KR102209227B1 - 지하구조물 신축이음부의 방수 보강구조 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 지하구조물의 구조물과 구조물이 이어지는 신축이음부에 삽입되는 드레인바의 상부에 길이방향으로 '∨'형 홈을 형성하여 그 상부에 부착하는 방수시트에도 홈 형상이 형성되어 드레인바와 함께 움직이면서 신축 기능을 갖도록 함으로써, 외기온도에 따라 구조물에 수축 또는 팽창이 발생하더라도 방수시트가 그 신축량을 흡수할 수 있게 하여 방수층의 파손을 방지할 수 있는, 지하구조물 신축이음부의 방수 보강구조 및 그 시공방법을 제공하기 위한 것이다.

Description

지하구조물 신축이음부의 방수 보강구조 및 그 시공방법 {Waterproofing reinforcement structure of underground structure expansion joint and constructing method thereof}

본 발명은 지하구조물 신축이음부의 방수 보강구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 지하구조물 신축이음부에 시공하는 방수시트가 신축 기능을 갖도록 함으로써, 외기온도에 따라 구조물에 수축과 팽창이 발생하더라도 방수시트가 그 신축량을 흡수할 수 있게 하여 방수층의 파손을 방지할 수 있는, 지하구조물 신축이음부의 방수 보강구조 및 그 시공방법에 관한 것이다.

지상에 건설되어 주거용, 사무용 또는 다양한 용도로 사용되는 일반 건축물과 도로나 지하차도 등과 같이 지하에 건설되는 지하구조물은 같은 콘크리트 구조물이기는 하지만 근본적으로 다르다. 예를 들면, 통상 지하 10∼15m에 건설되는 도로나 지하차도 등의 지하구조물은 구조물의 외부에 지하수가 고여 있거나 흐르고 있고, 시공시부터 항시 물과 습기가 있고 수압을 받으며, 계속하여 지하수가 용출하고 주변 흙에서는 냉기와 습기가 연속적으로 발생되고 있기 때문에 지상 건축물에 시공되는 방수구조 및 시공방법과 동일할 경우에는 위와 같은 특수한 환경과 여건 속에 있는 지하구조물에서는 방수기능을 제대로 할 수 없게 된다는 문제가 발생하게 된다.

한편, 콘크리트 구조물은 외기온도에 따라 수축 또는 팽창을 하게 되므로 일정 거리(약 20∼50m)마다 간극을 형성해 두기 때문에 콘크리트 구조물이 횡방향(수평방향)으로 수축 또는 팽창되더라도 간극이 이를 흡수해 주므로 콘크리트 구조물에는 균열이 발생하지 않을 수 있다. 하지만, 콘크리트 구조물 외측면에 부착되는 방수시트는 시트와 시트 사이에 간극을 둘 수 없으므로 시트의 가장자리의 일정 폭이 겹쳐지도록 시공된다. 따라서 외기온도 변화에 따라 콘크리트 구조물이 수축 또는 팽창을 하면서 움직이면 구조물 상부에 부착된 방수시트도 구조물과 함께 움직이게 되는데, 시트는 시트 사이에 간극을 형성해 두지 않고 겹쳐서 부착되어 있기 때문에 신축량을 흡수할 수 없으므로 시트와 시트가 겹쳐지는 부분에서 시트와 시트 사이가 분리되거나 찢어질 수밖에 없다는 문제가 있다.

또, 콘크리트 구조물로 된 지하구조물에서 구조물끼리 연결되는 부위에 형성된 신축이음부의 방수구조를 보면, 양쪽 구조물에 걸쳐지도록 일정 폭의 방수시트를 붙인 다음 그 위에 가장자리의 일부가 겹쳐지도록 하여 시트방수를 붙여서 방수층을 시공한다. 하지만, 신축이음부에 부착된 시트방수를 아무리 보강한다고 하더라도 대기온도 변화에 따라 구조물의 거동이 발생하면서 거대한 힘이 작용하기 때문에 시트가 겹쳐지는 부분의 부착력이 떨어지면서 파단되거나 분리되어 구조물에 누수가 발생할 수밖에 없다.

