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盾构法施工作为一种新型隧道工法,因其先进的施工工艺和不断完善的施工技术,使得其在城市地下空间的开发中取得了巨大的成功,并被越来越多地应用于城市地铁、越江通道以及地下管线等隧道工程的建设中。与此同时,由于其高昂的造价,使得这种工法的进一步推广受到限制。文章在分析了国内外众多工程实例的基础上,研究了盾构法隧道的成本构成,并结合现有的技术水平,从管片和衬砌、盾构机器设备、竖井建造和高速化施工等四个主要方面论述了如何进行成本缩减,从而达到降低工程造价、更好地指导设计与施工的目的。1引言在现代城市建设中,地下空间的开发利用已成为一个重要的组成部分。而盾构法隧道,由于其先进的施工工艺和不断完善的施工技术,使得其在城市地下空间的开发中取得了巨大的成功,并被越来越多地应用于城市地铁、上下水道以及地下共同沟等隧道工程建设中。在我国的各大主要城市,如上海、北京、深圳、广州和南京等地,已建和在建的地铁隧道大都采用盾构法施工。但是,一方面伴随着各主要城市为解决制约城市经济发展的交通瓶颈问题,对发展地下轨道交通有着较大的需求,另一方面,采用盾构法施工的隧道,从工程造价上来看是非常昂贵的,这在一定程度上制约了城市地下空间的开发和利用。因此,如何合理地控制盾构隧道的建设成本、降低工程造价,已成为当前地下空间开发必须认真研究的课题。目前,这一研究工作已取得阶段性成果,如日本建设省制定了“降低土木工程造价的指导方针”[1],要求从设计阶段开始就采取缩小结构物断面、结构物形状单纯化、构件预制化、材料规格化和标准化以及施工技术标准化等5大措施。关宝树[1]总结了影响地下铁道造价的主要因素,并指出降低建设费主要应从以下三个方面入手:降低车辆等设备购置费、降低运营管理费,以及降低作为基础设施的土建工程的费用。张凤祥[2]等人基于当前我国盾构技术发展的现状和特点,提出了今后我国盾构技术开发的方向:降低成本、提高质量、施工高速化、使用寿命长等,即通过机械化、智能化、信息化、设计规范化、新材料和新工艺的采用等几个方面来实现。[3]等人提出了增加盾构隧道管片宽度,提高经济效益,从而降低成本的措施。最近,日本和中国[4][5]都在开展预应力高强管片的应用研究,由于这种管片省去了接头螺栓和二次衬砌,使得盾构隧道的外径缩小,从而降低总的建设费用。本文在分析了盾构法隧道成本构成的基础上,总结了国内外众多的施工业绩,并结合现有的技术水平,从设计和施工技术的角度论述了如何进行成本缩减,从而达到降低工程造价的目的。2盾构隧道的成本构成表1是对中、日两国盾构隧道建设成本的构成分析[7],从中我们可以看出各主要项目在整个隧道建设成本中所占的比例。并且,还可发现构成费用的主体主要有这几大项:管片衬砌、机器设备、废土运输处理及竖井建造的防护费用。因此,本文对成本缩减研究的重点也在于此。3盾构隧道的成本缩减研究管片和衬砌的成本缩减合理的设计方法盾构隧道的设计主要是针对管片和衬砌的设计,而目前应用较多的就是惯用设计法。惯用设计法是一种不考虑管片接头刚度降低而将其视作刚度均匀的圆环的设计方法,计算时假定土体随管片环的变形而产生地基反力。这种设计法由于没有考虑管片接头刚度的降低,因而计算出的结果相对来说要偏高。而梁—弹簧模型法[6]则是将管片环模拟为梁的构架(直梁或曲梁),用旋转弹簧和剪切弹簧分别模拟管片接头和环间接头,将其弹性性能用有限元法进行构架分析,计算截面力。据认为,这种计算法是一种解释管片环承载机理的有效方法。在某高速公路隧道的设计中,应用梁—弹簧模型法计算出的管片厚度为40~45cm,而采用惯用设计法计算出的则为50~65cm。