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长螺旋钻孔压灌桩的施工质量控制

施工技术处QC小组一、工程概况安丘市人民医院综合办公楼(图1),建筑面积21800m2,筏板基础,框剪结构,地下一层,地上十四层,地上总高度49.85米,工程采用234支长螺旋钻孔压灌桩,直径为600mm,深度8-10m,单桩承载力1050KN(图2)。

图1图2一、工程概况长螺旋钻孔压灌桩是利用长螺旋钻机钻孔至设计深度,在提钻的同时利用混凝土泵通过钻杆中心通道,以一定压力将混凝土圧至桩孔中,混凝土灌注到设定标高后,再借助专用振动设备将钢筋笼插入混凝土中至设计标高,形成的钢筋混凝土灌注桩。工艺流程如图3。图3小组名称山东景芝建设股份有限公司施工技术处QC小组课题类型攻关型成立时间1997.1.6注册编号SDJJ2010—12—07受教育时间80学时活动任务小组每周一次例会,分析、解决施工过程中遇到的问题小组活动时间2010.10.09—2010.12.17小组获奖情况2006至2010年度连续5年分别获得山东省一等奖和全国优秀成果奖。二、小组概况序号姓名年龄文化程度职务组内分工1孙江44本科总工组长2李洪宾38本科施工技术处处长副组长3付汝锋37本科质量管理处处长QC活动指导4张建华33本科项目经理组员5郝跃亮27本科技术员组员6高雨明27本科施工员组员7梁德东26本科质检员组员8赵立强28本科测量员组员9葛禄山32专科钻机班长组员10尹瑞荣35专科钢筋班长组员11韩立群27专科砼班长组员12李建全46专科指挥员组员13张永梅30本科技术资料员组员14李春艳26本科统计员组员制表:孙江时间:2010年10月9日小组成员一览表选题理由

课题:长螺旋钻孔压灌桩的施工质量控制1.长螺旋钻孔压灌桩是建设部推广的2010版建筑业十项新技术之一。3.钻孔压灌桩适用于地下水位以下施工,具有施工过程无噪声、无排浆、无坍孔、成桩效率高,施工费用低等优点,今后必将得到广泛应用。三、选题理由及课题2.钻孔压灌桩是地基的重要组成部分,其承受上部结构的荷载并将其向下传递,操作不当,易产生质量问题,影响地基承载力。4.我公司首次采用此项新技术,无现成的施工经验可借鉴,无指导施工的技术规程和验收规范,需要积累经验形成工法。制图:李洪宾日期2010年10月10日四、开展PDCA循环P阶段P1:现状调查

2010年10月11日QC小组通过联系设计院和质监站的专家,了解钻孔压灌桩的应用情况,并对曾采用此种技术的工程原始质量检查统计资料进行了调查分析,结果如下:

调查分析表(1)制表:郝跃亮审核:李洪宾日期:2010年10月11日项目序号质量缺陷允许偏差和允许值检查方法检查点数缺陷点数缺陷率(%)主控项目1钢筋笼主筋间距±10mm尺量126002钢筋笼长度±50mm尺量126003桩位-20mm尺量和全站仪量测126004孔深0、+300mm测钻杆126005混凝土强度满足设计要求查验试件报告126006承载力满足设计要求按桩基检测技术规范3007桩身质量按桩基检测技术规范按桩基检测技术规范4700项目序号质量缺陷允许偏差和允许值检查方法检查点数缺陷点数缺陷率(%)一般项目1螺旋箍筋间距±20mm尺量126542钢筋笼直径±10mm尺量12643.23钢筋笼安装深度±100mm尺量12621.64桩径0、+50mm尺量126005垂直度不大于1%钻机水平尺126006桩顶标高+30mm,-20mm水准仪测量126007钢筋保护层厚度±20mm尺量1262519.88混凝土坍落度160-220mm坍落度测量仪8009混凝土充盈系数1.0-1.3每根桩理论量与实灌量1262217.5调查分析表(2)制表:郝跃亮审核:李洪宾日期:2010年10月11日根据调查分表得出质量问题频数表