본 발명의 출원인(발명자)은 실제 현장에서 시공을 해오면서 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 특허등록 제1355399호 "지하차도와 교량의 도로구조물 신축이음구조 및 그 시공방법", 공개특허 제2016-46750호 "구조물 연결부위의 누수차단용 신축이음재" 등 많은 기술을 개발하였고, 지금도 연구 개발을 계속하고 있으며, 그런 일련의 과정에서 본 발명에 이르게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 지하구조물의 구조물과 구조물이 이어지는 신축이음부에 삽입되는 드레인바의 상부에 길이방향으로 '∨'형 홈을 형성하여 그 상부에 부착하는 방수시트에도 홈 형상이 형성되어 드레인바와 함께 움직이면서 신축 기능을 갖도록 함으로써, 외기온도에 따라 구조물에 수축 또는 팽창이 발생하더라도 방수시트가 그 신축량을 흡수할 수 있게 하여 방수층의 파손을 방지할 수 있는, 지하구조물 신축이음부의 방수 보강구조 및 그 시공방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 지하구조물 신축이음부의 방수 보강구조는, 구조물과 구조물 사이에 형성된 틈에 본체가 삽입되면서, 본체의 상부를 폐쇄하고 있는 판상(板狀)의 커버가 양쪽 구조물의 외측면에 각각 부착되면서 설치되며, 커버 중앙부분에는 길이방향을 따라 단면(斷面)이 '∨' 형상의 신축조절홈이 형성되어 구성된 드레인바; 상기 드레인바의 커버에 형성된 신축조절홈 외측으로부터 커버 양단(兩端)에서 일정 폭까지의 구조물 외측면에 부착되게 되는 제1방수시트; 상기 '∨' 형상의 신축조절홈과 제1방수시트 및 구조물의 외측면에 부착되는 제2방수시트;를 구비하여 구성되고, 외기온도의 변화에 따라 구조물이 수축과 팽창을 하면서 거동할 때, 드레인바 커버에 형성된 신축조절홈의 '∨' 형상이 펴지거나 홈이 더 깊어지면서 구조물에 발생하는 신축량을 흡수할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 드레인바는, 단면(斷面)이 'ㄷ' 형상이고 상방으로 개방되도록 형성되며 개방된 부분과 대향(對向)하는 면에 길이방향을 따라 중앙부분이 일측으로 돌출되게 형성된 본체; 상기 본체의 개방된 면을 폐쇄하면서 본체와 일체로 형성된 판상(板狀)의 부재이고, 양단(兩端)이 본체의 측벽보다 돌출되게 형성되어 돌출된 부분이 구조물 외측면에 부착되게 되는 커버; 상기 본체의 양 측벽의 외측면에 길이방향을 따라 일정 각도 경사지도록 각각 형성된 키(key); 상기 커버 중앙부분에 길이방향을 따라 단면(斷面)이 '∨' 형상으로 형성된 신축조절홈; 상기 본체의 양 측벽에 키(key)와 커버 사이에 길이방향을 따라 등간격으로 형성된 배수유도구멍;을 구비하여 구성되어, 상기 배수유도구멍을 통해 유입된 물이 본체 내부의 중공부로 유도되어 배수되도록 한다.

바람직하게는, '∨' 형상으로 형성된 신축조절홈에 부착된 제2방수시트의 상부에는 실리콘을 더 충전하여 상면이 평평한 면을 이루도록 형성하고, 실리콘의 상부와 제2방수시트의 상부에는 방수층을 보호하기 위한 보호재를 더 부착하여 구성된다.

바람직하게는, 드레인바의 커버에서 본체의 측벽보다 돌출되게 형성된 부분의 하부에는 부틸고무테이프를 부착하여 커버를 구조물의 외측면에 부착시킨다.