可见,使用前者可以提高计算的精度,降低的管片厚度,一方面使得隧道断面缩小,另一方面则降低了制造费用。二次衬砌的省略盾构施工法中施作二次衬砌的作用在于:防腐、放水、防火、隧道内表面光滑、管片拼装蛇行修正以及隧道衬砌的补强作用。在确保衬砌强度和结构安全性的条件下,二次衬砌的省略,其优点主要有以下几点:(1)由于二次衬砌的省略,直接导致成本的降低;(2)由于二次衬砌的省略,工期得以缩短;(3)由于掘削断面的缩小,排出的弃土将会减少,从而使得机器设备、始发及到达竖井等的规模缩小。增加管片宽度通过增加管片的宽度,则沿隧道纵向管片接头的数目可以减少,从而管片的生产费用就会降低;在隧道长度不变的情况下,增加管片宽度,组装次数减少,日推进量增加,工期可以缩短;增加管片宽度,相应减少了隧道的环缝数量,不仅改善隧道的防水状况,而且还减少了接缝止水材料以及连接件的投资。但是,管片宽度的增加可能会出现这样的问题:由于管片环接头螺栓处产生的剪切力的作用,导致管片弯曲应力增加,并且主要集中于管片断面的边缘部位。对此,[3]提出将加宽后的管片按错缝拼装使其具有很高的强度,以此来保证隧道的结构安全;另外,采取高强连接接头、管片边缘部位钢筋加密以及等分布置管片等措施,能很好的消除接头部位的应力集中。预应力高强管片的使用这是一种新型的盾构隧道用管片,其作法是将在工厂制作的混凝土管片在盾构机后方组装成一个环,并将预应力钢绞线插入预先埋设在管片内的套管中进行张拉和锚固,从而形成一个预应力管片环,并具有无裂缝,以及真圆性、止水性、耐久性等均好的特点。使用这种结构的优点在于:(1)由于省去了二次衬砌和减小了构件厚度,使盾构隧道的外径缩小,这样可以降低总的建设费用。(2)由于省去了管片之间、环之间的接头螺栓类,提高了施工性,有利于缩短工期。此外,由于接头部分省去了螺栓等金属物件,使得管片钢筋配置简单化。(3)不使金属物件露在表面,不仅提高了止水性也使内表面相对平滑,这对省去二次衬砌也具有很好的适应性。机器设备的成本缩减合理的盾构机选型盾构机选型主要包括:盾构类型的选择,如泥水式还是土压式;盾构机具体结构的选择,如刀盘形式、刀头配置、开口位置及开口率、推进千斤顶的推进行程等。盾构机选型不仅直接关系到设备的购置费,更与造价的合理性有关。不合理的选型,一方面会因为设备的预留储备过多,设备的利用率低,从而造成设备购置费用占整个工程造价的比重过高,形成不必要的浪费;另一方面,如果所选盾构不具有很好的地层适应性,不仅会造成高能耗低产出,而且会造成工期的延误,从而最终导致工程造价的剧增。因此,合理而科学的盾构选型应结合拟建隧道的功能、总长度、埋深、地质条件、沿线地面建筑物、地下构筑物和管线等环境条件,以及对地表变形的控制要求等做综合的分析后决定,从而使得所选盾构产生最大的费效比。特种盾构机的使用[7](1)适应长距离掘进的盾构机盾构掘进的长距离化,一方面有助于减少同时施工的盾构机台数,另一方面也有利于减少中间连接竖井的数量和进出洞时的地层改良次数,从而达到降低工程造价的目的。(2)适应断面形状变化的盾构机地铁隧道大多是圆形的,在地铁建设过程中,往往会遇到两种不同断面形状的隧道在地中结合的情况(如地铁车站等处)。通常,都是在断面变化处建造竖井,并分别采用不同断面形状的盾构机来施工。无论是不同断面形状的盾构机的使用,还是中间连接竖井的建造,都势必造成整个施工成本的高涨。因此,应对的措施是采用断面形状可伸缩变化的特种盾构机。举例来说,就是当遇到地铁隧道与车站相连的情况时,在相邻车站间的隧道采用圆形盾构,而到达车站时,则两翼展开成三圆盾构进行车站的掘进;当遇到断面直径由大突变至小的情况,宜采用母子盾构机,并在变径处实现母、子盾构机分离。