基坑支护变径锚杆施工专项方案

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《*****四区基坑支护变径锚杆专项施工方案》绿地滨湖国际城四区基坑支护变径锚杆专项施工方案编制：审核：审批：河南省昊鼎建筑基础工程有限公司2014年10月10日15 《*****四区基坑支护变径锚杆专项施工方案》目录第一章概述21．1工程概况21．2场地地质条件及水文资料21．3锚杆设计方案概述3第二章锚杆施工部署与机械、劳动力、材料计划42．1锚杆施工部署42．2锚杆施工机械计划42．3锚杆施工劳动力计划52．4材料计划5第三章预应力锚杆施工方法及技术质量要求63．1锚杆工作面土方挖运63．2锚杆定位63．3锚杆钻进成孔及钢绞线安放63．4钢绞线制作安装73．5变径锚杆注浆83．6腰梁制作、安装83.7锚杆张拉和锁定9第四章确保工程质量的技术组织措施104.1工程质量目标104.2确保工程质量的技术措施104.3质量保证体系11第五章确保安全生产的技术组织措施135.1工程安全文明施工目标135.2现场安全管理组织机构135.3安全技术措施1315 《*****四区基坑支护变径锚杆专项施工方案》第一章概述1．1工程概况工程名称：*****四区基坑支护工程工程地址：建设单位：勘察单位：设计单位：监理单位：总包单位：分包单位：工程概况：该项目为商办项目，占地18162.49平方米，总建筑面积约13.33万平方米,其中1#办公楼，地下3层，地上23层，2#办公楼，地下3层，地上25层，1#～３#楼总部办公，地上5层，配套商业约0.18万平方米。地下建筑面积为4.3万平方米，建筑高度约97米；本工程基坑平面大致呈长方形，基坑深度17.97～21.97m。1．2场地地质条件及水文资料根据钻探、静力触探、标准贯入试验结果，结合相邻工程场地资料，对地基土按岩性及力学特征分层后，从上到下分层描述如下：第0-1层：杂填土（Q4-3ml）,杂色,稍湿,松散,以建筑垃圾为主，建筑垃圾约占50%-95%，充填土主要为粉土，局部混有生活垃圾，含砖瓦块、石子、混凝土块（少量混凝土块含钢筋）、混凝土桩桩头等建筑垃圾及少量生活垃圾，局部大块建筑垃圾集中，土质不均匀。第0-2层：杂填土（Q4-3ml）,杂色,稍湿,松散,以生活垃圾为主，生活垃圾约占50%-90%，土体臭味较大，主要成分为塑料袋、碎布、腐殖质等，充填土主要为粉土，混有少量建筑垃圾，土质不均匀。主要分布在五区场东南角位置处。其它位置也有一定量的分布。第0-3层：素填土（Q4-3ml）,褐黄～浅黄色,稍湿,松散,成分主要为粉土，土体约占60%-95%，偶见砖瓦块、石子、混凝土块等建筑垃圾及塑料袋、碎布、腐殖质等生活垃圾。15 《*****四区基坑支护变径锚杆专项施工方案》第1层：粉土（Q3al）,浅黄色,稍湿,中密～稍密,摇振反应中等,干强度低,韧性低,无光泽反应，含有蜗牛壳及碎片,偶见铁锈斑块,土体纯净。第2-1层：粉砂（Q3al）,浅黄色,稍湿,中密,颗粒级配一般,成份主要为长石、石英,含云母、偶见蜗牛壳碎片。该层呈透镜体形式出现。第2层：粉土（Q3al）,浅黄色,稍湿,稍密～中密,摇振反应中等,干强度低,韧性低,无光泽反应，含有蜗牛壳及碎片,较多菌丝状钙质网纹,可见少量姜石粒和铁锈斑块,局部砂质含量高,局部地段接近粉砂。第3层:粉质粘土夹粉土（Q3al）,粉质粘土，褐红～黄褐色,硬塑～坚硬,干强度中等,无摇振反应,韧性中等,稍有光泽,含铁、锰质氧化物,较多菌丝状钙质网纹,偶见小姜石；粉土，黄褐色,稍湿,稍密～中密,摇振反应中等,干强度低,韧性低,无光泽反应，含云母片，偶见少量姜石。