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1、唐山市XX工业区供水工程蓄水池初步设计阶段工程地质勘察报告河北省XX勘测设计研究院2007年08月唐山市XX工业区供水工程蓄水池工程地质勘察报告批 准: 审 定: 审 查: 项目负责人: 校 核: 编 制: 主要参加人员: 河北省XX勘测设计研究院2007年08月勘察证书号：目 录前 言11 地质概况41.1 地形地貌41.2 地层岩性41.3 地质构造51.4 水文地质条件62 工程地质条件102.1 蓄水池工程地质条件102.2 泵站工程地质条件203 主要工程地质问题303.1 软土地基沉降及承载力303.2 砂性土液化303.3 边坡稳定及施工排水344 工程地质评价354.1 蓄水池
2、工程地质评价354.2 泵站工程地质评价365 结 论38附 图01. XX工业区供水工程蓄水池（含加压泵站部分）钻孔平面布置图 CGC-D-0102. XX工业区供水工程蓄水池围堤工程地质剖面图（- 比例尺横1：1000 纵1：200） CGC-D-0203. XX工业区供水工程蓄水池工程地质剖面图（- 比例尺横1：1000 纵1：200） CGC-D-0304. XX工业区供水工程蓄水池工程地质剖面图（- 比例尺横1：1000 纵1：200） CGC-D-0405. XX工业区供水工程泵站工程地质剖面图 （-和- 比例尺横1：200 纵1：500）CGC-D-05前 言XX毗邻京津冀城市群
3、，北距唐山市80km，西距天津市120km，东距秦皇岛市170km。XX工业区供水工程蓄水池是供水工程的重要配套设施，担负着供水工程事故检修时的临时供水和正常运行时的调节任务，对于保障用户水量和提高供水系统保证率有着重要作用。蓄水池位于工业园区内，南邻首钢工业基地，西侧为华润电厂，东侧200m为通往工业区的通岛公路，该路与京沈、唐津、唐港高速相连，交通十分便利。蓄水池包括蓄水池围堤及防渗系统、加压泵站建筑物等。蓄水池占地19.78hm2，总容积94.6万m3，有效容积90万m3，设计水深7.5m，池底高程0.00m，设计蓄水位7.50m。围堤顶高程8.0m，堤顶宽度4.0m，为混凝土路面，内外
4、坡比1:3.0。加压泵站位于蓄水池南围堤外，厂房平面尺寸(长宽) 32.812.74m，泵站扬程20m，提水流量9万m3/d。2007年1月12日通过项目设计投标，我院承担了唐山市XX工业区供水工程蓄水池的勘测设计任务。根据招标文件和项目任务书要求，本次勘察的目的是查明地基土岩性及其分布，尤其软土层的空间分布以及各土层的物理力学性质，工程区水文地质和工程地质条件，对主要工程地质问题进行分析和评价，为工程设计提供地质依据。2007年6月10日至8月16日我院对蓄水池和泵站进行了地质勘察，现场采取了原状样、扰动样、地表水和地下水样，进行了标准贯入试验。针对工程区地层岩性特点，现场还进行了静力触探、
5、十字板剪切试验等原位测试。室内进行了常规土工试验、三轴固结不排水剪、三轴不固结不排水剪、无侧限抗压强度、有机质含量、灵敏度和水质分析等试验。本次勘察共完成各类勘探孔28个，总进尺1007.6m。其中蓄水池完成钻孔13个，进尺471.6m；泵站钻孔5个，进尺260m；场区原位测试孔10个，进尺276m。钻孔平面布置见附图CGC-D-01。勘察工作量见表0.1。表0.1 地质勘察工作量表项 目工作内容单 位工作量钻探蓄水池钻孔进尺/孔数m/孔471.6/13泵站钻孔进尺/孔数m/孔260/5静力触探进尺/孔数m/孔151/5十字板剪切进尺/孔数m/孔125/5取原状样组296取扰动样组52标贯试验
6、次367取水样组3室内试验颗粒分析组290常规试验组284饱和快剪组93饱和固结快剪组34三轴固结不排水剪CU组6三轴不固结不排水剪UU组50.8MPa高压固结组570.4MPa中压固结组210.2MPa常规压缩组79渗透试验组55无侧限抗压强度组6有机质含量组5灵敏度组9水质分析组3备 注本次勘探总进尺1007.6m，采用套管加泥浆护壁钻探工艺。在外业勘察、室内试验及报告编制过程中依据的规程规范主要有：水利水电工程地质勘察规范（GB50287-99）中小型水利水电工程地质勘察规范（SL55-2005）建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）水利水电工程钻探规程（SL291-2003）
