主要依據(jù)：
高速公路采空區(qū)（空洞）勘察設(shè)計與施工治理手冊；
巖土工程勘察規(guī)范；
鐵路工程不良地質(zhì)勘察規(guī)程；
采空區(qū)分類：
按采煤方法與頂板管理方法分類：
1.長壁陷落法采空區(qū)：由長壁大冒頂采煤法形成的采空區(qū)
2.短壁陷落法采空區(qū)：由短壁自由冒頂采煤法形成的采空區(qū)
3.巷柱或房柱式采空區(qū)：由巷柱或房柱式采煤法形成的采空區(qū)
4.條帶法或填充法采空區(qū)：由條帶或填充采煤法形成的采空區(qū)
按采煤深厚比可分為以下幾類：
1.淺層采煤區(qū)：開采深、厚比小于40的采空區(qū)；
2.中深層采空區(qū)：開采深、厚比大于40，但小于200的采空區(qū)；
3.深層采空區(qū)：開采深、厚比等于或大于200的采空區(qū)。
按煤礦采空區(qū)形成和停采的時間分類：
可以分為新采空區(qū)和老采空區(qū)兩種。
新采空區(qū)是指現(xiàn)采空的采空區(qū)，其地表移動、變形尚未發(fā)生或正在發(fā)生過程中，或位于正在采煤的采區(qū)、采煤工作面近旁的采空區(qū)已放頂，地表移動、變形和移動盆地正在發(fā)生、發(fā)展中。
老采空區(qū)是指已停采閉礦的礦區(qū)或已停采的采空區(qū)，其地表移動、變形和移動盆地等已形成并趨于穩(wěn)定的采空區(qū)。
采空區(qū)地面變形災(zāi)害包括地面塌陷、地面沉降、地面開裂（地裂縫）等?？辈旆秶鷳?yīng)大于地面變形范圍。
1998年5月發(fā)生的臨澧縣衫板鄉(xiāng)石膏礦塌陷，直徑達(dá)47米。
查明老采空區(qū)上覆巖層的穩(wěn)定性,預(yù)測現(xiàn)采空區(qū)和未來采空區(qū)的地表移動和變形特征，對工程場地的適宜性進(jìn)行評價。在此基礎(chǔ)上，提出預(yù)防、整治的對策和方案。
可行性研究勘察階段
該階段應(yīng)以收集資料、工程地質(zhì)調(diào)查、采礦情況調(diào)查為主，輔之以大比例尺航衛(wèi)片解譯，必要時可布置少量勘探工作。其工作內(nèi)容是：
收集礦區(qū)地質(zhì)圖、綜合地質(zhì)柱狀圖、剖面圖、采掘工程平面圖及井上下對照圖、地質(zhì)勘探報告、沉降觀測等有關(guān)資料；
調(diào)查勘察范圍內(nèi)的氣象、水文、地形地貌、地震、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造特征；
調(diào)查勘察區(qū)內(nèi)采空區(qū)(空洞)的分布及開采時間、范圍、深度、采厚、開采方法、采取率、頂板巖性和厚度、頂板管理方法及遠(yuǎn)景開采規(guī)劃；
調(diào)查或收集供水井的抽排水狀況及其對采空區(qū)穩(wěn)定性的影響；
在有條件的地方宜進(jìn)行井下調(diào)查、測量、測繪出采掘工程平面圖，查明采空區(qū)的頂板塌陷及積水情況；
調(diào)查采空區(qū)覆巖破壞、地表陷落、建筑物破壞特征及其與采空區(qū)開采邊界的關(guān)系，劃分出中間區(qū)和邊緣區(qū)；
調(diào)查由于地表塌陷而引起的其他不良地質(zhì)現(xiàn)象類型、分布位置和規(guī)模；
定性或半定量地初步評價采空區(qū)的穩(wěn)定性。
初步設(shè)計勘察階段
本階段勘察應(yīng)以現(xiàn)場地質(zhì)和采礦調(diào)查、測繪和物探工作方法為主，輔之以鉆探工作及簡易水文地質(zhì)觀測試驗，必要時進(jìn)行地表變形觀測。