第4层：粉质粘土（Q3al）,褐红色,硬塑,干强度中等,无摇振反应,韧性中等,稍有光泽,含铁、锰质氧化物,较多菌丝状钙质网纹,偶见小姜石。第5层：粉质粘土夹粉土（Q3al）,粉质粘土，褐红～黄褐色,硬塑,干强度中等,无摇振反应,韧性中等,稍有光泽,含铁、锰质氧化物,偶见小姜石；粉土,黄褐色,稍湿,稍密～中密,摇振反应中等,干强度低,韧性低,无光泽反应，含云母片，偶见少量姜石。第6层：粉质粘土（Q3al）,褐红色,硬塑～坚硬,干强度中等,无摇振反应,韧性中等,稍有光泽,含铁、锰质氧化物,偶见小姜石。第7层：粉质粘土（Q3al）,褐红色,硬塑～坚硬,干强度中等,无摇振反应,韧性中等,有光泽,含铁、锰质氧化物,较多1-4cm直径姜石,局部姜石富集,局部地段夹有钙质胶结薄层,芯样不连续，取芯率低，呈短柱状，钻进比较困难。水位位于地面下30m左右，实测稳定水位埋深为现地面下32.0m左右,绝对高程介于120.04～121.53m之间。地下水主要受季节性降水补给，从7月中旬至10月上旬是每年的丰水期，每年12月至来年2月为枯水期，水位年变化幅度3.0m左右，根据附近场地近年来水位资料了解，本场地近3-5年最高水位绝对高程约为130.0m，因此本基坑开挖不需要降水。1．3锚杆设计方案概述本工程基坑支2-2剖面第二排冠梁下部采用直径200-400mm变径锚杆，详细参数见下表：15 《*****四区基坑支护变径锚杆专项施工方案》2-2剖面锚杆锚杆编号位置深度配筋锁定值锚固体直径锚杆长度自由段长度锚固段长度倾斜角度水平间距2’变径锚杆12.0m5s15.2280KN200-400mm31m9.0m22.5m451.5m2’’变径锚杆11.5m5s15.2320KN200-400mm30.5m9.5m21.0m451.5m（1）锚杆直径200-400mm，使用1×7结构钢绞线，公称强度1860Mpa，公称直径D=15.2mm，有粘结类型。（2）钢绞线严格按设计尺寸下料，每股长度误差不大于50mm，沿杆体轴线方向每隔1.5m设置居中支架一个，保证锚杆四周有足够的浆体保护。（3）锚杆注浆采用PO42.5纯水泥浆，注浆压力2-6Mpa，水灰比0.5。400mm孔径段水泥用量不小于210kg/m，200mm孔径段水泥用量不少于110kg/m。（4）锚杆腰梁采用2根H250（Q345B）型钢，锚板为300×300×25钢板。1．4施工难点分析及施工方案确定基坑西侧壁位于杂填土区域，该区域为前期砖厂烧砖取土形成大土坑，土坑最深处约30m,呈东西走向，后期拆迁工地陆续往坑里倾倒建筑垃圾将其填平（近5年内）。杂填土包括建筑垃圾、生活垃圾及素土。因这部分杂填土为运土车一车一车倾倒于此堆填形成的，因此分布极不均匀，呈多种土混合状态，局部地段土体居多，局部地段建筑垃圾居多，局部地段生活垃圾居多。杂填土含大量砖块、混凝土块、水泥块等建筑垃圾及生活垃圾，局部建筑垃圾集中，局部生活垃圾居多，局部素土居多。难点一：变径锚杆施工需穿过杂填土深入原状土进行锚固。采用何种工艺及如何穿透杂填土层，是本工程的一大难点。经过公司技术部研究，决定采用履带式锚索钻机进行试成孔，采用高压旋喷进行扩大头施工。难点二：变径锚杆扩径段位于第7层：粉质粘土（Q3al），根据地质报告描述“该层局部地段夹有钙质胶结薄层,钻进比较困难。”由于该层土质较硬，采用何种高压旋喷钻头以及多大压力都需要在相近土层中进行试验确定。难点三：变径锚杆成孔角度较大为45度，在以往施工的基坑工程中，少有采用如此大角度成孔的，同时在杂填土成孔，难度也是前所未有的。