CECS382-2014 水平定向钻法管道穿越工程技术规程.docx

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1、中国工程建设协会标准水平定向体法管道穿越工程技术规程TechnicalspecificationforpipelinecrossingbyhorizontaldirectionaldrillingCECS382:2014主编单位：中国地质大学（武汉）批准单位：中国匚程建设标准化协会施行11期：2015年2月1日中国计划出版社2014北京中国工程建设标准化协会公告第179号关于发布水平定向钻法管道穿越工程技术规程的公告根据中国工程建设标准化协会关于印发2012年第二批工程建设协会标准制订、修订计划的通知（建标协字12012】27号）的要求由中国地质大学（武汉等单位编制的水平定向钻法管道穿越工程技

2、术规程经本协会管道结构委员会组织审杳现批准发布,编号为CECS382:2014自2015年2月1H起魄行.中国工程建设标准化协会二。一四年十月十七日根据中国r程建设标准化协会关于印发2012年第二批工程建设协会标准制订、修订计划的通知乂建标协字C2O121127号）的鬟求，规程编制组经广泛调查研究认真息结实践经验,参考有关国内外标准.并在广泛征求意见的基础上,制定本规程.本规程共分7本和5个附录,主要内容包括：总则、术语和符号、基本规定、工程勘察、工程设计、工程施工、质及检验与工程聆收.本规程由中国工程建设标准化协会管道结构专业委员会归口管理，由中国地质大学（武汉）负责具体技术内容的解稀.在使

3、用过程中如发现需要修改和补充之处,请将意见和建议寄送中国地质大学（武汉）（地址：湖北省武汉市洪山区仰磨路388号，邮政编码：430074）.主编单位：中国地质大学（武汉）参编单位：北京市市政丁.程设计研究总院有限公司武汉市燃气热力工程公司徐州徐工城础工程机械有限公司深圳市钻通工程机械股份有限公司湖北地建集团神龙市政工程有限公司中国市政r程华北设计研究总院广州市市政集团有限公司上海力酎管道工程有限公司上海市区电力工程建设监理有限公司武汉市拓展地下管道工程有限公司佛山市钻龙市政r程有限公司武汉中地管通作开挖科技有限公司上海远洲管业有限公司宁波金地电子有限公司中国移动上海分公司中国联通上海分公司主要

4、起草人：均保松宋奇叵王崛张忠海童清福孙村亭安关锋李水明张理河余为民黄武常仁齐李文华方亮孔祥富周文忠金孔耀祖金A李昌盛f?脱赵业海段守中谢和平主要审查人：离Z新续理目士健邹志刚康志刚李国辉陈勇焦如义任云峰目次1息则(1)2术语和符号(2)2 .1术谕(2)3 .2符号3)3 基本规定(6)4 工程勘察7)4.1 一般规定(7)4.2 工程地质和水文地质勘察(7)4.3 地卜管线和建(构)筑构探泅5.1 一般规定(12)5.2 管道设计基本要求(12)5.3 穿越轨迹设计(U)5.4 国施力计算(17)5.5 夕孔设计(20)6工程施工(21)6.1 一般规定(216.2 俺工淮备(21)6.3

5、钻机选暨(22)6.4 钻孔泥浆曾制(22)6.5 先当共钻进(25)6.6 Ir孔钻进(26)6.7 管道网检(26)6.8 安全环保(27)7质量检验与工程般收(29)7.1 一般Mt定(29)7.2 质量检验(29)7.3 管道功能性试验(30)7.4 工代域10收(30)附录A地F管线探测的物探方法(34)附录B钻孔泥浆记录表(37)附录C水平定向钻先导孔钻进记录表(38)附录D扩孔钻进记录表(39)附录E管线回拖记录表(40)本规程用词说明(41)引用标准名录(42)附：条文说明(43)Contents1 Genera!provisions(1)2 Termsandsymbols(2