所有这些情况均只采用一台盾构来施工,而将中间的连接竖井省略掉,从而达到降低造价的目的。高效高能切削刀具的使用为了适应长距离化掘进,对于所选盾构机及其配套设备有如下的要求:(1)尽量减少损耗材料的更换次数这里主要指的是切削刀具和密封材料的更换,减少它们的更换次数,就避免了更多的停工延误时间。同时,为了解决长距离推进过程中刀具的更换问题,一些制造厂商开始研制可在常压下能够随时安全、快速进行刀具更换的盾构机。最近,日本三菱重工与石川岛播磨重工已联合研制成功了一种新型盾构机,其刀盘采用“球体”技术,可旋转180°后,在大气压下更换刀具。(2)切削刀具耐久性的提高耐久性的提高,主要有赖于刀盘、刀具材质的提高(如在刀具上镶嵌超硬合金刀头,对刀头磨损有明显的减轻);刀盘和刀具形状的合理选择;以及各种切削刀头的合理布置。此外,刀头的大型化也是提高耐磨性的必要手段之一。(3)施工材料和掘削土砂运输的高效化长距离掘进,由于减少了中间竖井数,则运输距离相对延长。因此,对材料输送设备提出了新的要求,如设备的大容量化,以及运输的高效化。竖井建造的成本缩减一般来说,地铁隧道的总长度越长,则所需的地中结合竖井也越多。为此,竖井建造费和盾构机进出洞处的地层改良费也就越高。因此,合理地选择竖井数量及其结构形式,将直接关系到成本总量。为了尽量减少竖井建造的成本,可采取的有效措施包括:盾构掘进的长距离化,减少中间竖井的数量;采用特种盾构,使地中分叉、地中变径处的竖井得以省略;在操作空间得以保证的前提下,尽量减少竖井的建造面积。此外,选择合理的施工工法(地下连续墙、SMW工法、沉箱法)和竖井结构形式的选择(矩形、圆形)等也很重要,对此须做详细的技术经济比较。施工高速化高速化施工,可明显缩短工期,有助于降低设备维护费和人工费用,从而有利于总建设成本的降低。为达到高速施工的目的,可采取的措施有:(1)掘进速度的提高:即采取大功率、大容量的设备;(2)管片拼装的高效化:增加管片宽度,减少接头数量;简化接头形式,如改变螺栓式接头为插入式接头;(3)管片拼装和盾构掘进的同时进行;(4)运输高速化:包括运输设备大容量化和运输速度的提高。4结语影响盾构隧道建造成本的因素有很多,如隧道长度、隧道埋深、隧道断面形状、隧道线性条件、盾构穿越地层的地质条件、隧道沿线的环境条件以及障碍物情况等。因此,盾构隧道的成本缩减研究要从多方面着手。本文则是在分析国内外众多工程实例的基础上,研究了盾构法隧道的成本构成,并结合现有的技术水平,从管片和衬砌、盾构机器设备、竖井建造和高速化施工等四个主要方面论述了如何进行成本缩减,从而达到降低工程造价的目的。此外,新技术的开发、新材料和新工艺的应用,正越来越成为降低建设成本的主要对策。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作,提升中标率,您可以点击底部官网客服免费咨询:
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20171(202)盾构下穿高铁技术分析 ■龚国栋 摘 ■铁道第三勘察设计院集团有限公司,天津300251 序号 项目 2mm 3 高低 2mm/测点间距8a (m)10mm/测点间距240a(m)2mm2mm 容许偏差 弦长10m 基线长48a(m)基线长480a(m)缓和曲线上的超高值不包含曲线、 基长3m。包含缓和曲线上由于超 高顺坡所造成的扭曲量。 站台处轨面高程不应低于设计值。 备注 要:随着国家城市轨道交通的发展,其边界条件及外部环境越来越复杂,结 合南京宁句城际关于其区间结构下穿京沪高铁西村隧道的工程实例,探 讨、研究地铁结构下穿高速铁路、城际铁路等敏感建筑物的可行性。 