本階段應(yīng)進(jìn)一步收集地質(zhì)、采礦資料，并通過地質(zhì)調(diào)查、物探、鉆探、沉降觀測、簡易抽水試驗等綜合勘察手段，初步查明采空區(qū)的工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件，采空區(qū)的范圍、埋深、形狀、充填、垮落情況，開采層數(shù)及剩余沉降量、“三帶”界限、地表塌陷等情況，為確定采空區(qū)治理方案提供依據(jù)。
施工圖設(shè)計勘察階段
本階段采空區(qū)(空洞)勘察應(yīng)以鉆探工作為主，輔之以必需的補充物探及調(diào)查測繪工作。工作內(nèi)容：
查明初勘階段尚未查明的工程地質(zhì)問題；
確定采空區(qū)地表變形范圍、變形量大小及其變化規(guī)律，分析采空區(qū)沉降變形發(fā)展趨勢，研究地表變形與采空區(qū)、區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、開采邊界、采煤工作面推進(jìn)方向的關(guān)系，確定其危害程度；
查明采空區(qū)近旁的礦井或供水井的抽排水的時間、水量、水質(zhì)、地下水位變幅和影響半徑及其對采空區(qū)的穩(wěn)定性、治理工程的影響；
修正、完善采空區(qū)及其覆巖的三維地質(zhì)構(gòu)造模型、覆巖破壞的“三帶"界限，核實采空區(qū)的剩余空隙體積；
查清地表塌陷范圍、破壞形式、發(fā)展趨勢；
評價采空區(qū)的穩(wěn)定性，確定采空區(qū)的治理方案；
測繪影響范圍內(nèi)采空區(qū)工程地質(zhì)平面圖(比例尺1：1000—1：2000)及工程地質(zhì)縱、橫斷面(剖面)圖等。
(二) 勘察范圍及深度
在整個采空區(qū)勘察過程中，勘察寬度可視勘察階段、采空區(qū)埋深等具體情況而定。如工程可行性研究階段勘察寬度要大，初步設(shè)計勘察階段寬度適當(dāng)減小，施工圖設(shè)計勘察階段寬度再減小。但各階段勘察工作寬度不能小于公式計算寬度，且應(yīng)考慮到上山、下山方向的差別，因為公式計算的寬度是采空區(qū)影響的最小寬度。一般外延100—500m。
勘探深度，對于單層采空區(qū)，各階段的勘探深度不得小于采空區(qū)底板以下3m；對于多層采空區(qū)，各階段勘探深度不得小于最下層采空區(qū)底板以下3m。
（三）勘查方法的選擇
勘察前，應(yīng)收集研究地質(zhì)資料，全面調(diào)查人類活動的歷史、方式、范圍與強度，以及已產(chǎn)生塌陷的發(fā)育特征，在綜合分析的基礎(chǔ)上合理布置勘察評價工作。
勘察方法采取工程地質(zhì)測繪、工程物探、工程鉆探、室內(nèi)試驗及原位測試、高精度形變觀測。條件許可時應(yīng)開展井下工程地質(zhì)調(diào)查。
01.工程地質(zhì)測繪
工程地質(zhì)調(diào)查與測繪的目的是研究采空區(qū)及其附近的區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、水文地質(zhì)條件、地下采空區(qū)的分布位置、采礦狀況、地面塌陷程度等。調(diào)查所采礦層頂?shù)装宓膸r性、厚度及礦層上覆巖性的組合類型，條件許可時應(yīng)進(jìn)行井下測量工作，繪制采空區(qū)地質(zhì)剖面圖。初步確定工作區(qū)的三維工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)和物探探測范圍。比例尺一般以1：1000—1：2000為宜。
采礦調(diào)查內(nèi)容一覽表
采空區(qū)(空洞)現(xiàn)場勘察內(nèi)容一覽表
采空區(qū)(空洞)地表變形調(diào)查內(nèi)容一覽表
02.工程物探