6、)2 .1Terms(2)3 .2Symbols(3)3 Basicrequirements(6)4 Engineeringinvestigation(7)4.1(jcneralrequirements(7)42Engineeringandhydrogeologicalinvestigation(7)4.3Surveyofundergroundpipelineandinfrastructure(9)5Design(12)5.1GeneralreuirementM(12)5.2BaiCreuiretnentsofpipedesign(12)5.3CroM5inpathdesign(14)5.4C

7、alculationofpullingforce(17)S.5I5ignofhackreaming(20)6Construction(21)6.1Generalrequirement(21)6.2Preparation(21)6.3Selectionofdrillrig(22)6.4DriIlinKnuI.技现行国取标廉建筑抗震设汁规范GH50011IM分的对建筑就加不科的场地和堆段I2.不贸地周现象一般发1.施震设防烈度为6慢或6度以下.或按现行国*徐准健筑被送应计XfiGB50011划分的对建筑抗灰有闫的场境和地段；If4.2.2I类11IIA3 .HLfli环境已爬或可雌受到强烈破坏，4

8、 .地心电做双亲，5 .七上静类多.性质变化大.地F水时工程影叼X.nxnt*tt.变化SI条、作阴强烈的特殊性力上3.地Ift环境C经或唱催受罚一般殴坏，4掩形地蝮较Sl杂，5.依土脖类收霰.性质变化较大.地F水EW行不利影病，,不MI.m类的一般2 .不R地陷现象不发Th3 .施质环境出本未受4 .地形地技商卓：5 .#上聆奥一.性质变化不大地下水Ml.程无影剪，6 .*n*ft4.2.3现场踏勘应调皆下列内容：1地形、地貌、地面建（构）筑物对工程施工的不利影响：2不良地质作用，3影响魄上控向电子系统的干扰源.1.2.4 水文地质勘察应包括：地下水类型、含水层性质、测定初见水位和稳定水位.

9、当场地存在多层对穿期工程有影啊的地下水时，应分层测量地下水位并置明主要含水层的分布,地下水补给和排泄条件,地下水动态变化特征、评价承压水对钻孔孔壁稳定性的影响.1.2.5 当工程场地类别为1!1类时可降低对水文地质勘察的要求.1.2.6 在抗震设防烈度大于或等于7度的地段应判定场地和地基的地震效应.4 .2.7勘探孔布置应符合下列规定：I勘探孔宜在管道中线网网5mIOm处各布置一条勘探线，两条勘探线上的勘探点交错布置；当条件不允许时勘探孔位置可适当调整：2勘探孔数量应根据水平定向钻穿越K度及地层的复杂程度确定.在均质地乂上布孔,可沿穿越路由方向进行.乱跑宜取30m100mbj场地复杂程度等级为

10、I类的应取小假IH类的应取大值；3穿越山体时应结合山体形态、岩性特点布置勘探孔,勘探孔间距宜为200m-400mt4在管道穿越铁道或公路的地段应根据工程地质条件的发杂程度布粉勘探孔；在管道穿越的河谷两岸及河床均应布置勘探孔：在不同地蜕单元、地质构造部位应布置勘探孔：5穿越高等级公路、铁路、地表障碍物时,宜在其两做布孔孔数不宜少于2个,穿越河谷、河谷两岸及河床应布置勘探孔孔数不应少于3个，6在地质构造复杂且地层不连续的情况下应加位布孔.4.2.8勘探孔的深度宜为设计管底标高以下3m5m设计无要:求时勘探孔的深度宜为15m-20m.遇有下列情况之一时，应增加勘探孔深度.I管道穿越河谷时,勘探孔深度

11、应达到河床最大冲刷深度以下4m6m；2管道下部存在松软土层或未完成自承固结的填土，3管道下部存在可能产生流砂、潜蚀、管涌或地震液化地层：4巳有资料证明或勘探过程中发现黏性土层下存在承乐含水层旦水头较高需要降水施工,S采取降低地F水位施I，勘探孔深度应钻至管底以下5mIOm.4.2.9钻探观测和测试工作完成后应采用水泥砂浆封孔.4.3地下管线和建（构）筑物探测4.3.1 地卜管线探测应根据管道穿越工程的规划、设计、施：和管理部门的要求按现行行业标准城市地卜管线探测技术规程CJJ61的有关规定执行.4.3.2 地下管线探测应杳明拟穿越区域建(构)筑物的结构类型、荷载类型、基础类型.4.3.3 工程

