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文档简介
1、 编编号:号:ZL-J2011003-B-8湖南省炎陵至汝城高速公路 边坡监测成果报告工程名称:第十九合同段桃工程名称:第十九合同段桃树脑树脑高架高架桥桥 K80+650K81+000 边边坡坡监测监测二一三年七月湖南省炎陵至汝城高速公路 边坡监测成果报告工程名称:第十九合同段桃工程名称:第十九合同段桃树脑树脑高架高架桥桥 K80+650K81+000 边边坡坡监测监测总总 经经 理理: :总总 工工 程程 师师: :执执行行单单位位负负责责人人: :审审 核核 人人: :复复 核核 人人: :项项 目目 负负 责责 人人: :二一三年七月1目 录1 工程概况工程概况.12 工程地工程地质质概
2、况概况.12.1 地形地貌.12.2 地质概况.13 监测设计监测设计依据依据.23.1 技术规范 .23.2 勘察、设计报告.23.3 监测设计原则.34 监测监测方案方案.34.1 监测内容.34.2 监测方法.34.2.1地表巡视.34.2.2地下水位监测.34.2.3深部位移监测.34.2.4地表位移监测.34.3 监测点布置.35 监测监测工作工作进进度度.45.1 现场施工情况.45.2 监测工作进度.56 数据数据处处理及分析理及分析.66.1 地表巡视情况.66.2 地下水位监测及分析 .76.3 深部位移监测.76.3.1深部位移监测结果.76.3.2.深部位移监测结果评价与
3、分析.166.4 地表位移监测 .166.4.1 地表位移监测结果.166.4.2 地表位移监测结果分析.176.5 抗滑桩桩身应力监测 .176.5.1 钢筋应力监测结果.176.5.2 钢筋应力监测结果分析.18 结论结论建建议议 .197.1 结论.197.2 建议.198 附附图图.199 附件附件.19炎汝高速公路边坡监测总结报告 第十九合同段 桃树脑高架桥 K80+650K81+000 致力科技 11 工程概况湖南省炎陵至汝城(湘粤界)高速公路系湖南省高速公路规划网“五纵七横”中第一纵岳汝高速公路南段,主线全长 151.048Km,为一条处于罗霄山脉的典型山区高速公路,沿线地形、地
4、貌复杂、地质构造发育、岩性繁多,变化频繁,不稳定边坡、岩溶等不良地质现象广泛,工程地质条件复杂。K80+650K81+000 段边坡位于沙田镇水桩村桃树脑组,线路走向为北南向。线路于该段设计为桃树脑高架桥,平面上呈弧形状通过该段,右交角为 270,交通较便利。根据详细的地表调查,该 K80+650K81+000 段边坡可能为一旧滑坡,其后方大面积缓坡山体见有多处明显的新生滑坡壁,且该段边坡与原设计确定的滑坡周界、范围存在较大差异。在施工及降水的影响下,该旧滑坡可能会复活而发展为一个更大规模的滑坡。坡下重点防护对象,桃树脑希望小学及附近村民住户紧邻边坡,一旦山体发生整体或局部滑坡,都将造成重大人
5、员伤亡,因此边坡安全等级应按一级考虑,需要格外重视。此外,在建的桃树脑大桥也是需重点防护对象,边坡失稳及变形过大都可能引起桥梁桩基承受较大的水平推力,对桥梁结构安全造成灾难性后果。2010 年 5 月,施工单位在进行便道施工过程中,卸除了坡脚部分土体,对边坡造成了一定扰动,在大气降水等条件影响下,边坡出现局部失稳,坡面产生多条裂纹,出现了局部失稳变形的迹象。由于桃树脑高架桥桥位处地形复杂,地处陡坡,同时受房屋拆迁的影响,部分桥梁位于切方路段,施工后,省高管局及炎汝公司领导和专家多次踏勘现场,建议将位于切方段的桥梁改为路基,对桃树脑高架桥进行优化设计,以节约工程造价。同时桃树脑高架桥范围内的边坡
6、因进行土石方开挖计算、边坡防护和变更排水设计。以保证桥梁右侧边坡稳定。根据有关部门建议,对桥梁墩台处横断面进行测量,桃树脑高架桥 17-21 跨、31 跨右幅 5 跨位于切方路基内,优化设计将该右幅 5 孔桥梁改为路基。改为路基后,增加路面工程数量。同时对桃树脑范围内的边坡应进行土石方开挖计算、边坡防护和变更排水设计。以保证桥梁右侧边坡稳定。主要在桃树脑高架桥范围内增设截水沟,边沟及平台排水沟,对路基右侧上边坡增设人字形骨架锚杆护坡。 为了有效地保证施工安全,避免该第四系覆盖层发生大规模滑坡,确保桃树脑高架桥的安全稳定和坡体下方居民区村民的生命财产安全,根据相关技术规范的要求和设计提议,湖南省