15 《*****四区基坑支护变径锚杆专项施工方案》综合以上三点，正式施工前一周，在基坑北侧原状土区域坐5组高压旋喷扩大头实验，在基坑南侧1剖面杂填土中按照设计要求进行2根试锚施工，从而确定具体的施工工艺及施工参数。经过现场试验，确定采用履带式锚索钻机钻进成孔，采用水泥浆进行护壁循环，成孔后拔出钻杆换用孔眼1.6mm的高压旋喷钻头，同时将锚索端头固定到高压旋喷钻头上，一同放入孔内直至孔底；开动高压注浆机，开始旋喷扩孔，扩孔压力不小于25Mpa。扩孔完成后钻杆深入孔底注浆直至孔口翻浆，提出钻杆完成锚杆施工。第二章锚杆施工部署与机械、劳动力、材料计划2．1锚杆施工部署锚杆施工共分2个剖面，计划安排两台锚杆钻机自北向南依次进行施工。锚杆施工主要分为：锚杆工作面土方挖运，钻孔，锚杆制作、安装，注浆（龄期等待），腰梁制作、安装，锚杆张拉锁定。锚杆土方工作面按挖运需2天时间，钻孔、注浆需要20天，锚杆龄期等待需5天，在龄期等待技术间歇时间可进行腰梁制作、安装，及跟进张拉锁定需要2天，故变径锚杆施工共需29天。2．2锚杆施工机械计划本工程锚杆施工可以24小时不间断施工，计划进场2台锚杆钻机。预应力锚杆施工机械设备一览表序号设备名称型号数量用途备注1锚杆钻机MGL120-D2台锚杆成孔2注浆泵XSFB-9011-12套锚杆注浆3搅拌机BJW-602套搅拌水泥浆4电焊机3台腰梁制作安装5切割机J3G3-4001台锚杆加工6油泵YCQ-15001套锚杆张拉锁定7千斤顶YDCW6001台锚杆张拉锁定8游标卡尺1把测量锚杆伸长量15 《*****四区基坑支护变径锚杆专项施工方案》2．3锚杆施工劳动力计划预应力锚杆施工劳动力人员一览表序号工种人数主要工作内容备注1钻孔机械工12锚杆钻孔2锚杆工4预应力锚杆加工制作，张拉锁定3注浆工8锚杆注浆4电工1负责现场安全用电5电焊工4腰梁加工、安装合计292．4材料计划2．4．1主要建筑材料采购、试验取样送检计划材料采购材料进场必须附出厂合格证明材料，并经送检复验合格方可投入工程使用；工程施工过程中，尚应根据实时用量制取其成品、半成品进行检验，以取得工程质量保证资料。主要材料计划表材料名称用于工程部位规格数量进场计划水泥基坑支护PO42.5根据需要分批购进随施工需要分批进场钢绞线预应力锚杆15.213t一次性购进H250型钢预应力锚杆腰梁H25020支一次购进第三章预应力锚杆施工方法及技术质量要求工艺流程：工作面土方挖运→锚杆定位→钻进成孔→预应力锚杆加工、安放→高压旋喷扩孔（注浆）→制作、安装腰梁→张拉锁定（流程图附后）3．1锚杆工作面土方挖运在锚杆施工前应组织机械对锚杆工作面土方进行挖运，工作面要平整。由于本工程变径锚杆成孔角度为45度，15 《*****四区基坑支护变径锚杆专项施工方案》钻机距离施工面最小距离为2.5m，因此钻机调整好后钻尖应比孔口高出2.5m。钻机机高1m，因此工作面应高于孔位1.5m，采用在地面开挖沟槽进行施工。沟槽深度为2m，宽度1.5m。3．2锚杆定位开挖后的基坑壁需挖掘机配合，进行人工修整。由于锚杆需穿过两排支护桩，两排桩水平间隔为6.5m，同排桩桩间净距不足30cm，因此钻进方向需严格控制，稍有偏差就无法穿过第二排桩间空隙。施工前，对第二排桩桩间孔隙进行放样，并在基坑侧壁上采用红漆标示；对第二排桩空隙在第二排冠梁边缘标示。放样孔位时，孔位与两排装空隙标识处于同一直线。将锚杆钻机移至已放好的孔位，钻杆末端、钻尖、孔位及第一、二排桩间空隙标识五点应位于同一直线，采用拉线检验。钻机位置调整完成后，支设平稳、牢固。