12、勘察时应对在地表沉降影响范陋内的地面建(构)筑物或地下管线进行谢行,按建设单位提供的允许沉降危圉或参照有关规定的允许沉降值制定合理的监测和保护技术措施.4.3.4 地卜管线探濯的范09应覆或管线工程敷设的区域,穿越路由周围不应小于管径的3倍,且不应小于3m.4.3.5 地下管线探测应查明表4.3.5所列内容.并绘制地下管线图.a4.3.5地下管线探器内容埋弹(m)断面尺寸(mm)*管材附M协彼体QiIE权M尔位内底Wtt医力流向电也的水橹水ff三方海电气X业Flifc隙力内力4海mXiMifl电力代块梅道收埋电信nn：悔道注：我中“为应实做调令的现H.4.3.6 既有地卜管线的探涌方法选用物探

13、方法时,可按本规程附录A执行.4.3.7 既有地下管线探测后应通过地面标志物、检行井、闸门井、人孔、手孔等进行触核.5工程设计5.1 一般规定5 .I.I水平定向钻法管道穿越工程宜按两阶段设计：初步设计和施工图设计.6 .1.2初步设计应根据国家现行有关标准在充分调杳研究的基础J结合管道的使用功能和建设方意见.优化设计方案.5.2 .3施I：图设计应包括下列内容：I工程假况：项目、地点、内容、主要工程量；2既有地下管线和建构）筑物基础资料；3管道平面走向图、特道纵向剖面图、横向断面图I4施工方法和技术工艺、施工注意事项,5检验及验收项H和内容；6施工债算。5. 1.4设计文件中涉及管道轴线位置

14、的描述时宜统一采用绝对标高来表示管战位置.5.2 管道设计基本要求5.2.1 I水平定向钻法敷设管道的管材应满足卜列基本要求：I能够承受施工过程中的牵拉力；2能够抵抗管道内外的腐蚀；3能终承受管内尔力与管外静、动荷载，4具有良好的流体流通性能；5涉及饮用水的管材其电生标准应符合现行国家标准生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准GB/T17219的规定.5.2.2 采用水平定向钻进技术敷设钢管的设计计算与构造要求应根据管道功能分别满足国家现行标准给水排水工程管道结构设计规范GH50332J城镇燃气设计规范GB50028、通信管道与通道工程设计规范GB50373、城饿供热管网设计规范MUJ

15、34等的要求.5.2.3 穿越别管在回掩时应满足空管在泥浆压力作用下的径向截面稳定可按下列公式进行核算：Pi入Pnt(5.2.3-1)叱一g+(+6mn)Pc/Pf+*=0(5.2.3-2)m=(5.2.3-3)2/”=刍(5.2.3-4)2Ef(5)P=-1(5.2.35)Ir式中：P.泥浆压力可按L5倍泥浆舲压力或回拖施工时的实际动压力选取(MPa)：F4穿越管段设计系数按0.6选取；Pn,穿越管段所能承受的极限外压力(MPa),O管材的屈服强度(MPa八Pw-钢管弹性变形临界压力(MPa八D1钢管夕卜径(mm)：1.一钢管壁厚(mmh/-钢管桶园度(%)，Er-管材#性模依.钢管取2.0

16、X】0$(MPa),钢管泊松比取0.3.5.2.4 采用水平定向钻法敷设的细料管除应具有足弊的强度外.且应能承受管道何拖过程中荷教作用的总应力以及回推力.5.2.5 管道在回掩俺工时管材所能承受的最大mi拖力可按下式计算,(D； -D2)Tn-(5. 2. 5)式中：F-管道能承受的设大问拖力(N)，D管道内径(mm),N安全系数,给水、排水、通信、电力管道等低压管道取2.0,燃气等高压管道取3.0.5.3 穿越轨迹设计5.3 .I水平定向钻宜按表5.3.1将穿越轨迹布置于较适宜的地表5.3.1水平定向站和地质条件的遣应性关系地原条件造刖N行但科度M4M敕兔帔软船土,崇泥和盯机增机精中硬保圆抬