7、炎汝高速公路建设开发有限公司(以下称业主)决定对该滑坡进行全面系统地边坡变形监测工作,受业主的委托,我单位(原名“”,现更名为“”)承担了该项任务。本报告为 2011 年 4 月2013 年 6 月的监测情况总结,作为该项目的总结性的监测成果报告。2 工程地质概况2.1 地形地貌在建的炎汝高速公路第十九合同段 K80+650K81+000 段边坡位于桂东县沙田镇水庄村境内,属构造剥蚀中低山地貌,该段线路在呈南北走向的山体西侧坡麓中下部以桥梁形式通过,沿线地面高程变化在 642.00792.00m 之间,其中 K80+650K80+860 段位于旧滑坡体内,地形横向起伏较大,坡度为 3045,坡
8、体下部有一乡村公路通过,村道路基边部局部见基岩出露。滑坡体左侧为一冲沟,整个滑坡体上为旱地或菜地。山体的全貌见图 21、图 22。 图 21 山体全貌(2011-08) 图 22 山体全貌(2013-06)2.2 地质概况K80+650K81+000 段:上覆粘土、含砾粉质黏土和碎石,总厚度为 8.4017.60m,其中上部黏土层呈可塑状,厚度约为 2.09.8m,下部含砾粉质黏土层呈硬塑状,厚度为 2.2011.80m,碎石层仅分布于滑体前缘,呈松散状,厚度为 1.7011.70m.下伏基岩为中厚层状微风化灰岩,浅埋溶沟、溶洞较发育,岩层层面为反向坡,各地层的工程地质特性如下: 种植土:褐色
9、或褐黄色,湿,松散-松软,系菜地表土或水田表土。层厚 0.30.5m,分布于桥位水田里和菜地里。 黏土:灰褐色,褐黄色,呈可硬塑,局部含砂岩碎石,含量约占 5%15%不等,层厚一般为 0.309.80m,区内广泛分布。炎汝高速公路边坡监测总结报告 第十九合同段 桃树脑高架桥 K80+650K81+000 致力科技 2 碎石:褐、褐黄色和褐红色,松散-稍密,成分主要为砂岩,少量为灰岩,呈棱角状,粒径一般 28cm,充填少量泥质,层厚约 0.029.40m,主要分布于 3#墩10#墩间及 15#墩32#墩台间。第四系更新统(Qp) 含砾粉质黏土:灰褐色,褐黄色呈硬塑,局部含砂岩碎石或灰岩碎块,含量
10、约占 25%40%不等,层厚一般为 0.4016.10m,区内广泛分布。泥盆系中统棋子桥组(D2q) 灰岩;灰色,隐晶质结构,层厚状构造,岩质坚硬,微风化状,节理裂隙局部发育,多为方解石或铁泥质充填,偶见裂隙中被砂泥质胶结物充填,0#台及 11#墩32#台间岩溶较发育,主要以溶沟、溶洞等型式出现,局部规模较大,岩体总体较完整,岩芯多呈柱状,少量呈块状。揭露厚度达 28.20m。区域地质构造本区主要构造体系为新华夏系构造,纬向及经向构造不发育,整体以北东向和北北东向构造形迹为主。据本次勘察,桥位区内未发现较大规模的构造带。区内基岩仅为灰岩,呈单斜构造,产状 29721,节理裂隙局部发育,主要节理
11、裂隙有两组: 走向约 112,倾向 SW,倾角 83,裂隙面较直、较平,呈微张开状,隙宽 0.10.2m,多充填铁泥质,裂隙间距 0.30.5; 走向 47,倾向 SE, 倾角 58,裂隙面弯曲、较粗,属张开型,隙宽 0.310cm 不等,充填少量砂质和泥质,裂隙间距 0.30.5 m。 图 23 滑坡体露头 图 24 现场开挖露头揭露的岩石节理界面该区内地表水主要为坡面汇水,低洼地段汇集成水塘。调查未发现水质受污染迹象。地下水类型主要为孔隙水和岩溶裂隙水。孔隙水主要覆存于第四系碎石层的空隙中,其地下水主要由大气降水补给,水量一般较小,地势低洼处较大。岩溶裂隙水主要赋存于灰岩的裂隙中,尽管裂隙