升起钻架，在钻架后挂垂线，用量角器测量钻杆钻进平面与垂线的夹角为45度（正负不大于2度），由质检员、监理验收合格后方准许开钻。3．3锚杆钻进成孔及钢绞线安放(1)锚杆钻孔采用水泥浆循环作业成孔。(2)一次钻孔直径200mm，水平倾角45°。(3)一次钻孔孔深应大于设计孔深200mm（开钻前量取钻具长度控制），倾角误差不大于2°，锚孔的孔径不小于200mm。(4)一次成孔至设计深度后，停钻用纯水泥浆循环5分钟后，提出钻杆换高压旋喷钻头。同时将制作好的锚杆端部穿在高压旋喷钻头上，用钻具将锚杆顶至设计深度。当钻头至孔底后，开启高压注浆机，低速旋转钻头，缓慢提出钻具，利用高压水泥浆切割土体进行扩孔。为保证扩孔质量，往复扩孔次数不少于3次；扩孔压力不小于25MPa。15 《*****四区基坑支护变径锚杆专项施工方案》施工准备(施工测量、设备就位)高压旋喷扩孔锚头焊接锚索体加工、制作、安放孔底注浆自由锻防腐处理锚孔孔位校正、成孔初凝后孔口补浆安装垫板、腰梁预应力张拉检验、锁定平整施工地面锚索基本试验变径锚杆施工工艺流程图3．4钢绞线制作安装钢绞线为1×7结构，公称强度1860Mpa，公称直径D=15.2mm，有粘结钢铰线，严格按下料尺寸下料，每支长度误差不大于50mm。钢绞线下料长度按下式确定：L=L1+L2+L3，式中L为钢绞线下料长度(m)，L1为锚固段长度(m)，L2为自由段长度(m)，L3为外露张拉段长度。其中，L1锚固段长度、L2自由段长度同设计长度，L3外露张拉段长度取1.0m（试验锚外漏长度为1.5m）。下料完成的钢绞线，每5根一组，固定在预先加工好的直径180mm厚度15mm的锚头圆盘上，根据设计要求，在自由段套上PVC管并用防水胶带密封。组装好的锚杆在二次扩孔时随钻杆一同放入孔内，安放时钻头应穿过锚头中心圆环，钻头可以自由转动，拉杆插入孔内深度不小于锚杆长度的95％。15 《*****四区基坑支护变径锚杆专项施工方案》3．5变径锚杆注浆扩孔段扩孔完成后，将钻具深入孔底通过钻杆持续匀速将水灰比0.5的水泥浆注入锚孔内，边注浆边缓慢提升钻具。400mm孔径段每米水泥用量不少于210kg，200mm孔径段每米水泥用量不少于110kg。注浆完成后钻具全部提出孔外，完成变径锚杆施工。待浆液初凝后根据情况在孔口进行补浆。注浆注意事项：1、灌注的水泥浆要取样做室内抗压试验，以实验室出据的水泥复试报告为准，以复核其强度指标。2、浆液应随搅随用，并在初凝前用完。注浆作业开始时，先用稀水泥浆循环注浆系统1～2min，确保注浆时浆液畅通。3、当浆液硬化后，若发现浆液没有充满锚孔时，进行补浆。4、同一批锚孔注浆结束后，要清洗注浆管道循环系统。5、锚杆注浆完成后要保护好外漏长度，禁止机械碰撞。3．6腰梁制作、安装根据设计要求，采用2×H250型钢做腰梁。2根型钢上下平行放置，用钢板垫块电焊连接，固定钢垫板与孔向垂直、和孔中心保持一致。牛腿采用预制混凝土牛腿，预制时在钢板上焊接两根直径20mm，长20cm的钢筋。混凝土采用现拌C20混凝土，预制完成后要及时养护，达到强度70%后方可使用。安装时在桩身钻孔并灌入植筋胶固定。牛腿安装应采用水准仪控制其标高，确保在一条线上。桩身突出支护面的应尽量凿平，凹陷进去的应用钢板垫平。腰梁要求通长设置，在转角处尽量不断开，保证其受力的连续性，型钢之间的连接用钢板焊接，焊缝均满焊，其他构造措施参见图纸。腰梁在安装时应满足下列要求：1、腰梁、牛腿与桩之间要求面接触，不允许点接触。必要时需对向外突鼓的桩进行人工凿平，对向内凹陷的桩垫平。