본 발명에 따른 지하구조물 신축이음부의 방수 보강구조 시공방법은, 구조물과 구조물 사이에 형성된 틈에 드레인바의 본체를 삽입하고 드레인바의 커버를 구조물의 외측면에 부착시키는 단계; 상기 드레인바의 커버에 형성된 신축조절홈 외측으로부터 커버 양단(兩端)에서 일정 폭까지의 구조물 외측면에 제1방수시트를 부착시키는 단계; 상기 신축조절홈과 제1방수시트의 상부 및 구조물의 외측면에 제2방수시트를 부착시키는 단계; 상기 신축조절홈에 부착하여 제2방수시트에 형성되게 된 신축조절홈과 동일한 형상의 홈에 실리콘을 충전시켜 홈 부분 상면을 평평하게 형성하는 단계; 상기 실리콘의 상부와 제2방수시트의 상부에는 방수층을 보호하기 위한 보호재를 부착시키는 단계를 거쳐서 시공한다.

본 발명에 따른 지하구조물 신축이음부의 방수 보강구조는 지하구조물의 구조물과 구조물이 연결되는 신축이음부에 드레인바가 설치되는데, 신축 가능한 재질로 제작된 드레인바의 상부에 길이방향으로 '∨'형 홈이 형성되어 있어서, 드레인바의 상부에 부착되는 방수시트에도 저절로 '∨'형 홈 형상이 형성되게 되므로, 외기온도에 따라 콘크리트 구조물이 거동을 할 때 드레인바와 방수시트도 함께 거동을 하면서 '∨'자 형상이 평평하게 펴지거나 홈이 더 깊어지면서 외기온도에 따라 발생하게 되는 신축량을 방수시트가 흡수할 수 있게 되어 방수층의 파손을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 방수 시공구조에서 구조물 사이에 드레인바를 설치한 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 방수 보강구조의 단면을 도시한 도면이다.
도 3은 드레인바를 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 지하구조물 신축이음부의 방수 보강구조의 기술적 특징은, 지하구조물의 신축이음부 상부에 시공하는 방수시트에 '∨'형 홈이 형성되게 함으로써, '∨' 형상이 펴지거나 홈이 더 깊어지면서 외기온도에 따라 구조물에 발생하는 신축량을 흡수하게 하여 방수층의 파손을 방지할 수 있게 했다는 점이다.

지하도, 지하보도, 지하차도 뿐만 아니라 내부가 관통되도록 제작된 수로통로박스, 전력공동구 박스 등과 같은 콘크리트 구조물은 지하에 설치되기 때문에 구조물의 외부에 지하수가 항시 고여 있거나 물과 습기와 접하고 있어서 구조물의 외부에 방수층을 형성한 다음 흙되메우기를 하여 구조물이 지하에 묻혀 있게 된다. 따라서 구조물의 외부로부터 내부로 누수가 발생하는 것을 차단하기 위해서는 구조물끼리 연결되는 부위에 신축이음부를 설치하고 방수층을 설치해야 한다. 본 발명은 소정 간격으로 이격되어 설치된 지하 콘크리트 구조물의 구조물과 구조물이 연결되는 부위에 시공되는 신축이음부의 방수를 보강하기 위한 방수 보강구조에 관한 것으로, 방수 보강구조는 구조물과 구조물 사이에 설치되는 드레인바(20)와, 드레인바(20)와 구조물의 상부에 부착되는 제1방수시트(30) 및 제2방수시트(32)를 기본적으로 구비하게 된다.

드레인바(20)는 구조물 사이로 침투하는 빗물이나 지하수 등이 구조물 내부로 침투하지 못하도록 유도하여 외부로 배수시키기 위한 것으로, 도 3에 도시한 바와 같이, 본체(21)와 커버(22), 키(key)(23), 신축조절홈(25) 및 배수유도구멍(24)을 구비하게 되는데, 드레인바(20)는 연질의 PVC나 고무 등과 같이 신축 가능한 재질로 제작되어 있어서 연결부위의 간격에 삽입할 때 폭이 작아지도록 변형되었다가 삽입하고 난 후에는 원상으로 복원되면서 연결부위의 틈새에 밀착되면서 수밀을 유지해 주게 된다.