17、上加派泥“箴上和强风化配引总秀Ir松敢至松依爵丛(麻石含v3o%比)中致密即*咪仃次v3o%et)松心甯实砂再石发(30%V砾石含UV50%0比)用InQ实即既GfiU50%V珠后含V85%0t比松IR-密实卵砾石星禽的大RR石、源石或障碍物地品风化冷旧或强较结堆瓜弱风化未战化地展注送用”指Iii工经冷，需的催I：方采用合适的IKrtn共可以较容达完成穿越r程可行但的Qar箱篇鬟M常规的站选过程和吨L设新进行调停或改选：用0微大”脩不还合送行水平定向帖穿越.5.4 .2当穿越轨迹两端有一定厚度的卵石层或不稳定地层时，可采取套管、地质改良、开忙等措施处理后进行水平定向钻法敷设管线.5.3.3穿越

18、管段两端地面,应根据地基十.层的稳定性和密实性采取相应的加固处理措施.5.3.4 水平定向粘先导孔轨迹设计应包括卜列内容：I钻孔类型和轨迹形式：2确定入土点和出土点位置；3确定各项轨迹参数包括入土用、出土角、喇弧过渡段曲率半径、管道埋深、忏道水平长度、实际用管长度等.5.3.5 水平定向钻先导孔轨迹入土角、出土角及曲率半径可按表5.3.6 选取.表5.3.5水平定向钻先导孔“边参数IT材类强Ah出土角曲率学KD400mm400mvnDi80Omm8-301*20不应小于1200ffiIAH外粮不应小于2505不应小于300Dl第皆8-184-12宜大于Isood.H不应小于1200D5.3.7

19、 当穿越城镇河道时,管遒顶部至规划河床的泡土厚度应根据水流冲刷、防止冒浆、疏浚和抛锚等要求确定不宜小于3m.5.3.8 水平定向钻穿越公路、铁路、地面建筑物时最小上深度应符合各自行业标准的要求；当本行业标准无特殊要求时最小股土厚度应符合表5.3.7的规定.*5.3.7*小厦土厚度及Utt*上厚度城市道路与踣面垂直小跑大于.5m公路与路面直净*大于1.8m,路H域向址面以下大于1.2m离等爆公路。跪倒垂直”H；大于2.5m；路基坡角地囱以下大于1.5mUM跻M城用处Jfc&F5m,路基地形轨隙卜3m,零点断面软0（卜6m堆面建筑根M基统构奥熨经计樟行定注，未采取归倚mi土肥送行处用时.展小咫土厚

20、度应大于Irifilt役5倍6倍u.5.3.9 水平定向钻法敷设的管道与建筑物或既有地下管线的距阳应符合下列规定：I当敷设在建筑物基础上方时与建筑物蔚础的水平净距不应小于1.5m：2当敷设在建筑物基础下方时与建筑物基础的水平净距应大于持力层扩散向他留犷散角不应小于45、3在建筑物基础卜敷设管线时应经过脸算后确定深度，4与既有地下管线平行敷设时管道外径大于200mmBj.净距应为最大扩孔直径的2倍以上；管道外径小于200mm时.净距不应小于0.6mI5从既有地下管线上部交叉敷设时,垂直净距应大于0.6m：如在淤泥质地层中穿越，垂直净距应大于1.0m；6从既有地下管线下部交叉敷设时垂直净距应符合下

21、列规定：1黏性土地层应大于扩孔直径的1倍；2）粉土地层应大于扩孔直拄的1.5倍；3）砂土地层应大于扩孔直径的2倍，4）小直径管道（dVnOmm）垂直净距不得小于0.5m.7枭用水平定向钻法敷设燃气管道时,管道与建（构）筑物或相邻管道之间的水平和垂直净距应符合现行国家标准城镇燃气设计规应GB528的有关规定.5.3.9水平定向钻先导孔轨迹设计（图5.3.9）应按下列公式计算：at-Rsina(5.3.9-1)bt=Rd-cosa)(5.3.9-2)b=-(5.3.9-3)a=blfa11a(5.3.9-4)Cl=Rsin/?(5.3.9-5)dt三R(1-cos3)(5.3.9-6)(5. 3.