2、腰梁安装要求高度一致，在水平方向尽量作到型钢接头对应，但因受桩外露部分高低不平的限制，只能考虑单个槽钢的平整度，允许接头错位，但要求用钢板焊接牢固。3、要求锚头在通过型钢腰梁中间时居中或稍偏离中央，但不应接触腰梁。15 《*****四区基坑支护变径锚杆专项施工方案》3.7锚杆张拉和锁定3.7.1锚杆的张拉、锁定1、张拉采用分级施加荷载进行张拉，前二级荷载可取设计施加预应力值的30%，以后按20%施加，逐级加载直至设计超张拉荷载（超张拉荷载值取施加预应力值的5%），在压力表稳定3min后锁定。超张拉的目的是为了克服连梁、锚具回缩等原因造成的预应力损失，锚杆超张拉程序如下：稳定3min0→0.2σcon→0.5σcon→0.75σcon→1.0σcon→1.05σcon→σcon张拉作业是危险工序，除要按规范进行张拉程度外，张拉时千斤顶后方区严禁站人，并且不得碰撞千斤顶。锚杆采用分级施加荷载进行张拉，张拉荷载的分级和位移观测时间见下表（N为锚杆承载力锁定值）：荷载分级位移观测时间（min）加荷速率（KN/min）0.20N2不大于1000.50N50.75N51.0N10不大于501.05N152、锁定在加载过程中，如出现压力不稳定、锚杆伸长量急剧增加时，或某一级伸长量高于前一级伸长量的2倍时，要及时锁定。锁定时，回缩量不大于5mm或荷载损失不大于5%，张拉过程中，应准确记录油压表编号、读数、千斤顶伸长值等数据。3.7.2锚杆的张拉与施加预应力（锁定）符合以下规定：1、预应力锚杆张拉前，对张拉设备进行标定。2、锚杆张拉与施加预应力的条件应视同养浆体试块强度达到设计强度的75%，具体时间根据现场试验确定。15 《*****四区基坑支护变径锚杆专项施工方案》3、锚杆张拉顺序因为考虑对邻近锚杆的影响；采用隔一拉一。4、锚杆正式张拉前，取20%的设计张拉荷载，对其预张拉1～2次，使其与锚具接触紧密，钢绞线完全平直。第四章确保工程质量的技术组织措施4.1工程质量目标基坑支护满足使用要求。4.2确保工程质量的技术措施4.2.1预应力锚杆施工质量控制技术措施1)钻孔钻进前再次检查钻机倾角和方位角是否符合设计要求，孔径偏差不超过设计孔径的3%，锚孔轴线顺直，孔深不小于设计孔深且不大于设计长度的1%。2)锚杆下料、编杆锚杆下料长度按下式确定：L=L1+L2+L3，式中L为预应力锚杆长度(m)，L1为自由段长度(m)，L2为锚固段长度(m)，L3为外露段长度(一般取1m)，钢绞线下料用砂轮切割机切割，严禁采用氧气和电焊切割。切割时，在离断口10～20cm处用扎丝绑扎。按计算好的长度下料后，逐根检查钢绞线有无损伤，同时进行防锈去污处理。锚杆下料长度、下料方法，除锈、防锈、编杆等过程，应在有专业知识的工程技术人员和技工的指导参与下，按设计及规范的要求精心制作。编杆完成后一定要有明确的标牌编号，以便对号入座。3)锚杆张拉根据设计要求锚杆张拉在内锚固体浆体强度达到80%后开始。张拉前，取20%的设计张拉荷载进行预张拉，使其与锚具接触紧密，钢绞线完全平直。首先安装工作锚具、限位板、夹片、千斤顶及工具锚，安装前工作锚具的锥形孔及夹片表面应保持清洁，为便于卸下工具锚，工具锚上孔的排列位置须与前端工作锚的孔位一致，不允发生交叉现象。锚杆张拉前应对张拉设备进行标定。张拉时应记录每一级荷载伸长值和稳定过程中的伸长值，且与理论伸长值进行比较。实测伸长值不得大于理论伸长值6%，小于5%，否则应查明原因并作相应的处理。15 《*****四区基坑支护变径锚杆专项施工方案》逐级加载直至设计超张拉荷载（超张拉荷载值取设计值的5%），在压力表稳定3min后锁定。锁定时，钢绞线回缩量不大于5mm或荷载损失不大于5%。