:制表:李春艳审核:李洪宾日期:2010年10月11日序号项目名称频数(点)频率(%)频率累计(%)1钢筋保护层厚度超差2543.1043.102混凝土充盈系数不足2237.9381.033螺旋箍筋间距超差58.6289.654钢筋笼直径超差46.9096.555钢筋笼安装深度超差23.45100合计:58100频数N=58(点)频率(%)排列图605448423630241812601009080706050403020100钢筋保护层厚度超差43.10%81.03%89.65%A区B区C区根据表的数据,绘制出了质量问题排列图

。制图:李春艳审核:李洪宾日期:2010年10月11日混凝土充盈系数不足螺旋箍筋间距超差钢筋笼直径超差钢筋笼安装深度超差96.55%由排列图可见,主要质量问题是:

1、钢筋的保护层厚度超差。2、混凝土充盈系数不足

目标设定及论证钢筋的保护层厚度超差和混凝土的充盈系数不足,严重影响桩基工程的实体质量,因此必须采取措施进行控制,并将其缺陷率分别由原来的19.8%和17.5%降低到到5%。1、确定目标2、目标可行性论证

钻孔压灌桩是建设部推广应用的2010版建筑业十项新技术之一,外部因素已经具备实现目标的条件。质量管理制度完善,责任落实到位,监督检查力度大。公司和建设、监理的领导都非常重视,并常到现场解决实际困难。课题目标一定能实现

制图:李洪宾日期:2010年10月11日调查结果证明,钢筋的保护层厚度超差和混凝土的充盈系数不足,大部分桩基未发生,说明问题出在施工环节,缺陷能够避免。为完成这个课题的攻关,QC小组成员集中了各级质量和技术管理骨干,有较强的技术优势和多年的QC攻关经验。P2:原因分析

根据调查结果,从“人、机、料、法、环、测量(5M1E)方面,对可能造成缺陷的原因,进行分析,得出了15个末端因素:混凝土的充盈系数不足1.施工人员经验少,技术水平低关联图2.质量管理和检查制度未落实到位钢筋的保护层厚度偏差13.提钻速度过快或泵送混凝土供应不及时混凝土不密实、缩颈、断桩混凝土灌注压力不足钢筋保护层控制措施不到位钢筋笼变形6.钢筋插入时振捣力过大,导致保护层控制措施失效11.钻头阀门未能及时打开12.混凝土灌注面高于钻头不足1米.钢筋安装、振捣时时倾斜5.钢筋笼直径大于设计和规范要求8.钢筋插入时振捣器不垂直3.未设置可靠地钢筋保护层控制支架4.钢筋笼的刚度不能满足吊装的要求7.钢筋笼不垂直10.桩孔深度不足9.桩孔径小于设计14.坍落度过小或和易性差15.桩顶砼标高低于设计标高钢筋笼直径存在偏差.钢筋笼偏移.钢筋笼倾斜制图:李洪宾郝跃亮日期:2010年10月12日P3:要因确认

10月12日,小组全体成员在工地现场通过讨论、分析、调查、测量、测试,对找出的15个末端原因逐一验证,确认要因。

序末端因素要因确认确认方法确认结果1施工人员经验少、技术水平低未应用过此项新技术,在施工中无经验可循,易出现操作失误。讨论分析

要因2质量管理和检查制度未落实到位质量管理和检查制度完善,落实到位,质量全程有效控制。

调查分析

非要因3未设置可靠的钢筋保护层控制支架

未设置或设置的支架无效,钢筋保护层不能有效控制。研究分析要因4钢筋笼的刚度不能满足吊装的要求设计已经考虑了吊装问题,设置了Φ14@2000的加强钢筋,能够满足要求。调查分析非要因5钢筋插入时振捣装置振捣力过大,导致钢筋笼偏移振捣装置振捣力过大,破坏了保护层控制卡或孔壁,导致钢筋偏移,通过选择合适的振捣器即可避免。

调查分析非要因要因确认表(一)要因确认表(二)序末端因素要因确认确认方法确认结果6钢筋笼直径大于设计和规范要求钢筋笼直径偏大,导致保护层厚度减小研究分析要因7钢筋笼不垂直钢筋笼插入时,产生倾斜现象,安装前对钢筋笼的垂直度进行校正,即可避免研究调查非要因8钢筋插入时振捣器不垂直钢筋插入前对振捣器和钢筋笼同时进行校正,即可避免。现场调查非要因9桩孔径小于设计钻孔前检查钻头的直径和磨损情况,不满足要求及时更换