7、堤防工程地质勘察规程（SL188-2005）建筑抗震设计规范（GB50011-2001）中国地震动参数区划图（GB18306-2001）土工试验规程（SL237-1999）水利水电工程制图标准-勘测图（SL73.3-95）港口工程地质勘察规范（JTJ240-97）水利水电工程天然建筑材料勘察规程（SL251-2000）河北省建筑地基承载力技术规程（试行DB13（J）/T48-2005）资料整理过程中还参阅了河北省北京市天津市区域地质志、工程地质手册（第四版）等有关资料。本报告中细粒土的定名采用堤防工程地质勘察规程（SL188-2005）中附录A三角坐标分类法，粗粒土的定名采用建筑地基基础设计规
8、范（GB50007-2002）中的相关规定。通过勘察基本查明了工程区地层岩性及其分布情况，建筑物地基工程地质和水文地质条件，对主要工程地质问题进行了分析和评价，为工程设计提供了物理力学参数，达到了预期目的。1 地质概况1.1 地形地貌蓄水池地处XX岛的西北侧、通岛公路西侧约200m处，属唐海县海域。地貌上位于滦河三角洲前缘与滨海浅滩的交接地带。XX开发区对整个岛屿进行了扩建和开发，吹填造地工程仍在延续，蓄水池场地吹填是其中的一部分工程。现地势平坦开阔，地面高程4.184.76m，人工吹填土厚度3.34.2m。1.2 地层岩性在勘探深度范围内，根据区域地质资料及本次勘察成果，工程区内分布的地层岩
9、性由老至新依次为：第四系上更新统海相沉积（mQ3）的粘土、壤土；第四系上更新统陆相沉积（alQ3）的壤土、砂壤土、粉砂；第四系全新统海相沉积（mQ4）的壤土、淤泥质壤土、砂壤土、粉砂；第四系全新统人工吹填土（mlQ4），岩性为砂壤土和粉砂的混合土。地层岩性分布见附图CGC-D-02CGC-D-05。1.2.1第四系上更新统海相沉积（mQ3）粘土：浅灰色，硬塑，土质不均，局部与粉砂互层，分布在高程-44.45m以下，埋深48.7m，揭露厚度1.3m。壤土：灰色，硬塑，含贝壳碎屑及锈斑，切面光滑，韧性好。局部夹粉砂微薄层，分布在高程-43.79m以下，埋深48.048.4m，揭露最大厚度11.6m
10、。1.2.2第四系上更新统陆相沉积（alQ3）壤土：黄褐色或褐黄色，湿，硬塑，切面光滑，粘性中强，韧性较好，局部夹灰色条纹及锈斑，偶含贝壳碎屑，局部夹粉砂或粉土薄层，分布在高程-23.78-41.53m范围，层厚1.312.7m，平均厚度6.43m。砂壤土：褐黄色，饱和，中密，含贝壳碎屑，分布在高程-23.54-44.45m范围，层厚0.75.8m，平均厚度2.25m。粉砂：褐黄色，饱和，密实，含锈斑及云母片，上部砂质不纯净，下部较纯净，局部夹粘性土，分布在高程-31.39-44.16m范围，层厚1.33.8m，平均厚度2.3m。1.2.3第四系全新统海相沉积（mQ4）淤泥质壤土：褐灰色，饱和
11、，流塑软塑，局部可塑。土质不均，局部夹粉砂或粉土，含较多贝壳碎屑。主要分布于吹填砂以下即原海底表面和海相沉积粉砂层以下。分布高程1.16-23.95m，层厚0.912.5m，平均厚度5.45m。壤土：灰色，湿，软塑，切面有光泽，土质不均，夹薄层粉砂或粉土，局部呈薄层互层状，含贝壳碎屑。分布在高程0.96-30.79m范围，层厚0.518.4m，平均厚度6.27m。砂壤土：灰色，饱和，稍密，切面粗糙，含贝壳碎屑，偶见有机质，局部夹粉砂，分布在高程0.43-28.27m范围，层厚1.66.0m，平均厚度3.4m。粉砂：浅灰色，饱和，中密密实，砂质较纯，成分以石英长石为主，含云母及贝壳碎屑，局部夹粉
12、土或壤土，分布在高程1.23-25.59m范围，层厚0.97.7m，平均厚度4.5m。1.2.4第四系全新统人工填土（mlQ4）人工吹填土：为砂壤土和粉砂的混合土，土质不均，以砂壤土为主，夹杂粉砂，局部夹薄层淤泥质土。浅灰色，湿饱和，松散，含少量贝壳碎屑及云母，分布高程范围4.760.05m，层厚3.34.2m，平均厚度3.73m。1.3 地质构造根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001），工程区地震动峰值加速度0.15g，相当于地震基本烈度度。根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001），综合分析场地类别为类，工程区设计地震分组为第一组。1976年7月28日唐山7.8级地震，震