下穿 高铁 隧道 盾构 关键词:区间 宁句城际为南京地铁建随着近年来城市轨道交通的建设和发展, 设规划中一条由中心城区向都市区外围推进,引导沿线开发,承担沿线中心城镇各组团间相互交流的快速客运通道。线路起于马群枢纽,止于句容,全长约。线路于宁句城际麒麟站~东郊小镇站区间下穿京沪高铁,本文通过该工程实例研究地铁区间下穿高速铁路可行性及需要采取的工程措施。1京沪高铁西村隧道 “四纵四横”京沪高铁为全国铁路骨干网的重要组成部分,设计时 速350km/h,现阶段运营时速300km/h。西村隧道全长1686m,隧道位于半径9000m圆曲线上,全长1686m。隧道为单面上坡隧道,坡度分别‰。根据钻孔揭示隧道洞身及隧道下方主要为第四系及燕为3‰、 山晚期侵入花岗斑岩。宁句城际区间下穿段为京沪高铁西村隧道暗挖段。西村隧道采用马蹄形复合式衬砌采,初期支护厚度,二次衬砌厚度断面宽,高,采用C35防水钢筋混凝土衬砌。2宁句城际与京沪高铁位置关系 宁句城际与京沪高铁西村隧道在AK5+040位置相交,平面交角约123°,相交位置位于西村隧道暗挖段。竖向宁句城际与京沪高铁西村隧道净距约,达到2倍洞径 。 5 45 水平扭曲与设计 偏差 610mm 盾构法(TBM)施工控制措施 根据盾构施工过程对京沪高铁西村隧道影响的不同,主要分为以下三个阶段:盾构穿越前、盾构穿越中、盾构穿越后。 盾构穿越前准备工作 5.1 宁句城际与京沪西村隧道位置关系图 3地质资料 该段地表覆土薄,下伏基岩为侏罗系中下统泥质粉砂岩:全风化~ 弱风化。燕山期侵入岩花岗斑岩:全风化~弱风化,在京沪高铁底板10米以下均为弱风化花岗斑岩,隧道围岩分级为Ⅲ~Ⅳ级,岩石可挖性分级为Ⅳ~Ⅴ。地下水为基岩裂隙水,水位在地表以下2~8m,水量不大。 4京沪高铁沉降控制标准 《高速铁路设计规范》根据的正线轨道静态铺设精度标准如下表。 无砟轨道静态铺设精度标准 序号1 项目轨距 容许偏差±1mm1/15002mm 2 轨向 2mm/测点间距8a (m)10mm/测点间距240a(m) 备注 相对于标准轨距1435mm变化率弦长10mm 基线长48a(m)基线长480a(m) 盾构机穿越铁路隧道前主要进行以下准备工作:(1)施工参数优化:在盾构穿越铁路之前的施工过程中,应当及时总结出盾构所穿越地层的地质条件,掌握盾构推进施工参数。(2)机械设备及检查:在盾构进入铁路隧道影响范围之前,对盾构机进行机械设备和压浆管路的检查和维护,保证穿越铁路群过程中不发生机械故障和压浆管路堵塞情况。(3)盾构试推进:将穿越前100m范围定为穿越铁路施工掘进试验段。通过试验段的掘进,调整盾构掘进参数,不断完善施工工艺,将施工后地表变形量控制在最小范围内。(4)提前更换刀具,根据刀具磨损情况,在隧道进入风险区前提前进行换刀作业。5.2盾构推进施工控制重点 (1)加强监测:盾构穿越时,适当加密测点数量。具体可根据实际情况作相应调整。(2)严格控制切口土压力等施工参数。(3)推进速度:保证盾构均衡匀速推进、连续性施工,杜绝盾构停滞,以减少盾构对土体的扰动,减少地表沉降。(4)管片拼装:在管片拼装过程中,应减少拼装的时间,缩短盾构停推的时间,减少土体沉降。(5)同步注浆、二次注浆:严格控制同步注浆量和浆液质量,通过同步注浆及时充填建筑空隙,减少施工过程中的土体变形。(6)壁后跟踪注浆:如果隧道变形和沉降变化量大的,可以根据实际情况在隧道内进行壁后跟踪注浆。5.3盾构穿越后控制措施 (1)形成环箍:在盾尾脱离铁路隧道之后,在两侧的位置通过管片注浆孔进行浆液的压注,使其在管片背后形成两道环箍,有效地防止土体向两侧发生位移,减少盾构施工的后期沉降,环箍采用双液浆。