用于采空區(qū)(空洞)探測的工程物探方法主要有電法勘探（高密度電法和電測深法）、電磁勘探、地震勘探、重力勘探和氡氣勘探。
電法勘探
電法勘探常采用高密度電法和電測深法。高密度電法最適宜的采空區(qū)探測深度范圍是100m以內(nèi)，最大深度不超過150m，采空區(qū)埋深與其直徑的比h／D≤40。影響探測深度的因素：測距的長短；目標(biāo)地質(zhì)體的直徑與深度的比；目標(biāo)體與圍巖電性差異；地電斷層如有高(低)阻屏蔽層；干擾水平大小。
地震勘探
主要用來確定基巖埋深、頂界起伏程度、風(fēng)化程度及厚度；斷層破碎帶的寬度及平面位置，巖體工程地質(zhì)分類、地基改造效果檢查，采空區(qū)和自然溶洞的埋深和形態(tài)等。
常采用的方法有折射波法和面波法。折射法探測地下采空區(qū)(空洞)時，一般可探測表層10～100m深度。當(dāng)采空區(qū)(空洞)的尺寸與折射波的波長接近時，才能較清晰地反映在記錄圖上，即采空區(qū)(空洞)的尺度約接近10m才有反映，小于10m則效果不好，難以探測到。
面波勘探深度與精度：面波勘探對波長的l／2深度內(nèi)有效，對一般的土層有效深度約為40～50m。在基巖埋深較淺的地方可以更深，約100m。精度上，只要采空區(qū)(空洞)尺寸不小于其埋深的1／10，便可以探測出來，精度范圍一般可控制在±5％之內(nèi)。
電磁勘探
電磁勘探包括了瞬變電磁勘探、地質(zhì)雷達(dá)和井間無線電透視(井間CT)等。其中以瞬變電磁法和地質(zhì)雷達(dá)較為常用。瞬變電磁法相對于其他探測方法而言，對地層的分辨能力強，受地形小，在劃分地層、確定電性參數(shù)、礦體及采空區(qū)空間位置和產(chǎn)狀等方面有其獨特的優(yōu)越性。
微重力勘探
微重力勘探，用于探測埋藏淺、范圍小的地質(zhì)體或小構(gòu)造。對地下100m以內(nèi)洞穴的探測，可以較準(zhǔn)確地確定其平面位置，而埋深可以用重力反演方法得到。由于受采空區(qū)(空洞)的幾何尺寸、充填物及埋藏深度的制約，重力異常的量值一般在幾十微伽以內(nèi)，因此，只能用高精度的微重力勘探方法探測。一般在勘察區(qū)內(nèi)以5m×5m的間距布點。
氡氣勘探
氡射氣探測可指示斷裂構(gòu)造、地裂縫、巷道的展示方向，以及地下隱伏采空區(qū)(空洞)分布范圍。
優(yōu)點：不受電、磁、聲干擾；受地形結(jié)構(gòu)、地貌障礙影響小；施工簡便，靈敏度高，成本低；儀器輕便，工作靈活，工效高。
不足：氡運移受斷裂、裂隙控制，隨斷裂及裂隙的變化而變化，因此，其異常不能準(zhǔn)確反映地下空洞的平面位置，只能夠概略地反映輪廓，屬于定性測量。另外，測氡作業(yè)還受降水、季節(jié)等因素的影響。
在進(jìn)行物探工作時要注意以下幾點：
工程物探成果判釋時應(yīng)考慮其多解性，區(qū)分有用信號與干擾信號。
應(yīng)采用多種物探方法探測，進(jìn)行綜合判釋。在物探工作前，應(yīng)在條件類似的已知采空區(qū)地表進(jìn)行物探方法有效性現(xiàn)場試驗，確定該地區(qū)的物探方法及其最佳組合。
要有已知的物探參數(shù)或一定數(shù)量的鉆孔
工程地質(zhì)、巖土工程和工程物探技術(shù)人員要密切配合，共同選擇物探方法，制定探測方案，分析解釋物探成果。
03.工程鉆探
目的是對地質(zhì)測繪、采礦區(qū)調(diào)查資料及采空區(qū)地球物理探測成果進(jìn)行驗證和控制。
以查明工作區(qū)地層結(jié)構(gòu)；
地下采空區(qū)的埋深、厚度、頂、底板巖性；
查明采空區(qū)引起的垮落帶、裂隙帶和彎曲帶的埋深、具體高度和發(fā)育狀況；查明地下水的埋深及其對混凝土的侵蝕性；