13、中距场区约80km，影响到场区的烈度为度。根据京唐港XX区地震安全性评价报告(河北省工程地震勘察研究院2001年2月)，在区域地质构造上，场地区位于黄骅拗陷和抚宁隆起的交接地段。近场区8km范围内无中强地震记载。1.4 水文地质条件本地区属暖温带滨海半湿润大陆性季风气候，四季分明。冬季多北风，寒冷干燥；夏季多偏南风，炎热潮湿。一月份平均气温-6.3，七月份平均气温25.3，降水多集中在每年的六至八月份，多年平均降水量650.2mm。冻土深度约6080cm。勘察期间，地表坑洼处有少量积水，应为吹填未消散海水与降水的混合水。经取样分析，地表水化学类型为ClNa，全硬度4832.26mg/L，矿化度
14、24.2g/L，为高矿化水（盐水）。地下水为吹填未消散海水，水位埋深0.50.9m，水位高程3.414.06m。经取样分析，地下水化学类型为ClNa，全硬度5811.15920.2mg/L，矿化度27.834.4g/L，为高矿化水（盐水）。水化学分析结果见表1.4.1。根据水利水电工程勘察规范（GB50287-99）判定：地表水对普通水泥有硫酸盐型强腐蚀性，对抗硫酸盐水泥无腐蚀性。地下水对普通水泥有硫酸镁型弱腐蚀、硫酸盐型强腐蚀性，对抗硫酸盐水泥无腐蚀性（详见表1.4.2）。根据岩土工程勘察规范（GB50021-2001）评价：地表水、地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋，在长期浸水条件下具有弱腐蚀
15、性，在干湿交替条件下具有强腐蚀性（详见表1.4.3）。地表水、地下水对钢结构具有中等腐蚀性（详见表1.4.4）。表1.4.1 水化学分析成果表样品编号取样地点取样时间阳 离 子 含 量阴 离 子 含 量K+（mg/L)Na+（mg/L）Ca2+（mg/L)Mg2+（mg/L)Cl-（mg/L）SO-（mg/L）HCOCO（mg/L）（mg/L）(mmol/L)2坑中地表水2007年6月20日286.07165.0413.87922.6412985.341853.34128.962.11310.571BK3孔（地下水）2007年6月20日312.09120.0108.911345.4217547
16、.751505.29268.674.40342.283XK11孔（地下水）2007年6月20日328.010123.5312.221248.5318776.091461.79531.978.718121.14续表1.4.1 水化学分析成果表样品编号硬度 （CaCO3）mg/L游离CO2（mg/L)侵蚀性CO2（mg/L)矿化度（mg/L)PH值库 尔 洛 夫 表 达 式水化学类型总硬度永久硬度暂时硬度24832.264717.68114.582.130.024198.978.08 Cl90CO20.002M24.2 Na75Mg18ClNa15811.45520.63290.772.130.0
17、27780.998.11 Cl93CO20.002M27.8 Na76Mg21ClNa35920.25228.31691.892.130.034417.518.16 Cl92CO20.002M34.4 Na78Mg18ClNa表1.4.2 环境水对混凝土腐蚀性判定表（依据GB50287-99）腐蚀性类型腐蚀性特征判定依据腐蚀性界限指标地表水地下水试验指标腐蚀程度评价试验指标腐蚀程度评价分解类溶出型HCO3-含量（mmol/L）1.07，无腐蚀2.11无腐蚀4.48.72无腐蚀一般酸性型PH6.5，无腐蚀8.08无腐蚀8.118.16无腐蚀碳酸型侵蚀性CO2含量（mg/L）15，无腐蚀0.0无腐
18、蚀0.0无腐蚀分解结晶复合 类硫酸镁型Mg2+含量（mg/L）1000，无腐蚀10001500，弱腐蚀922.64无腐蚀1248.531345.42弱腐蚀结晶类硫酸盐型SO42-含量（mg/L）普通水泥5001000，强腐蚀抗硫酸盐水泥3000，无腐蚀1853.34对普通水泥强腐蚀对抗硫酸盐水泥无腐蚀1461.791505.29对普通水泥强腐蚀对抗硫酸盐水泥无腐蚀表1.4.3 环境水对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性评价表（依据GB50021-2001）水的类别Cl- 含量（mg/L）（试验指标）SO含量（mg/L）（试验指标）折算后Cl- 含量（mg/L）长期浸水干湿交替地表水12985.341