(2)二次补压浆:在盾构推进同步注浆后,土体还可能局部存在一些建筑间隙,存在后期地面变形的隐患。在穿越铁路隧道区域内实行全程二次注浆,并严格控制注入量,采用多点位注浆,避免地面隆起,浆液为水泥浆或水泥水玻璃双液浆。6三维模拟计算分析6.1三维计算 管盾构隧道外径, 片厚,按最不利条件计算,采用一次挖通方案,开挖完成后进行管片支护,管片简化为C50混凝土实体。区间施工首先进行左线施工,待左线完成支护后进行区间右线施工,图示中位移及应力云图选取施工工况最为危险的阶段,即右线开挖完成 开挖位移云图 ·179· 后未进行支护前的阶段 。 大应力P1分别是拉应力,压应力。(3)根据上述理论分析结合地层条件、工程条件和施工影响预测分析,宁句城际地下方案采用盾构(TBM)方式下穿京沪高铁隧道具备技术可行的可能性,但应做好相应的技术准备工作及对可能出现的工程风险做好对应的应急预案。7结语 本文以宁句城际盾构区间下穿京沪高铁为例,阐述了盾构区间下穿高速铁路、城际铁路等敏感建(构)筑物的,设计、施工处理措施,对后续可能出现的类似工程提供了设计、施工思路。参考文献[1]GB50157-2013地铁设计规范[S].[2]TB10621-2014高速铁路设计规范[S]. [3]TB10761-2013/J1535-2013高速铁路工程动态验收技术规范 [S].[4].成都:何川,曾东洋.盾构隧道结构设计及施工对环境的影响[M] 2015.西南交通大学出版社, 工程师。作者简介:龚国栋(1983年生),男,汉族, 开挖应力P1云图 6.2结论 采用盾构法进行下穿隧道施工时,左、右线开挖引起的竖向变形值 有所不同:(1)左线开挖时,隧道顶部最大沉降为,底部隆起最大值为,衬砌施做后,变形有所收敛,但变化不明显;左线支护施做后,衬砌受到竖向最大应力P1分别是拉应力,压应力。(2)右线开挖时,隧道顶部最大沉降为,底部隆起最大值为,衬砌施做后,变形有所收敛;本阶段施工对上部京沪西村隧道影响很小,位移小于。右线支护施做后,衬砌受到竖向最 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 (上接第176页)辆放行。各种工程管线施工时,应与道路施工协调配合。严禁将周围水泥稳定碎石基层下部基础掏空。基层施工完毕后,为保证水泥稳定碎石结构不继续失水,减少干缩裂缝产生,最好在一星期后即喷洒透油层或进行下封层施工,尽早铺筑沥青面层。3结语 水稳碎石基层有着众多的优点,使其在各级公路基层中得到了广泛的应用,通过本文的论述可知,只要在施工过程中适当的控制材料的配合比并且选择适当的施工方法,是可以大幅度提高施工质量的,这样可以更好在各级公路中使用水稳碎石垫层。 (上接第177页)4总结 总而言之,市政路桥施工技术与市政路桥质量有着直接的关系,要更好的实现对市政路桥质量的控制,就要深入分析市政路桥施工技术,本文就重点分析了市政路桥施工技术,希望能够为市政路桥质量控制提供帮助。 参考文献[1]浅析水泥稳定碎石基层裂缝产生原因及防治方法[J].科技信息, 2007.[2].北京林业大高速公路建设期土壤侵蚀及防治措施体系研究[D] 2007.学,作者简介:郑彩义(1978年12月生),本科学历,主要从男,汉族, 事公路工程管理施工工作。 参考文献[1].东方企朱曙光.关于路桥施工的技术及质量控制措施的分析[J] 2014(19).业文化, [2]陈玉平,.中华民张彦.市政路桥施工质量控制与项目管理措施[J] 2014(08).居(下旬刊), [3]李振.路桥施工技术及质量控制措施的分析和研究[J].