采集巖、土樣品，測試巖土物理力學(xué)性質(zhì)，特別是采空區(qū)頂板及上覆巖層的巖性及其物理力學(xué)性質(zhì)，進(jìn)行空洞、采空區(qū)發(fā)展演化分析；
進(jìn)行必要的原位測試及壓水注漿試驗，測試基巖物理力學(xué)性質(zhì)、裂隙發(fā)育及風(fēng)化程度；利用鉆孔進(jìn)行井中物探，如彈性波CT等探測工作。
鉆探位置的確定方法：
根據(jù)工程地質(zhì)測繪資料、物探異常、形變觀測資料確定。如形變沉降中心可能是空洞及采空區(qū)的位置，可布鉆孔驗證。在確定鉆孔位置時，必須對地質(zhì)、物探等各種資料進(jìn)行綜合分析，以提高驗證鉆孔的命中率，減少鉆孔數(shù)量。
各勘察階段鉆孔布置
可行性研究階段：一般不進(jìn)行鉆探，應(yīng)盡可能收集已有的鉆孔資料，加以鑒別利用。若無現(xiàn)成資料，可布置1～2個鉆孔。
初勘階段：為了初步判明下伏采空區(qū)(空洞)及其三帶，同時查明采空區(qū)(空洞)控制性地層單元及巖土性質(zhì)，鉆孔原則上布置在地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層變化大且有代表性的地段。
初勘階段鉆孔間距表
詳勘階段：詳細(xì)查明采空區(qū)(空洞)及其三帶分布情況，以及由于采空區(qū)的影響，造成的地層結(jié)構(gòu)破壞及巖土工程性質(zhì)變化，為施工圖設(shè)計及防護(hù)工程施工圖設(shè)計提供地質(zhì)依據(jù)。
詳勘階段鉆孔間距表
鉆探地質(zhì)描述除滿足一般工程地質(zhì)地層描述的要求外，還應(yīng)重點注意采空區(qū)及其三帶的描述。將鉆孔資料與物探資料進(jìn)行對比分析，以確定采空區(qū)的范圍、埋藏深度，劃分“三帶”界面。
采空區(qū)鉆探現(xiàn)場描述要點與三帶識別標(biāo)志
04.室內(nèi)試驗
室內(nèi)試驗，無論埋深多少，都必須對采空區(qū)的頂板取樣，確定其物理力學(xué)性質(zhì)。當(dāng)采空區(qū)(空洞)埋深小于50m時，對每個孔內(nèi)巖石力學(xué)性質(zhì)相接近的巖層，如砂巖、灰?guī)r、砂質(zhì)頁巖、泥巖等均應(yīng)采取試樣。取樣位置原則上以深度相接近、巖性一致或接近的巖層作為一組。
巖石樣品的試驗項目通常有：
相對密度、重力密度、孔隙率、吸水率、飽和吸水率、抗壓強度(干抗壓強度，濕抗壓強度)、變形模量、泊松比、抗剪強度(內(nèi)摩擦角、粘聚力)、彈性波速等。
土樣的室內(nèi)試驗項目通常有：
相對密度、重力密度、天然含水量、壓縮系數(shù)(壓縮模量)、抗剪強度(內(nèi)摩擦角、粘聚力)等。其中，抗剪強度根據(jù)工程實際需要，可分為慢剪、快剪、固結(jié)快剪等。土的物理力學(xué)性質(zhì)測試數(shù)據(jù)除用作施工圖設(shè)計外，還應(yīng)提供土的工程性能指標(biāo)，以便作為治理工程的填料。
05.原位測試
選擇與地下采空空洞的治理有關(guān)的試驗項目開展。如旁壓儀試驗、縱波速度和橫波速度的測試、注水試驗、壓水試驗和灌漿試驗等。用于測定巖體的變形模量和強度參數(shù)，判別巖層的完整性，場地巖土類型的劃分，測定采空垮落帶、導(dǎo)水裂隙帶和彎曲變形帶的發(fā)育程度及風(fēng)化狀況。
采空區(qū)地表變形觀測
確定了采空區(qū)范圍之后，為判斷下伏采空區(qū)(空洞)對地表建筑物的影響，測定地表變形速率及形變特征需布設(shè)高精度水準(zhǔn)觀測網(wǎng)和高精度水平形變觀測網(wǎng)，以定量評價下伏采空區(qū)(空洞)的穩(wěn)定性。
觀測點的布置及觀測周期：