12、局部较发育,且形成了溶洞等贮水空间,但大部分岩溶管道被砂泥质充填,且连通性较差,故弱含岩溶裂隙水。两类地下水直接相通,具统一的地下水位一般埋藏较深,勘察期间大部分钻孔中未见地下水位,仅 12#墩及其附近地下水位埋深较浅,据查 12#墩下方雨季有地下水涌出,水质较清澈,水量约 3L/s,在钻孔中测得地下水位埋深 0.602.80m。地下水主要接受大气降水及地表水的补给,径流方向与河流走向一致,由北西流向南东。地下水对混凝土不具腐蚀性。3 监测设计依据本次监测工作主要依据以下技术规范和资料:3.1 技术规范1、 建筑变形测量规范(JGJ 8-2007);2、 滑坡防治工程勘查规范(DZ/T0218
13、-2006);3、 建筑边坡工程技术规范(GB 50330-2002);4、 公路路基设计规范(JTG D30-2004);5、 公路工程地质勘察规范(JTGC20-2011);6、 工程测量规范(GB500262007);7、 崩塌、滑坡、泥石流监测规范(DZ/T0221-2006);8、 全球定位系统(GPS)测量规范(GB/T183142009);3.2 勘察、设计报告本次监测工作系在施工阶段进行,相关的施工前期工程地质勘察与工程设计资料是本次监测依托和借鉴的基础资料,主要有:1 炎汝高速公路第 19 合同段工程地质勘察报告2 炎汝高速公路第 19 合同段桃树脑滑坡设计3 炎汝高速公路第
14、 19 合同段 K80+650K81+000 边坡监测方案4 桃树脑高架桥优化设计5 桃树脑高架桥变更设计炎汝高速公路边坡监测总结报告 第十九合同段 桃树脑高架桥 K80+650K81+000 致力科技 33.3 监测设计原则1)监测工作的布置应基本上能控制整个边坡可能的变形,监测设施的布置应考虑长久、稳定、可靠、不易被破坏,测量基准控制点应在边坡范围以外稳定的基岩上。2)方法和仪器的选择要能反映出边坡的变形动态,且仪器维护方便、费用节省的原则。监测仪器的选择原则是:仪器性能可靠、精度足够、使用简易且不易损坏。3)施工前监测、施工期监测、处治效果监测和长期监测相结合的原则。4 监测方案4.1
15、监测内容根据有关规范,该山体一旦发生大规模变形、失稳将对山下高速公路的施工及运营造成灾难性后果,危害程度属于一级,应建立以地表变形、裂缝位错、深部位移、地下水位等方面的立体监测系统,实时监控山体变形情况及发展趋势,为山体稳定性评价及处治设计方案的有效性验证提供基础数据,及时预警,确保施工及运营安全,并提出处治建议。本次监测的主要工作内容包括:地表巡视、地表位移监测、边坡深部位移监测、地下水位监测等。4.2 监测方法4.2.1 地表巡视采用常规的边坡变形形迹追踪地质调查方法,进行人工巡视,在变化明显地段设固定点。4.2.2 地下水位监测在场地仍保留的,符合监测要求的原有勘察钻孔和监测工作增加的钻
16、孔中,与其它监测同周期对钻孔地下水位进行量测,以在解读位移成果时,同步掌握地下水位影响因素。4.2.3 深部位移监测本边坡采用滑移式 CX-3C 型测斜仪。该仪器采用石英挠性伺服加速度计作为敏感元件,是一个力平衡式的伺服系统。当传感器探头相对于地球重心方向产生倾角时,由于重力作用,传感器中敏感元件相对于铅锤方向摆动一个角度,通过高灵敏的微电子换能器将此角度转换成信号,经过分析处理,直接在液晶屏上显示被测点的水平位移量 X,Y 值,并存入仪器中,通过串口送入计算机中处理,探头抗震性达到50000g。测量精度:0.02mm/500mm,分辨率0.02mm/8 秒;系统精度:4mm/15m;数字量显
17、示:4.5位;记录方式:自动采集;测量范围:030;090;测试深度最大 200m。4.2.4 地表位移监测该区内地形起伏较大,植被高大密集,且沟深谷宽,下雨时常浓雾弥漫,影响照准,通视条件较差。鉴于此,该区内主要采用 GPS 连续静态测量模式进行监测,基准点及监测点上安装的 GPS接收机同步观测,GPS 接收机接收的观测数据经 GPRS 传输模块,通过移动 GPRS 网络发送至远程的数据处理和分析中心的计算机(或称服务器)上,服务器的 DataLogCenter 软件负责接收采集观测数据,并按设计观测时段长(该项目时长设置为 3h)将数据记录,自动生成相应的观测及导航文件。MAGPS 软件自