研究分析非要因10桩孔深度不足根据桩孔的深度在钻杆上做好标识,能够保证桩孔的钻入深度达到要求现场调查非要因制表:李洪宾日期:2009年8月12日要因确认表(三)序末端因素要因确认确认方法确认结果11钻头阀门未能及时打开钻头混凝土阀门不能及时打开,提钻时导致桩孔底部留有地下水或出现坍孔和空洞现象.现场调查

要因12混凝土灌注面高于钻头不足1米

拔罐灌注过程中钻头未处在灌注面一米以下,则混凝土的压力变小,使混凝土的充盈系数减小,甚至出现缩颈或断桩现象.

现场调查要因13提钻速度过快或泵送混凝土供应不及时泵送混凝土供应不及时,会导致混凝土压力不足,产生缩颈、断桩或不密实,使混凝土的充盈系数变小,严重影响桩基的工程质量.调查分析

要因14坍落度过小或和易性差严格按照配合比进行计量和搅拌,每次浇筑前均做坍落度试验,能够保证其坍落度和和易性。调查分析非要因15桩顶混凝土标高低于设计标高

灌注过程中对桩顶标高做好标识,及时检查,不会出现此类现象.现场调查非要因制表:李洪宾日期:2010年10月12日最后确认导致钢筋保护层厚度超差和混凝土充盈系数不足

的要因有6个:最后确认导致钢筋保护层厚度超差和混凝土充盈系数不足的要因有6个:(1)操作人员经验少,技术水平低(2)未设置可靠的钢筋保护层控制支架(3)钢筋笼直径大于设计和规范要求(4)钻头阀门未能及时打开(5)混凝土灌注面高于钻头不足1米(6)提钻速度过快或泵送混凝土供应不及时P4:制定对策小组成员针对6个要因,广泛地提出对策方案,并且应用打分法,对提出的对策进行有效性、可行性、经济性和时间性的分析评价,确定了要因对策,并制定了相应措施。对策表如下:序要因对策目标措施地点时间负责人1操作人员经验少,技术水平低

进行技术培训

使操作人员掌握施工的要点和工艺操作规程

,考核合格率达到95%。

请有经验的工程师进行技术培训,使桩基参建人员充分了解此项新技术的施工要点工地办公室

2010.10.15孙江

2未设置可靠的钢筋保护层控制支架

设置可靠的钢筋保护层控制支架

支架设置合格率达到95%。

设计、计算和实验工地办公室

2010.10.15李洪宾

序要因对策目标措施地点时间负责人3钢筋笼直径大于设计和规范要求

修整钢筋笼直径的允许偏差范围,严格控制钢筋笼的制作

使钢筋笼直径均在-10mm,+5mm范围以内

将钢筋笼直径的允许偏差范围由±10mm改为-10mm,+5mm。严格控制箍筋直径的制作,按照2000mm间距设置直径准确的临时控制圆形箍筋,然后再绑扎螺旋箍筋,边绑扎边量测,边拆除临时箍筋

施工现场钢筋笼制作过程

郝跃亮尹瑞荣

4钻头阀门未能及时打开采取措施确保钻头阀门顺利打开

钻头阀门打开率达到100%每次钻孔前,保证钻头清理干净,避免混凝土在钻头部位凝固;灌注前将钻头提升200-300mm,以免阀门顶在孔底,无法打开阀门

施工现场钻孔前和灌注砼前

高雨明葛禄山序要因对策目标措施地点时间负责人5混凝土灌注面高于钻头不足1米

采取措施保证混凝土灌注面高于钻头1米使钻头始终处在灌注混凝土面1米以下

阀门打开后,暂不提钻头,而在混凝土灌注面高于钻头1米后,再边提钻边灌注施工现场混凝土灌注过程

高雨明梁德东

6泵送混凝土供应不及时保证混凝土的及时供应使每根桩灌注都能做到及时供应

通过计算每根桩的混凝土实际需求量和混凝土泵的泵送量,确定提钻速度。根据每根桩的浇筑和提钻速度,选择合适的搅拌和泵送设备,保证混凝土的连续及时供应

施工现场混凝土灌注过程高雨明韩立群制表:李洪宾日期:2010年10月12日实施对策D阶段D一:进行技术培训

10月13日,QC小组成员在现状调查的基础上,由组长联系,聘请有经验的工程师进行为期一天的上岗培训,主要讲解钻孔压灌桩的工艺原理、质量要求和容易发生的质量问题等。时间:2010年10月13日