觀測線應(yīng)綜合考慮礦層走向、開采方法及上覆地層產(chǎn)狀，并平行或垂直礦層方向呈“十字型”布設(shè)，其長度應(yīng)超過移動盆地的范圍。觀測線上觀測點應(yīng)等間距布置。在觀測地表變形的同時，應(yīng)觀測地表裂縫、陷坑、臺階的發(fā)展和建筑物的變形情況。
觀測線上觀測點布置間距參考值
觀測周期可根據(jù)地表變形速度按下式計算：
式中：
t——觀測周期（月）；
n——水準(zhǔn)測量平均誤差(mm)；
s——地表變形的月下沉量(mm／月)；
k——系數(shù)(一般取2～3)。
地表觀測應(yīng)在工程可行性研究階段布設(shè)，若可行性研究階段無法確定線路位置，可在可行性研究階段后期或初步設(shè)計階段前布設(shè)。
控制性觀測點應(yīng)選擇在采空區(qū)以外的穩(wěn)定區(qū)，觀測點標(biāo)志要醒目，便于識別和保護(hù)，觀測點不得少于3個；控制性觀測樁應(yīng)保護(hù)到采空區(qū)治理工程竣工后一年，以便于統(tǒng)一、連續(xù)地監(jiān)測采空區(qū)的地表變化量。
地面變形觀測的精度要求：
垂直位移測量中變形點的高程誤差為±1.0mm，相鄰變形點的高差誤差為±0.5mm，水平位移測量中變形點的點位誤差為±6.0mm。
觀測資料整理：
繪制下沉曲線、下沉等值線圖、水平變形分布圖等。
根據(jù)地表變形量結(jié)合工程允許地表變形值進(jìn)行分區(qū)，劃分出對工程具有不同危害程度的區(qū)域。
計算地表變形特征值，包括最大沉降值、最大傾斜值、最大豎曲率值、最大水平移動值、最大水平變形值等。計算方法按“建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程”執(zhí)行。
(四) 工程巖體基本質(zhì)量分級
巖體基本質(zhì)量由巖石堅硬程度和巖體完整程度所決定。應(yīng)把巖體基本質(zhì)量的定性特征和巖體基本質(zhì)量指標(biāo)(BQ)兩者相結(jié)合。參照《工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)》劃分。
巖體基本質(zhì)量分級
(五) 采空區(qū)場地適宜性評價
采空區(qū)場地的建筑適宜性評價應(yīng)根據(jù)開采情況，地表移動盆地特征和地表移動，變形的大小劃分為不宜建筑場地，相對穩(wěn)定場地，可以建筑場地，并應(yīng)符合下列條件：
下列地段不宜作為建筑場地：
在開采過程中可能出現(xiàn)非連續(xù)變形的地段;地表移動活躍的地段;特厚煤層（礦層）和傾角大于55°的厚煤層（礦層）露天地段;由于地表移動和變形引起邊坡失穩(wěn)和山崖崩塌的地段;地下水位埋深小于建筑物可能下沉量與基礎(chǔ)埋深之和的地段;地表傾斜大于10mm／m或地表水平變形大于6mm／m的地段。
下列地段作為建筑場地時，應(yīng)評價其適宜性:
采深采厚比小于30的地段。
采深小，上覆巖層極堅硬并采用非正規(guī)開采方法的地段。
地表傾斜為3～10mm／m，地表曲率為0.2×10－3～0.6×10－3m或地表水平變形為2～6mm/m的地段。
礦山采空區(qū)地面塌陷、沉陷的預(yù)測,要考慮地表移動持續(xù)時間，判定是否穩(wěn)定。
T=7+2H/C
T—地表移動持續(xù)時間，H—礦層埋深，C—工作面推進(jìn)速度（m/月）或T=2.5H
經(jīng)驗：開采深度為100—200m，T=1—2年，開采深度200—400m,T=2—3年。一般10年后，地表處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。
(六) 小窯采空區(qū)的勘察和穩(wěn)定性評價
1.地表變形特征