张拉过程中，应准确记录油压表读数、千斤顶伸长值。张拉作业是危险工序，除要按规范进行张拉程度外，张拉时千斤顶后方区严禁站人，并且不得碰撞千斤顶。4)质量检验标准（质量控制）(1)保证项目①钻孔孔径、孔深、角度、锚固长度、钢绞线强度、水泥强度必须达到设计要求。②单根钢绞线不允许断丝。③承载力检验用的千斤顶、油表、钢尺等器具应经检查校正。④锚具应经检验合格后方可使用。⑤锁定荷载应符合设计要求。(2)允许偏差项目预应力锚杆的允许偏差项目应符合下表8规定。预应力锚杆的允许偏差项目序号检查项目允许偏差检查方法1孔距误差水平方向士50mm钢尺测量垂直方向士100mm钢尺测量2锚固角度±1°测钻机3注浆量大于理论注浆量检查计量数据4.3质量保证体系15 《*****四区基坑支护变径锚杆专项施工方案》质量保证体系公司项目经理：项目副经理：技术负责人：项目生产负责人：电工：取样员：造价员：安全员：施工员：测量员：资料员：材料员：试验员：质检员：锚索班组15 《*****四区基坑支护变径锚杆专项施工方案》第五章确保安全生产的技术组织措施5.1工程安全文明施工目标1、杜绝死亡和重大伤害事故；2、其它安全事故发生频率≯5‰；3、根据安全四不放过原则，安全事故处理率100%；4、文明施工按公司《施工现场文明施工标准》要求执行。5、废水、粉尘、固体废弃物有组织排放，处理率90%以上，采取有效措施，减少环境污染。6、采取有效措施，控制噪音污染5.2现场安全管理组织机构为了贯彻落实“安全第一、预防为主”的方针和加强现场安全文明标准化的管理，落实安全生产、文明施工责任制，项目部组建安全文明领导小组，从而保证工程的安全文明施工。项目部设置以项目经理为首的项目部安全生产领导组和安全生产管理机构，配备专职安全员，在公司安全生产领导组和生产安全处的领导下负责和开展项目部的安全生产工作。根据公司现有组织机构设置情况，将现有组织机构中与安全生产保证体系各要素相关的部门和岗位进行集成，规定其安全生产管理的组织和指令关系，确定其职能以形成安全生产保证体系的组织机构。5.3安全技术措施1、结合监测单位的监测工作，其数值是否超出报警值，如果超出，及时采取措施。2、施工期间对开挖、支护的协调，并对基坑边堆载进行控制。并做好对周围建筑物及道路、管线的检测控制，保证基坑及周边环境安全。3、建立健全现场安全生产管理制度，安全生产责任制度，分工明确、责任到人、设立专职安全员。特种作业人员持证上岗。4、执行安全检查制度，分级定期进行安全检查。5、实行安全教育制度，提高职工安全意识。6、生活区与生产区分开布置，严禁非当班施工人员进入生产现场。15 《*****四区基坑支护变径锚杆专项施工方案》7、进入工地人员必须遵守安全生产规章制度和劳动纪律，严禁违章作业。8、施工现场入口及明显位置，悬挂醒目的安全警示标牌。9、进入施工现场，必须戴安全帽，不准穿高跟鞋，严禁酒后上岗工作，不得在现场吸烟、赤背、光脚、穿拖鞋、高跟鞋。10、工程开工前，制定书面的分部分项的、有针对性的《安全技术交底》，并做出《安全防护方案》，落实到位。11、安全技术措施交底必须有书面材料，有双方的签字和交底日期。12、加强消防教育，提高对安全防火工作的认识，把安全防火工作提到工作的议事日程上来，作为一件大事来抓。13、电动工具的使用应符合国家标准规定，工具的电源线、插头和插座应完好，电源线不得任意接长和调换，工具的外绝缘应完好无损，维修和保管由专人负责。14、基坑开挖前，基坑周边设置防护栏并设置醒目的警戒标志，一切安全设施装置及安全标志牌禁止随意拆除或移动，夜间要有足够照明。15