科技创新 2015(02).与应用,件,施工安装工艺并不十分复杂,施工质量往往容易被忽视,因而致使 部分伸缩缝出现外观粗糙、质量较差甚至发生断裂的问题。随着人们对桥梁行车的舒适性和对结构物的观赏水平要求的不断提高,属于桥梁小部件的伸缩缝施工质量也越来越受重视。因此,加强伸缩缝质量控制,进一步不断探索伸缩缝安装、维修技术,具有十分重要的意义。参考文献[1]《桥梁工程》,邵旭东.人民交通出版社出版的高等学校教材人民交 2007.通出版社, JT/T327-2004.[2]《中华人民共和国交通行业标准》7 结语 虽然在隔震设计的方案比较和选择时,隔震技术对低层和多层建筑比较合适,但是规范对结构基本周期小于1S这条原抗规(GB50011-2001)限制的取消,还是认可了国内外大量高层结构采用隔震技术。注意本文提到的六个方面的建议和措施的加强,经合理设计,高层结构采用隔震技术同样有效,能取得更高要求的安全性和舒适性,同时在经济上也能收到较好的效果。 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 (上接第178页)个焊接连接点,凿除的砼弃渣不要落入到伸缩缝下方的桥墩或桥台的支座上;砼凿除后要认真清理干净基面;凿除砼过程中如发生焊接连接部位损伤的要进行焊接补强;立模时要注意控制模板厚度,太厚操作面小安装困难,太薄强度不足易发生胀模,如用铁丝固定模板,要注意控制铁丝规格,要确保铁丝绑扎牢固,位于位移箱附近模板要注意接缝紧密平顺,防止漏浆;砼浇筑要严格控制配合比,加强振捣,特别是位移箱底部的振捣要特别加强,确保位移箱底部砼饱满不出现空洞和蜂窝现象。4结束语 桥梁伸缩缝与墩台基础、墩台身、支座、上部结构相比,属于小部(上接第58页)过程中对隔震支座的性能提供比较直观的且及时的依据,如隔震支座在使用中或震后外观是否有损坏或不可恢复的变形、隔震沟是否被填充物阻塞、上部结构周围是否有限制其位移的障碍物等,建议对隔震结构制定详细的检查和维护计划,对隔震结构进行定期和不定期的检查、维护。在隔震层楼梯间、电梯间、竖向隔离缝等隔震构造附近或建筑物出入口处,应设置隔震警示标识,提醒业主和其他人员对隔震层构件及隔震构造进行必要维护,明确其在使用过程中不得填充、堆放杂物或有妨碍上部结构水平移动的其他行为等。 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 ·180·
毕业论文基本结构如下: 1、标题: 文章的大纲。每一种文章的标题、风格都是多样的,但无论是哪种形式,都应始终体现作者写作的意图,文章的主旨与整体或不同侧面。毕业
baibaicause 2人参与回答 2023-12-05 毕业论文的结构基本包含前言、本论、结论的三段式:(一)前言前言常常也被称为绪论,毕业论文的前言,在写作上应包括下列内容:1、说明研究这一课题的理由、意义。这一部
叮当木马 2人参与回答 2023-12-10 先发给你一点看看,合适的话加分,论文全文到你邮箱。这篇论文的全称是:柴油机齿轮室盖钻镗专机总体及夹具设计1前言组合机床是根据工件加工要求,以大量通用部件为基础,
金色年华119 3人参与回答 2023-12-12 结构: 1.概念的阐述 2.现状的分析 3.通过对现状的分析找出来问题 4.针对问题分析出来原因 5.针对问题的原因提出策略性的建议
恰恰小资 5人参与回答 2023-12-10 毕业论文的结构基本包含前言、本论、结论的三段式:(一)前言前言常常也被称为绪论,毕业论文的前言,在写作上应包括下列内容:1、说明研究这一课题的理由、意义。这一部
伊斯坦布尔之夜 3人参与回答 2023-12-11