参加人员:QC小组成员、项目管理人员、钻机班长、钢筋班长、砼班长等主要操作骨干以及技术人员共37人地点:会议室学习内容及课时安排

内容(上午):详细讲解长螺旋压灌桩的工艺原理、施工过程中容易发生的质量问题和质量要求

内容(下午):对培训内容进行考试。培训内容一览表:实施效果:通过培训,使操作骨干对这项施工技术有了充分的了解,并掌握了施工的要领和技巧,考试合格率达98%,所有参训人员均达到上岗要求。D阶段实施对策D二、设置可靠的钢筋保护层控制支架根据钢筋保护层支架的作用原理,我们通过计算和研究,制定钢筋保护层支架设计方案,并通过实验和分析,最后决定采用如图4所示的钢筋保护层控制支架。该支架采用ф14的钢筋进行制作,间距≤3m,具体布置如图5所示。图4图5D阶段实施对策D二、设置可靠地钢筋保护层控制支架实施效果:通过设置此支架,有效的控制了钢筋笼的保护层厚度,经检查合格率达到97%。D阶段实施对策D三、修整和控制钢筋笼直径的允许偏差范围钢筋笼直径的允许偏差±10mm三项数据的累积为±25mm超出钢筋保护层的厚度允许偏差±20mm的要求签于此,将钢筋笼直径的允许偏差范围由±10mm改为-10mm,+5mm钢筋保护层支架周边与坑壁的间隙±10mm支架制作的允许偏差±5mm同时在螺旋箍筋绑扎前,先在主筋上绑扎间距2m、直径准确的临时性环形控制箍筋,然后再绑扎螺旋箍筋,以保证钢筋笼直径的准确。D阶段实施对策D三、修整钢筋笼直径的允许偏差范围,严格控制钢筋笼的制作实施效果:通过对钢筋笼允许偏差的调整和控制,钢筋笼直径的合格率达到了100%。

D阶段D四、采取措施确保钻头阀门顺利打开在钻孔前,将阀门部位的混凝土等清理干净,保证阀门开启灵活,同时,在提钻灌注前,将钻头提升200-300mm,然后打开阀门进行灌注,待混凝土灌注面上升到钻头1m以上时,再按预定提钻速度进行灌注

。实施对策实施效果:

通过采取以上措施,保证了阀门顺利打开,从而避免了断桩、缩颈现象。D五:严格控制提钻速度

D阶段实施对策桩基施工前,我们根据桩径深度和充盈系数计算出每根桩的混凝土需要量,同时计算出搅拌设备和混凝土泵送的连续供给量,以此来计算提钻的最大速度为0.22m/s(如下表),并严格按照此速度进行控制。

搅拌速度泵送速度灌注速度提钻速度15m3/h15m3/h15m3/h13.27m/h(0.22m/s)实施效果:通过进行计算和分析影响提钻速度的有关因素,以及严格的控制,提钻的速度控制在0.22m/s以内。D六:保证混凝土的及时供应

D阶段实施对策根据计算确定每根桩的混凝土量,及时的控制搅拌时间和泵送速度,并保证提钻的过程中混凝土能够连续泵送,同时泵槽内必须留有高度400mm的混凝土,以免空气进入泵管后出现断桩现象。同时采用对讲机进行及时联络,以保证顺利灌注。实施效果:通过以上措施的落实,混凝土均能及时供应,保证了桩的连续灌注。C阶段:实施效果经QC小组科学组织,合理安排,精心操作,严格检查和过程控制,所有桩均达到了预期目标,检查结果如下