18、动将最新采集的数据文件组成基线进行差分解算,计算监测点的累计位移,并将累计位移绘制成图。4.3 监测点布置根据坡体现状,K80+860K81000 路段边坡共布置 6 个监测剖面,包括 17 个深部位移监测孔;1 个地表位移监测基准点,7 个 GPS 地表位移监测点;2 个钢筋应力计。由于 1#17#抗滑桩上部施工单位用于堆放弃土,9#抗滑桩桩顶位移监测点 DB-1 被填埋,监测终止,在该段抗滑桩上部坡体已增设地表位移监测点 DB-8。监测点位的具体布置详见附图一(炎汝高速公路K80+650K81+000 边坡变形监测平面布置图)。表 4-1 监测点编号监测点类型基准点地表位移监测点深部位移监
19、测点抗滑桩钢筋应力监测点备注JZ-1DB-1CK-1YL0121#抗滑桩DB-2CK-2YL0234#抗滑桩DB-3CK-3编号DB-4CK-4炎汝高速公路边坡监测总结报告 第十九合同段 桃树脑高架桥 K80+650K81+000 致力科技 4DB-5CK-5DB-6CK-6DB-8CK-7CK-8CK-9CK-10CK-11CK-12CK-13CK-14CK-15CK-16CK-175 监测工作进度5.1 现场施工情况1、抗滑桩施工情况:20#至 37#抗滑桩于 2011 年 5 月底完成,1#至 17#抗滑桩于 2011 年 10月底施工完成。2011 年 12 月中旬,18# 和 19#
20、抗滑桩浇筑完毕,至此,1#至 37#抗滑桩已全部完工。2、便道开挖: 由于 K80+650K81+000 路段右半幅桥梁施工区域处于原先便道位置,右半幅桥梁施工需要在 K80+650K81+000 段监测山体下方重新开挖便道,新便道于 2011 年 12 月上旬开始切挖,至 2012 年 3 月下旬完成开挖。在新便道开挖过程中,发现该段覆盖层较薄,土壤黏性较好。但该段灰岩体风化较强烈,在切挖扰动和强降水冲刷等外力作用下切坡坡脚处常发生小规模坡体溜塌不良地质现象。3、桥梁施工:截止 2012 年 4 月上旬 K80+650K81+000 监测坡体区内的桥梁桩基开挖和浇筑已经全部完工,目前已完成左
21、半幅桥梁上部结构和 T 梁的铺设,右半幅桥梁的施工于 2013 年6 月上旬完成。4、边坡支护:2012 年 8 月上旬至今,K80+650K81+000 段在进行坡面的清理和防护工作。 图 5-1 抗滑桩开挖 图 5-2 抗滑桩施工 图 5-3 开挖便道 图 5-4 桥梁桩基施工 炎汝高速公路边坡监测总结报告 第十九合同段 桃树脑高架桥 K80+650K81+000 致力科技 5图 5-5 桥梁铺设 图 5-6 坡脚挡墙防护 图 5-7 截水沟施工 图 5-8 坡面支护5.2 监测工作进度监测元器件的安装及调试工作主要集中在 2011 年 6 月至 8 月期间。具体情况如下:我单位于 201
22、1 年 6 月 4 日进场,开展监测选点及钻探工作;2011 年 6 月 8 日完成 21#、34#抗滑桩钢筋应力计的安装并开始采集数据;2011 年 7 月 8 日完成了钻探工作(进尺 431.4m)及 17个深部位移监测点的安装;2011 年 8 月 18 日完成 1 个基准点及 5 个 GPS 监测点的观测墩埋设及设备安装工作,2011 年 11 月 24 日完成 9#抗滑桩桩顶位移监测点 DB-1 的设备安装工作,并开始数据采集。因 DB-1 处的抗滑桩一带需堆放新便道开挖产生的土方,2012 年 7 月 25 日,DB-1 点被破坏,终止监测。之后在 9#抗滑桩上方约 10m 处,补
23、设地表位移监测点 DB-8,监测该处坡体的变形情况。至 2013 年 6 月 30 日,深部位移监测最多的已监测 100 期(如表 5-1);地表位移 GPS 自动监测,已监测 722 天,位移计算频率为 1 次/3 小时。2 个抗滑桩钢筋(21#和 34#抗滑桩)于 2011 年5 月 18 日安装完成,6 月 8 日开始数据采集(如表 5-2),至今已监测 100 期。表 5-1 深部位移监测记录孔号CK-1CK-2CK-3CK-4初测日期2011-7-82011-7-82011-7-82011-7-8测量次数(次)100100100100孔号CK-5CK-6CK-7CK-8初测日期201