본체(21)는 단면(斷面)이 'ㄷ' 형상이고, 상방으로 개방되도록 형성되며, 개방된 부분과 대향(對向)하는 면에 길이방향을 따라 중앙부분이 일측(내측 또는 외측)으로 돌출되게 형성되어 있어서, 구조물의 연결부위에 형성된 간격(틈)에 삽입될 때 폭이 작아지도록 변형되었다가 삽입하고 난 후에는 원상으로 복원된다. 또한, 커버(22)는 본체(21)의 개방된 면을 폐쇄하면서 본체(21)와 일체로 형성된 판상(板狀)의 부재이고, 양단(兩端)이 본체(21)의 측벽보다 돌출되게 형성되어 돌출된 부분이 구조물 외측면에 부착되게 된다. 본체(21)의 양 측벽과 하면 및 커버(22)에 의해 형성된 중공부(中空部)가 형성되어 있어서 유입된 지하수나 빗물의 배수를 유토하는 통로 역할을 하게 된다.

커버(22)를 구조물의 외측면에 부착시킬 때는, 구조물 내부로 누수가 발생하지 않도록 하기 위하여 커버(22)에서 본체(21)의 측벽보다 돌출되게 형성된 부분의 하부에 고무테이프(221)를 부착하여 수밀성을 향상시켜 주는 것이 바람직한데, 고무테이프(221)의 재질은 자착식 방수시트의 기능을 갖는 부틸고무를 사용하는 것이 바람직하다.

본체(21)의 양 측벽 외측면에는 길이방향을 따라 일정 각도 경사지도록 키(key)(23)를 일체로 형성해 두는 것이 바람직한데, 키(23)는 본체(21)의 양 외측벽을 따라 상하방향으로 복수 열로 배열할 수도 있다. 키(23)가 본체(21)의 외측벽에 형성되어 본체(21)와 구조물 사이를 더욱 밀폐시켜 주면서 누수를 차단시킴은 물론 키(23)가 경사지도록 형성되어 있기 때문에 드레인바(20)를 구조물 사이의 틈새에 삽입하기는 수월하지만, 드레인바(20)가 삽입된 반대방향으로 드레인바(20)에 힘이 가해질 때는, 힘의 방향이 키(23)의 경사진 방향과 반대방향이 되므로 드레인바(20)가 틈새에서 빠지지 않게 된다.

본 발명의 가장 큰 기술적 특징 중 하나가 신축조절홈(25)인데, 신축조절홈(25)은 커버(22) 중앙부분에 길이방향을 따라 단면(斷面)이 '∨'형 홈 형상으로 형성된 구성으로, '∨'형 홈을 중심에 두고 양측에 각각 구조물이 위치하게 되고, 외기온도 변화에 따라 각 구조물이 수축 또는 팽창하면서 거동을 하게 되면, 구조물의 외측면에 부착된 드레인바의 커버(22)가 분리되지 않은 상태를 유지하면서 '∨'형 홈이 더 펴지거나 홈이 더 깊어지면서 신축량을 흡수해 주게 된다.

배수유도구멍(24)은 본체(21)의 양 측벽에 키(key)(23)와 커버(22) 사이에 길이방향을 따라 등간격으로 형성되어 있는 구성인데, 구조물 사이로 지하수나 빗물이 유입되면 배수유도구멍(24)을 통해 드레인바(20)의 중공부로 유도되어 구조물의 측면에 설치되어 있는 측구 등으로 흘러가서 배수되게 된다.

제1방수시트(30)는 드레인바의 커버(22)에 형성된 신축조절홈(25) 외측으로부터 커버(22) 양단(兩端)에서 일정 폭까지의 구조물 외측면에 부착되게 되고, 제2방수시트(32)는 '∨'자 홈 형상의 신축조절홈(25)과 제1방수시트(30)의 상부 및 구조물의 외측면 전체에 부착되게 된다(도 2 참조). 제1방수시트(30)가 신축조절홈(25)의 '∨'자 홈 형상에는 부착되지 않고 그 외측으로만 부착되고, 제2방수시트(32)는 구조물 외측면 전체는 물론 '∨'자 홈 형상에도 부착되기 때문에 외기온도의 변화에 따라 구조물이 수축과 팽창을 하면서 거동할 때, 제1방수시트(30)와 제2방수시트(32)가 손상되거나 서로 분리되지 않게 되므로 방수층을 확실하게 보강해 주게 된다. 또한, '∨'자 홈 형상에 부착된 제2방수시트(32)는 구조물이 거동하면서 '∨'자 홈 형상이 펴질 때도 제2방수시트(32)도 함께 펴지게 되고, 제2방수시트(32)의 상부에 형성된 '∨'자 홈 형상에 실리콘(34)이 충전되어 있어서 제2방수시트(32)가 찢어지지 않게 된다.