:(一)效果检查检查表(一)制表:梁德东审核:李洪宾日期:2010年12月16日项目序号质量缺陷允许偏差和允许值检查方法检查点数缺陷点数缺陷率(%)主控项目1钢筋笼主筋间距±10mm尺量234002钢筋笼长度±50mm尺量234003桩位-20mm尺量和全站仪量测234004孔深0、+300mm测钻杆234005混凝土强度满足设计要求查验试件报告234006承载力满足设计要求按桩基检测技术规范3007桩身质量按桩基检测技术规范按桩基检测技术规范4700项目序号质量缺陷允许偏差和允许值检查方法检查点数缺陷点数缺陷率(%)一般项目1螺旋箍筋间距±20mm尺量23410.42钢筋笼直径±10mm尺量234003钢筋笼安装深度±100mm尺量23410.44桩径0、+50mm尺量234005垂直度不大于1%钻机水平尺234006桩顶标高+30mm,-20mm水准仪测量234007钢筋保护层厚度±20mm尺量23431.38混凝土坍落度160-220mm坍落度测量仪8009混凝土充盈系数1.0-1.3每根桩理论量与实灌量23420.9调查分析表(2)制表:梁德东审核:李洪宾日期:2010年12月16日检查表(二)实测值与目标值的比较:经检查,钢筋的保护层厚度由原来的19.8%降低为1.3%,混凝土的充盈系数由17.5%降低为0.9%

。1.经济效益:本工程共采用桩基234支,通过采用此项新技术节省了人工,缩短了工期,提高了桩基的质量,减少了不合格桩基的补偿措施,共降低费用8.25万元

。(二)效益分析2.社会效益:这次攻关活动取得的成果,成功的解决了钢筋保护层超差和充盈系数小的问题,保证了工程的顺利施工,同时为这项新技术在公司的推广和应用起到了示范作用。而且增强了质量意识,总结了施工经验,提高了公司的社会信誉。A阶段巩固措施

通过这次QC攻关活动,达到了预定的目标。我们已把这次活动的对策与措施编写成编号为SDJJGF-2010-021的《长螺旋钻孔压灌桩施工工法》,在公司内推广、学习这项新技术,为以后同类型工程的施工提供了现成的施工经验。五、总结及今后打算

(一)总结这次成功的小组活动,提高了小组成员的高质量意识和个人工作能力,增强了攻克技术难题的信心和团结协作的团队精神。全体成员在活动后相关状态的提高,是一种无形的效益,是企业的宝贵财富。用统计表表示如下:小组在活动前后的状态自我评价表状态项目自我评价活动前活动后质量意识35改进意识24参与意识45个人能力35技术攻关的自信程度35团队协作精神24制表:李洪宾日期:2010年12月17日(二)今后打算我们将把这次攻关活动作为基础,把QC活动持之以恒地进行下去,解决施工管理中遇到的难题。在工程施工的下一步,QC小组将开展以“钢筋机械锚固技术”为课题的攻关活动,为业主奉献一座高质量工程

。汇报完毕敬请指教谢谢大家第一节活塞式空压机的工作原理第二节活塞式空压机的结构和自动控制第三节活塞式空压机的管理复习思考题单击此处输入你的副标题,文字是您思想的提炼,为了最终演示发布的良好效果,请尽量言简意赅的阐述观点。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor压缩空气在船舶上的应用:

1.主机的启动、换向;

2.辅机的启动;

3.为气动装置提供气源;

4.为气动工具提供气源;

5.吹洗零部件和滤器。

排气量:单位时间内所排送的相当第一级吸气状态的空气体积。单位:m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor空压机分类:按排气压力分:低压0.2~1.0MPa;中压1~10MPa;高压10~100MPa。按排气量分:微型<1m3/min;小型1~10m3/min;中型10~100m3/min;大型>100m3/min。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor第一节活塞式空压机的工作原理容积式压缩机按结构分为两大类:往复式与旋转式两级活塞式压缩机单级活塞压缩机活塞式压缩机膜片式压缩机旋转叶片式压缩机最长的使用寿命-