小窯采空區(qū)一般采空范圍較窄，開采深度淺，采空區(qū)一般分布無規(guī)律或呈網(wǎng)格狀，大多不支撐或臨時支撐，任其自由塌落，其變形特征：
由于采空區(qū)范圍較窄，地表不出現(xiàn)移動盆地，但由于開采深度淺，頂板又任其自由塌落，故地表變形劇烈，多產(chǎn)生較大裂縫，陷坑。
地表裂縫分布常與開采工作面的推進(jìn)方向平行，并隨開采工作面的推進(jìn)，裂縫不斷向前發(fā)展。
2.任務(wù)
礦層的分布范圍，開采和停采時間，開采深度、厚度和開采方法，主巷道的位置、大小和塌落、支撐、回填、充水情況，以及開采計劃和規(guī)劃等。
地表陷坑、裂縫的位置、外形大小、深度、延伸方向及其與采空區(qū)和地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系。
采空區(qū)四周的工農(nóng)業(yè)抽水等人類工程活動對采空區(qū)的影響。
3.勘察方法
小窯采空區(qū)勘察工作通過收集資料，調(diào)查訪問和物探工作，配以適量的鉆探工作。
4.場地穩(wěn)定性評價及處理措施
地表產(chǎn)生裂縫和塌陷地段，屬于不穩(wěn)定地段，不適于建筑。在四周建筑時，需有一定的安全距離，安全距離的大小視建筑物的性質(zhì)而定，一般應(yīng)大于5～15m。
?。ㄆ撸?治理方案選擇
首先要根據(jù)工程的重要性、對沉降變形的要求等來確定你的處治方案。
采空區(qū)治理的方法主要是充填法，充填的材料選擇、工藝選擇都是根據(jù)工程對變形的要求來選擇。
采空區(qū)治理，重在充填，至于對充填體強度則要求不高，無論你充填砂子、粉煤灰、粘土、還是水泥漿，效果差別不大。這樣處理的結(jié)果，采空區(qū)仍然還會有少量的沉降，因為你實際上不可能將空洞完全充填，加上開采時已經(jīng)產(chǎn)生了部分變形，這樣，治理后仍然會出現(xiàn)少量沉降。
對于一些一般的工程基本可以滿足對變形的要求，而對于重要的工程、大橋等則不能滿足對變形的要求，要盡量避繞采空區(qū)。
（八） 采空區(qū)勘察報告編寫要求
報告文字部分應(yīng)包括下列內(nèi)容：
闡述勘察工作概況，包括勘察的依據(jù)、目的、任務(wù)、勘察的時間、方法、過程及工作量；
論述場地的自然地理概況，包括地理位置、地形地貌、水文、交通、氣候；
介紹區(qū)域地質(zhì)概況，包括地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、地震烈度；
介紹各采空區(qū)綜合勘察成果，包括工程地質(zhì)調(diào)查成果、物探、鉆探成果及沉降觀測成果，確定采空區(qū)影響范圍及采空區(qū)采煤的層數(shù)、采厚、頂板巖性、開采時間、采出率、開采方法、頂板管理方法、塌陷狀況等基本特征；
采空區(qū)剩余空隙體積估算及評價采空區(qū)的危害性；
論述采空區(qū)地面變形特征，計算剩余沉降量，預(yù)測變形的發(fā)展趨勢，評價工程場地的穩(wěn)定性；
提出采空區(qū)治理方案的建議；
勘察工作的結(jié)論、建議及存在的問題。
圖表部分包括下列內(nèi)容：
采空區(qū)工程地質(zhì)平面圖(比例尺1：1000～1：2000)；
采空區(qū)地段線狀工程地質(zhì)縱斷面圖、橫斷面圖；
采空塌陷區(qū)分布圖(含地面塌陷坑、塌陷槽、裂縫)；
地表沉降(下沉)等值線圖，比例尺1：1000～1：2000；
采空區(qū)剩余空隙體積估算表；
鉆孔柱狀圖；
簡易水文地質(zhì)觀測成果；
巖石試驗成果報告；
水質(zhì)分析報告。
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