24、1-7-82011-7-82011-7-82011-7-8测量次数(次)100100100100孔号CK-9CK-10CK-11CK-12初测日期2011-7-82011-7-82011-7-82011-7-8测量次数(次)100100100100孔号CK-13CK-14CK-15CK-16初测日期2011-7-82011-7-82011-7-82011-7-8测量次数(次)100100100100孔号CK-17初测日期2011-7-8测量次数(次)100表 5-2 抗滑桩钢筋应力计监测记录桩号2134初测日期2011-6-8 2011-6-8 测量次数(次)100100测量天数(天)7537
25、53炎汝高速公路边坡监测总结报告 第十九合同段 桃树脑高架桥 K80+650K81+000 致力科技 6 图 5-9 测斜孔下管 图 5-10 钢筋应力计安装 图 5-11 地表基准点调试 图 5-12 地表监测点(DB-2) 图 5-13 深部位移监测 图 5-14 抗滑桩监测6 数据处理及分析6.1 地表巡视情况该边坡在监测期间,地表巡视发现施工、持续强降雨天气对该边坡稳定性影响较大,在削坡施工过程中每逢强降雨天气,局部坡脚坡体就会出现小规模滑塌,坡脚削坡后坡体稳定性较差。具体巡视情况如下:1、2011 年 6 月 21 日,左侧坡体 K80+790K80+810 间,受施工便道开挖影响坡
26、脚出现坍塌。2、2011 年 12 月 10 日,左侧坡体 K80+650K80+750 间,受施工便道开挖影响,坡脚局部出现小规模坍塌3、2012 年 03 月 23 日巡视发现,右侧坡体 K80+650K80+750 段,受施工便道开挖和持续性强降雨影响,坡脚局部出现小规模滑塌。4、2012 年 8 月上旬开始,监测坡体 K80+650K80+750 段开始进行截水沟和坡面支护的施工,施工过程中,由于施工扰动出现小规模滑塌5、2012 年 12 月下旬,雨后地表巡视发现,在 K80+710730 段坡面清理完成后,因坡脚卸荷的影响,坡体发生溜滑,导致部分截水沟和坡面防护损坏。6、2013
27、年 2 月下旬地表巡视发现,原 K80+760780 段右侧坡体坡脚处出现第二次溜塌。 图 6-1 浅层滑塌(2011 年 6 月 22 日) 图 6-2 浅层滑塌(2011 年 12 月 11 日)炎汝高速公路边坡监测总结报告 第十九合同段 桃树脑高架桥 K80+650K81+000 致力科技 7 图 6-3 浅层滑塌清理(2012 年 03 月 24 日) 图 6-4 浅层滑塌(2012 年 08 月) 图 6-5 K80+760780 段溜塌(2012-12) 图 6-6 K80+760780 段溜塌(2013-02) 图 6-7 截水沟被损坏 图 6-8 坡面目前形态(2013-06)
28、6.2 地下水位监测及分析边坡稳定性与大气降水、地下水流动及水位变化密切相关。图中地下水位的水深是指地表至地下水面的距离,2011 年 7 月 23 日至 2013 年 6 月 30 日期间,各监测点地下水位变化情况如图6.2-1 所示。地下水位时间曲线图01020302011-7-232011-11-12012-2-102012-5-212012-8-302012-12-92013-3-202013-6-29时 间水位深度(m)CK-1CK-2CK-3CK-4CK-5CK-6CK-7CK-8CK-9CK-10CK-11CK-12CK-13CK-14CK-15CK-16CK-17图 6。2-1
29、 测斜孔的地下水位地下水位监测结果分析:从图示可以看出,2011 年 7 月 23 日至 2013 年 6 月 30 日, CK-2,3,4,5,7,8,13,16 孔内无水.其余监测点地下水位总体上保持不变,变化幅度在 0.1m1.2m 之间,地下水水位变化幅度较小,对边坡稳定性影响不大。6.3 深部位移监测6.3.1 深部位移监测结果 测斜管底部位于稳定地层,视为水平位移为零,累积位移即各点相对于孔底位移的累积值,根据测斜管测槽的方向,将位移分为 X 方向(主滑方向)位移和 Y 方向位移。位移方向规定如下:滑移式(手动)深部位移监测点,X 方向为垂直线路方向,正方向指向坡体下方,Y 方向为