19、853.3413448.68Cl-5000mg/L，弱腐蚀Cl-5000mg/L，强腐蚀BK3孔（地下水）17547.751505.2917924.07Cl-5000mg/L，弱腐蚀Cl-5000mg/L，强腐蚀XK11孔（地下水）18776.091461.7919141.54Cl-5000mg/L，弱腐蚀Cl-5000mg/L，强腐蚀表1.4.4 环境水对钢结构腐蚀性评价表（依据GB50021-2001）水的类别PH值Cl- 含量（mg/L）SO含量（mg/L）（Cl- +SO）含量（mg/L）腐蚀性评价地表水8.0812985.341853.3414838.68PH值311，（Cl- +S
20、O）含量500mg/L中等腐蚀性BK3孔（地下水）8.1117547.751505.2919053.04XK11孔（地下水）8.1618776.091461.7920237.882 工程地质条件2.1 蓄水池工程地质条件2.1.1地质结构在勘探深度范围内，工程区地层由人工吹填砂壤土，第四系全新统海相沉积的壤土、淤泥质壤土、砂壤土、粉砂，第四系上更新统陆相沉积的壤土、砂壤土、粉砂等组成，为多层地质结构。各土层分布情况见附图CGC-D-02CGC-D-04。2.1.2 地基土物理力学性质本次勘探对蓄水池地基土采取了原状样、扰动样、地表水和地下水样，现场进行了标准贯入试验、静力触探、十字板剪切试验等
21、原位测试。室内进行了常规土工试验、三轴固结不排水剪、三轴不固结不排水剪、无侧限抗压强度、有机质含量、灵敏度和水质分析等试验。对各土层的物理力学指标分别进行了分析和统计。在物理力学指标统计过程中，根据规范和工程地质手册中数据统计的规则，首先剔除了离散性较大的数值，然后计算其平均值和标准差，并列出了试验组数和范围值。各土层颗粒分析试验成果统计见表2.1.1。各土层物理力学性质指标统计成果见表2.1.2表2.1.4。原位测试成果统计见表2.1.5表2.1.7。各土层主要物理力学特征如下：（1）人工填土砂壤土：为吹填而成，呈湿饱和状态，较松散，土质不均，平均粘粒含量7.9%，相对密度0.45。天然含水
22、量18.2%28.1%，天然重度19.720.2kN/m3，孔隙比为0.5980.753。渗透系数1.310-49.410-4cm/s，属中等透水。饱和快剪强度c=5.510.6kPa、=15.923.3。实测标贯击数13击。（2）第四系全新统海相沉积层淤泥质壤土：天然含水量25.3%46.3%，天然重度17.819.6kN/m3，孔隙比为0.9011.215，塑性指数11.516.4，液性指数0.911.27。渗透系数7.010-74.510-6cm/s，属极微微透水。饱和快剪强度c=5.522.7kPa，=8.913.5；饱和固结快剪强度c=14.819.8kPa，=15.916.6。三轴
23、不固结不排水cu=9.627.5kPa、u=12.3，三轴固结不排水ccu=10.525.9kPa、cu=1.75.1，c=11.928.5kPa、=2.86.4。压缩系数a1-2=0.380.87MPa-1，具中等高压缩性。实测标贯击数26击。壤土：天然含水量20.5%38.6%，天然重度1820.3kN/m3，孔隙比为0.6410.998，塑性指数9.413.7，液性指数0.221.21。渗透系数8.010-89.510-5cm/s，属极微弱透水。饱和快剪强度c=6.824.9kPa，=9.220.2；饱和固结快剪强度c=10.631.4kPa，=1318.7。压缩系数a1-2=0.330
24、.82MPa-1，具中等高压缩性。标贯实测击数29击。砂壤土：天然含水量19.1%29.8%，天然重度18.920.4kN/m3，孔隙比为0.5780.842，塑性指数7.311.1，液性指数0.271.12。渗透系数9.710-67.510-4cm/s，属微中等透水。饱和快剪强度c=4.812.6kPa，=17.923.7。压缩系数a1-2=0.260.57MPa-1，具中等高压缩性。标贯实测击数412击。粉砂：平均粘粒含量2.9，相对密度0.64，标贯实测击数425击。（3）第四系上更新统冲积层壤土：天然含水量19.6%34.9%，天然重度18.820.5kN/m3，孔隙比为0.5390.
25、937，塑性指数9.513.1，液性指数0.211.0。渗透系数8.710-62.410-5cm/s，属微弱透水。饱和快剪强度c=14.624.6kPa，=13.220.3。压缩系数a1-2=0.210.49MPa-1，具中等压缩性。标贯实测击数916击。砂壤土：天然含水量18.8%20.4%，天然重度20.6kN/m3，孔隙比为0.542，塑性指数9.4，液性指数0.53。饱和快剪强度c=9.515.1kPa，=14.419.2。压缩系数a1-2=0.32MPa-1，具中等压缩性。标贯实测击数920击。粉砂：平均粘粒含量2.8，标贯实测击数2333击。表2.1.1 蓄水池各土层颗粒分析试验成