지하 구조물 설치 공사가 다 끝난 다음 흙되메우기를 할 때 토압에 의하여 구조물 외측면에 방수시트로 시공된 방수층이 찢어지거나 구멍이 뚫리는 등 파손되는 것을 방지하기 위하여, 즉 방수층을 보강하기 위하여 본 발명에서는 '∨' 형상으로 형성된 신축조절홈(25)에 부착된 제2방수시트(32)의 상부에는 실리콘(34)을 더 충전하여 '∨' 형상의 홈을 메꿔서 상면이 평평한 면을 이루도록 형성하고, 실리콘(34)의 상부와 실리콘(34) 상부를 제외한 제2방수시트(32)의 상부에는 방수층을 보호하기 위한 보호재(36)를 부착하였다. 실리콘(34)을 충전하여 '∨' 형상의 홈을 매꿔주면 제2방수시트 외측에 빈공간이 없이 평평해지기 때문에 흙되메우기할 때 투척되는 돌멩이나 흙덩어리 등에 의해 시트에 집중하중이 가해지지 않게 되므로 시트가 파손되지 않게 된다. 보호재(36)는 폴리에틸렌 등과 같은 재질을 사용하는 것이 바람직하며, 제2방수시트(32)와 보호재(36)는 구조물 외측면 전체에 걸쳐 부착된다.

본 발명에 따른 지하구조물 신축이음부의 방수 보강구조 시공방법을 간략히 설명하면, 구조물과 구조물 사이에 형성된 틈에 드레인바의 본체를 삽입하고 드레인바의 커버를 구조물의 외측면에 부착시키는 단계(S1), 드레인바의 커버에 형성된 신축조절홈 외측으로부터 커버 양단(兩端)에서 일정 폭까지의 구조물 외측면에 제1방수시트를 부착시키는 단계(S2), 신축조절홈과 제1방수시트의 상부 및 구조물의 외측면 전체에 제2방수시트를 부착시키는 단계(S3), 신축조절홈에 부착하여 제2방수시트에 형성되게 된 신축조절홈과 동일한 형상의 홈에 실리콘을 충전시켜 홈 부분 상면을 평평하게 형성하는 단계(S4), 실리콘의 상부와 제2방수시트의 상부에는 방수층을 보호하기 위한 보호재를 부착시키는 단계(S5)를 거쳐서 시공한다.

상기 S1 단계에서 구조물 내부로 누수가 발생하지 않도록 하기 위하여 커버(22)에서 본체(21)의 측벽보다 돌출되게 형성된 부분의 하부에 자착식 방수시트의 기능을 갖는 부틸고무를 사용한 고무테이프(221)를 부착하여 수밀성을 향상시켜 주는 것이 바람직하다.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 콘크리트 구조물
20 : 드레인바 21 : 본체
22 : 커버 221 : 고무테이프
23 : 키(key) 24 : 배수유도구멍
25 : 신축조절홈
30 : 제1방수시트 32 : 제2방수시트
34 : 실리콘 36 : 보호재

Claims (5)