30、平行线路走向,正方向指向终点方向);对于固定式深部位移监测结果,X 方向为垂直线路方向,正方向指向坡体下方,Y 方向为平行线路走向,正方向指向起点方向),根据这两个方向的位移可计算U 方向(合位移方向)的位移。根据 X、Y、U 方向位移,可推测滑动面或潜在滑动面位置。深部位移监测数据汇总整理,可得到各个深部位移监测孔的累积位移曲线即各点累积位移深度曲线。炎汝高速公路边坡监测总结报告 第十九合同段 桃树脑高架桥 K80+650K81+000 致力科技 82011 年 7 月 10 日2013 年 6 月 30 日期间,各监测点的累积位移深度曲线如图 6.3-16.3-51所示。CK-1 X方向累
31、积位移图-40-30-20-1001020304050123456789101112131415161718192021222324252627282930孔 深 (m)累积位移(mm)1(2011-07-23)2(2011-07-28)3(2011-08-03)4(2011-08-10)5(2011-08-16)6(2011-08-22)7(2011-09-02)8(2011-09-12)9(2011-09-18)10(2011-09-23)11(2011-9-29)12(2011-10-06)13(2011-10-11)14(2011-10-18)15(2011-10-29)16(2011
32、-11-13)17(2011-11-26)18(2011-12-10)19(2011-12-22)20(2012-01-07)21(2012-02-11)22(2012-02-25)23(2012-03-12)24(2012-03-23)25(2012-04-14)26(2012-04-30)27(2012-05-22)28(2012-05-29)29(2012-06-15)30(2012-06-26)31(2012-07-12)32(2012-07-12)33(2012-07-24)34(2012-08-03)35(2012-08-18)36(2012-08-30)37(2012-09-12
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40、)98(2013-06-26)99(2013-06-28)100(2013-06-30)图 6.3-2 CK19-1#孔 Y 方向累积位移深度曲线CK-1 U方向累积位移图-101030507090110123456789101112131415161718192021222324252627282930孔 深 (m)累积位移(mm)1(2011-07-23)2(2011-07-28)3(2011-08-03)4(2011-08-10)5(2011-08-16)6(2011-08-22)7(2011-09-02)8(2011-09-12)9(2011-09-18)10(2011-09-23)1
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59、同段 桃树脑高架桥 K80+650K81+000 致力科技 9CK-3 X方向累积位移图-15-551525354555123456789101112131415161718192021222324孔 深 (m)累积位移(mm)1(2011-07-23)2(2011-07-28)3(2011-08-03)4(2011-08-10)5(2011-08-16)6(2011-08-22)7(2011-09-02)8(2011-09-12)9(2011-09-18)10(2011-09-23)11(2011-9-29)12(2011-10-06)13(2011-10-11)14(2011-10-18)
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