26、果统计表地层时代岩性统计项目颗 粒 组 成 （）界限粒径d60平均粒径d50中间粒径d30有效粒径d10不均匀系数cu粒 径 大 小 （mm）10.50.50.250.250.0750.0750.050.050.0050.0050.0020.002（mm）（mm）（mm）（mm）ml Q4人工填土（吹填砂壤土）范围值0.22.647.963.28.625.713.220.10.84.74.47.80.123 0.113 0.065 0.00913.7组数101010101010平均值1.256.317.217.62.25.7m Q4壤土范围值02.4364.54.145.416.266.72.
27、112.65.514.60.046 0.030.012 0.00223组数929292929292平均值0.122.215.845.86.59.9砂壤土范围值02.404.926705.930.71056.70.74.12.77.20.1260.107 0.0380.007 18组数25252525252525平均值0.21.750.713.426.12.55.5粉砂范围值0.62.551.672.37.218.712.829.30.21.21.52.80.1360.1270.0770.0168.5组数121212121212平均值1.562.113.120.50.52.4淤泥质壤土范围值00
28、.62.332.25.747.222.965.33.212.37.7160.0410.0260.010.00220.5组数191919191919平均值0.220.71545.17.811.8al Q3壤土范围值04.63.960.24.747.21669.72.17.35.912.80.0670.0440.0180.00322.3组数232323232323平均值0.627.51940.448.6砂壤土范围值0.44.132.4729.517.611.141.50.73.52.86.70.1290.11 0.04 0.00816.1组数777777平均值2.15112.926.22.14.5
29、粉砂范围值1.41.472.372.312.312.311.211.20.60.62.22.20.140.1360.11 0.0334.2组数111111平均值1.472.312.311.20.62.2表2.1.2 蓄水池各土层物理力学指标统计成果表地层时代岩性统计项目含水量重 度孔隙比饱和度液限塑限塑性指数液性指数渗透系数饱和快剪饱和固结快剪压缩模量压缩系数无侧限抗压强度灵敏度天然干eSrWLWPIPILK凝聚力内摩擦角凝聚力内摩擦角Es1-2a1-2ququSt（）（kN/m3）（kN/m3）（）（）（）（cm/s）c（kPa）（o）c（kPa）（o）（MPa）（MPa-1）(kPa)(k
30、Pa)ml Q4人工填土（吹填砂壤土）范围值18.228.119.720.215.416.90.5980.75382.21001.30E-049.40E-045.510.615.923.37.310.70.160.23平均值/组数21.9/919.9/916.3/90.659/990.3/95.40E-04/78.6/718.6/78.8/50.194/5标准差2.9650.2190.5090.0525.3212.97E-042.0032.3811.570.035m Q4壤土范围值20.538.61820.31316.50.6410.99883.510824.838.315.224.69.41
31、3.70.221.218.00E-089.50E-056.824.99.220.210.631.41318.72.45.20.330.8216.933.55.813.82.13平均值/组数29.5/9919.1/9914.8/990.827/6395.5/6330.9/6519.9/6511.1/650.82/652.40E-05/913.3/3813.5/3821.5/715.9/73.5/380.552/3825.2/79.6/52.6/5标准差4.2890.5050.8120.1035.7292.8922.0780.8330.213.51E-054.5133.0666.412.0250.
