对严重违反施工安全规定的,有权下令停工整顿,直到复查合格后方可复工。一旦发生事故,严格按照“三不放过”的办法处理。

a.施工安全措施

a.1坚持以地质为先导的原则,时刻掌握前方断面的地质情况,异常地质要用特殊的超前支护和初期支护措施。

a.2坚持先护顶后开挖的原则组织施工:采用超前小导管预注浆加固措施。通过试验确定注浆的压力、固结范围,做到心中有数,保证注浆能够相互胶接,提高围岩的自稳能力。

a.3严格控制每循环进尺,开挖形成后及时进行初期支护,确保工序衔接,尽早施作仰拱封闭成环,以改善受力条件,对特殊地段缩小格栅钢架间距,加密超前小导管,以加强初期支护。

a.4加强对开挖面的量测:开挖初期支护后,量测拱顶下沉及拱脚、墙身的收敛,隧道隆起量测,格栅钢架的内力量测,对数据进行系统的分析,发现异常情况立刻作加强措施。

b.施工现场用电安全措施

施工现场临时用电,严格按有关规定执行。

b.1临时用电线路的安装、维修、拆除,均由经过培训并取得上岗证的电工完成,非电工不准进行电工作业。

b.2电缆线路应采用“三相五线”接线方式,电气设备及电气线路必须绝缘良好,场内架设的电力线路其悬挂高度及线距符合安全规定,并架在专用电杆上。

b.3变压器设接地保护装置,其接地电阻不得大于4Ω,变压器设置围栏,设门加锁,专人管理,并悬挂“高压电危险,切勿靠近”的警示牌。

b.4室内配电柜、配电箱前要有绝缘垫,并安装漏电保护装置。

b.5各类电气开关和设备的金属外壳,均设接地或接零保护。严禁用其它金属丝代替熔断丝。

b.6防火防电配电箱,箱内不得存杂物并设门加锁,专人管理。

b.7移动的电气设备的供电线使用橡胶电缆,穿过场内行车道时,穿管埋地敷设,破损电缆不得使用。

b.8检修电气设备时必须停电作业,电源箱或开关握柄上挂“有人操作、严禁合闸”的警示牌或设专人看管。必须带电作业时经有关部门批准。

b.9现场架设的电力线路,不得使用裸导线,临时敷设的电线路,不准挂在钢筋模板和脚手架上,必须安设绝缘支承物。

b.10施工现场用的手持照明灯使用36V的安全电压,在潮湿的基坑、洞室掘进用的照明灯则采用12V电压。


十六、环境保护和水土保护措施

按照环境管理体系标准要求,成立以工程队长为组长、工程副队长、总工程师为副组长、有关部门负责人参加的施工环保机构。工程队配备专职环保工程师和兼职环保人员。

施工前制定施工环保、水土保持的具体安排及相应措施,确保施工环保目标。

施工中,生产、生活区集中布置,并对可能产生的污染种类,制定相应的防范措施,生产生活垃圾分类集中存放、集中处理,达到集中控制,减少污染范围之目的。

加强检查和监控,加强对施工现场扬尘、噪声、振动、废气、强光的监控、监测及检查管理,定期组织有关人员对环保工作评定。

工程施工完成后,及时进行施工现场清理,拆除废弃临时设施,多余材料及建筑垃圾清运出现场,做到工完场清。


来源:路桥网

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  • 加倍努力
    加倍努力 2018年09月14日 15:16:55 2楼
    学习了,多谢楼主!
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  • 地瓜玉米
    地瓜玉米 2018年09月15日 04:34:36 3楼
    开眼界了,中国在这方面确实很先进!盾构机中国自己能够制造。
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  • liupoquan
    liupoquan 2018年09月17日 09:07:25 4楼
    涨知识了                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        
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  • caoyingjing7863935
    caoyingjing7863935 2018年09月18日 13:43:07 5楼

    学习了,多谢楼主!



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