----低转速(1460RPM),动件少(轴承与滑片),润滑油在机件间形成保护膜,防止磨损及泄漏,使空压机能够安静有效运作;平时有按规定做例行保养的JAGUAR滑片式空压机,至今使用十万小时以上,依然完好如初,按十万小时相当于每日以十小时运作计算,可长达33年之久。因此,将滑片式空压机比喻为一部终身机器实不为过。滑(叶)片式空压机可以365天连续运转并保证60000小时以上安全运转的空气压缩机1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.转子及机壳间成为压缩空间,当转子开始转动时,空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围,同时停止进气。3.转子不断转动,气密范围变小,空气被压缩。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.凸凹转子及机壳间成为压缩空间,当转子开始转动时,空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围,同时停止进气。3.转子不断转动,气密范围变小,空气被压缩。螺杆式气体压缩机是世界上最先进、紧凑型、坚实、运行平稳,噪音低,是值得信赖的气体压缩机。螺杆式压缩机气路系统:

A

进气过滤器

B

空气进气阀

C

压缩机主机

D

单向阀

E

空气/油分离器

F

最小压力阀

G

后冷却器

H

带自动疏水器的水分离器油路系统:

J

油箱

K

恒温旁通阀

L

油冷却器

M

油过滤器

N

回油阀

O

断油阀冷冻系统:

P

冷冻压缩机

Q

冷凝器

R

热交换器

S

旁通系统

T

空气出口过滤器螺杆式压缩机涡旋式压缩机

涡旋式压缩机是20世纪90年代末期开发并问世的高科技压缩机,由于结构简单、零件少、效率高、可靠性好,尤其是其低噪声、长寿命等诸方面大大优于其它型式的压缩机,已经得到压缩机行业的关注和公认。被誉为“环保型压缩机”。由于涡旋式压缩机的独特设计,使其成为当今世界最节能压缩机。涡旋式压缩机主要运动件涡卷付,只有磨合没有磨损,因而寿命更长,被誉为免维修压缩机。

由于涡旋式压缩机运行平稳、振动小、工作环境安静,又被誉为“超静压缩机”。

涡旋式压缩机零部件少,只有四个运动部件,压缩机工作腔由相运动涡卷付形成多个相互封闭的镰形工作腔,当动涡卷作平动运动时,使镰形工作腔由大变小而达到压缩和排出压缩空气的目的。活塞式空气压缩机的外形第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环(单级压缩)工作循环:4—1—2—34—1吸气过程

1—2压缩过程

2—3排气过程第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环(单级压缩)

压缩分类:绝热压缩:1—2耗功最大等温压缩:1—2''耗功最小多变压缩:1—2'耗功居中功=P×V(PV图上的面积)加强对气缸的冷却,省功、对气缸润滑有益。二、实际工作循环(单级压缩)1.不存在假设条件2.与理论循环不同的原因:1)余隙容积Vc的影响Vc不利的影响—残存的气体在活塞回行时,发生膨胀,使实际吸气行程(容积)减小。Vc有利的好处—

(1)形成气垫,利于活塞回行;(2)避免“液击”(空气结露);(3)避免活塞、连杆热膨胀,松动发生相撞。第一节活塞式空压机的工作原理表征Vc的参数—相对容积C、容积系数λv合适的C:低压0.07-0.12

中压0.09-0.14

高压0.11-0.16

λv=0.65—0.901)余隙容积Vc的影响C越大或压力比越高,则λv越小。保证Vc正常的措施:余隙高度见表6-1压铅法—保证要求的气缸垫厚度2.与理论循环不同的原因:二、实际工作循环(单级压缩)第一节活塞式空压机的工作原理2)进排气阀及流道阻力的影响吸气过程压力损失使排气量减少程度,用压力系数λp表示:保证措施:合适的气阀升程及弹簧弹力、管路圆滑畅通、滤器干净。λp

(0.90-0.98)2.与理论循环不同的原因:二、实际工作循环(单级压缩)第一节活塞式空压机的工作原理3)吸气预热的影响由于压缩过程中机件吸热,所以在吸气过程中,机件放热使吸入的气体温度升高,使吸气的比容减小,造成吸气量下降。预热损失用温度系数λt来衡量(0.90-0.95)。保证措施:加强对气缸、气缸盖的冷却,防止水

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