32、7910.1425.3162.8880.37砂壤土范围值19.129.818.920.414.6170.5780.84284.999.723.530.915.419.87.311.10.271.129.70E-067.50E-044.812.617.923.711.711.716.616.63.26.80.260.5712.912.95.85.82.22.2平均值/组数23.5/2419.8/2416/240.687/1591.7/1526.8/1517.1/159.7/150.66/152.34E-04/109.7/619.6/611.7/116.6/14.8/90.382/912.9/15
33、.8/12.2/1标准差2.8680.3990.6350.0774.5862.0991.2930.9670.2462.79E-043.0062.0881.2140.109淤泥质壤土范围值25.346.317.819.612.415.60.9011.21587.610032.143.320.226.911.516.40.911.277.00E-074.50E-065.522.78.913.514.819.815.916.62.44.60.380.8757.657.6平均值/组数35.7/2418.4/2413.6/241.037/1896.1/1835.7/2023.3/2012.4/201.0
34、8/202.60E-06/212.2/811.5/817.3/216.3/23/140.703/1457.6/1标准差4.2450.40.6780.0683.352.6981.8461.0270.1022.69E-065.8141.8523.5360.4950.6920.152al Q3壤土范围值19.634.918.820.51417.10.5390.93785.810025.535.415.722.99.513.10.2118.70E-062.40E-0514.624.613.220.3191918.318.33.77.70.210.49平均值/组数24.7/2619.9/2616/260
35、.707/1995.2/1929.8/1919/1910.8/190.56/191.42E-05/317.9/616.1/619/118.3/14.9/180.368/18标准差4.7520.5410.9980.1343.3713.5182.4841.0720.2418.48E-063.7242.2981.0270.083砂壤土范围值18.820.420.620.617.117.30.5420.54210010024.824.815.415.49.49.40.530.539.515.114.419.2151514.514.54.94.90.320.32平均值/组数19.6/320.6/317.
36、2/30.542/1100/124.8/115.4/19.4/10.53/112.3/216.8/215/114.5/14.9/10.32/1标准差0.800.13.963.394表2.1.3 蓄水池各土层高压固结试验成果统计表地层时代岩性统计项目孔隙比ei压缩模量ES压缩系数av00.050.10.20.30.40.80.0-0.050.05-0.10.1-0.20.2-0.30.3-0.40.4-0.80.0-0.050.05-0.10.1-0.20.2-0.30.3-0.40.4-0.8 （MPa）（MPa-1）ml Q4人工填土（吹填砂壤土）最小值0.6070.5440.5080.49
37、21.222.247.30.380.260.16最大值0.7150.6960.6830.6674.516.610.721.320.720.23组数5555555555平均值0.6590.620.5980.5792.594.268.770.7680.4360.194m Q4壤土最小值0.774 0.715 0.645 0.588 0.550 0.514 0.70 1.31 2.44 3.76 4.22 0.740 0.560 0.320 0.216 0.194 最大值0.998 0.915 0.901 0.901 0.901 0.901 2.45 3.27 5.72 8.47 9.43 2.860 1.400 0.820 0.531 0.469 组数12 12 12 12 12 12 12 12