1. 소정 간격으로 이격되어 설치된 지하 콘크리트 구조물의 구조물과 구조물이 연결되는 부위에 시공되는 신축이음부의 방수를 보강하기 위한 방수 보강구조에 있어서,
   상기 방수 보강구조는,
   구조물과 구조물 사이에 형성된 틈에 본체가 삽입되면서, 본체의 상부를 폐쇄하고 있는 판상(板狀)의 커버가 양쪽 구조물의 외측면에 각각 부착되면서 설치되며, 커버 중앙부분에는 길이방향을 따라 단면(斷面)이 '∨' 형상의 신축조절홈이 형성되어 구성된 드레인바;
   상기 드레인바의 커버에 형성된 신축조절홈 외측으로부터 커버 양단(兩端)에서 일정 폭까지의 구조물 외측면에 부착되게 되는 제1방수시트;
   상기 '∨' 형상의 신축조절홈과 제1방수시트의 상부 및 구조물의 외측면에 부착되는 제2방수시트;
   를 구비하여 구성되고,
   상기 '∨' 형상으로 형성된 신축조절홈에 부착된 제2방수시트의 상부에는 실리콘을 더 충전하여 상면이 평평한 면을 이루도록 형성하고, 상기 실리콘의 상부와 제2방수시트의 상부에는 방수층을 보호하기 위한 보호재를 더 부착하여 구성되며,
   외기온도의 변화에 따라 구조물이 수축과 팽창을 하면서 거동할 때, 드레인바 커버에 형성된 신축조절홈의 '∨' 형상이 펴지거나 홈이 더 깊어지면서 구조물에 발생하는 신축량을 흡수할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 지하구조물 신축이음부의 방수 보강구조.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 드레인바는,
   단면(斷面)이 'ㄷ' 형상이고, 상방으로 개방되도록 형성되며, 개방된 부분과 대향(對向)하는 면에 길이방향을 따라 중앙부분이 일측으로 돌출되게 형성된 본체;
   상기 본체의 개방된 면을 폐쇄하면서 본체와 일체로 형성된 판상(板狀)의 부재이고, 양단(兩端)이 본체의 측벽보다 돌출되게 형성되어 돌출된 부분이 구조물 외측면에 부착되게 되는 커버;
   상기 본체의 양 측벽의 외측면에 길이방향을 따라 일정 각도 경사지도록 각각 형성된 키(key);
   상기 커버 중앙부분에 길이방향을 따라 단면(斷面)이 '∨' 형상으로 형성된 신축조절홈;
   상기 본체의 양 측벽에 키(key)와 커버 사이에 길이방향을 따라 등간격으로 형성된 배수유도구멍;
   을 구비하여 구성되어, 상기 배수유도구멍을 통해 유입된 물이 본체 내부의 중공부로 유도되어 배수되도록 하는 것을 특징으로 하는 지하구조물 신축이음부의 방수 보강구조.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 드레인바의 커버에서 본체의 측벽보다 돌출되게 형성된 부분의 하부에는 부틸고무테이프를 부착하여 커버를 구조물의 외측면에 부착시킨 것을 특징으로 하는 지하구조물 신축이음부의 방수 보강구조.
   
5. 소정 간격으로 이격되어 설치된 지하 콘크리트 구조물의 구조물과 구조물이 연결되는 부위에 시공되는 신축이음부의 방수를 보강하기 위한 방수 보강구조를 시공하는 방법으로서,
   구조물과 구조물 사이에 형성된 틈에 드레인바의 본체를 삽입하고 드레인바의 커버를 구조물의 외측면에 부착시키는 단계;
   상기 드레인바의 커버에 형성된 신축조절홈 외측으로부터 커버 양단(兩端)에서 일정 폭까지의 구조물 외측면에 제1방수시트를 부착시키는 단계;
   상기 신축조절홈과 제1방수시트의 상부 및 구조물의 외측면에 제2방수시트를 부착시키는 단계;
   상기 신축조절홈에 부착하여 제2방수시트에 형성되게 된 신축조절홈과 동일한 형상의 홈에 실리콘을 충전시켜 홈 부분 상면을 평평하게 형성하는 단계;
   상기 실리콘의 상부와 제2방수시트의 상부에는 방수층을 보호하기 위한 보호재를 부착시키는 단계;
   를 거쳐서 시공하는 것을 특징으로 하는 지하구조물 신축이음부의 방수 보강구조 시공방법.

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