22、9-7)(5. 3.9-8)(5. 3.9-9)dhidiCja=dtan?1.eLlc-ct式中入土端曲线的水平长度（m）：R曲率半径（m）：a人土角八bt人士端曲线的高度（m）：bl-入土端宜线段的高度（m）,儿一一人士端地面与底部直线段的高度（m）；1-入士端直线段的水平长度（m八G出土端曲线的水平长度（mh出土的,），dl出土端曲线的高度（m）,山出土烟直线段的高度（m八A1出土端地面与底部直线段的高度（m）；Ct出土端直线段的水平长度（m）：1.0-底部在线段的K度（m）；L穿越长度（m）.图5.3.9典型的光导孔轨迹设计图5.4回拖力计算5.4.1 水平定向钻法管道穿越设计应进行回

23、掩力估算为选择水平定向钻机提供依据.5.4.2 当敷设管道为钢管时.回拖力应按卜式进行计其：T=L八华，(叼勺皿-wJ+ndLK(5.4.2)式中：丁穿越管段所受回推力(kN),h穿越钢管管段与钻孔孔壁之间的摩擦系数一般取0.10.3r-钻孔泥浆的重度(kNhy.一-管材的重度(kN/ml钢管取78k、m进行浮力控制时唯位长度管道的配Jfit(kNm),K泥浆的粘滞系数(kN),取0.150.35.泥浆黏性较大时取大值反之取小值.5.4.3 型料管道回拖力应按下列方法进行估算：I无水平或垂向弯曲的水平孔内拖拉管道的回拖力.应按下式计算，T=/hW(L(5.4.3-1)2沿着曲线或既曲轨迹掩拉管

24、道的回掩力.应按下式计算：T-(hw,L)(5.4.3-2)式中Jb料管道与乱噪的摩擦系数可取0.3；w,单位长度空管道所受的净浮力(kN/m)；管道弯曲角度(rad).3无水平方向弯曲的钻孔其典型轨迹由曲线段一直线段曲线段组成(图5.4.3).可采用递推关系式估算需要的回拖力.图5.4.3典型钻孔轨迹简化示意图Ta-L,+LL4)(5.4.3-3)T=(T+IwlILj+w(HmwfLj,)(5.4.3-4)T1-ThhIw=hTvIWHLa-wrH-fc*(,wpLl,)(5.4.3-6)式中：TA-A点处管道所受IN掩力(kN),TbB点处管道所受回拖力(kN),TVC点处管道所受何施力

25、(kN),T1,-D点处管道所受何拖力(kN)；Lt由于管道煌接和热收缩而额外增加的管段K度(m)I1.i管道人士端曲线段所对应的水平K度(m),1.,管道最大埋深处水平延伸距离(m),1.管道出土端曲线段所对应的水平K度(m)；H管道埋深(m).一整料管道与地面之间的摩擦系数可取05,wr单位长度管道重力(kNm),可按公式(5.4.3-7)计算；S-单位长度管道所受的净浮力3Nm).可按公式(5.4.3-8)、公式(5.4.3-9)计算,a入土角(rad)出土角(rad).4年位长度背道取力可按下式计算：Wp=-三-(D;-D2)f(5.4.3-7)式中：“，,一单位长度管道的吸力(kNm

26、hY9管道材料的耋度(聚乙烯管的比强一般取0.955kN/rtf).5钻孔泥浆作用下的单位长度空管道所受的净浮力可按下式计算8Dw(三-y.-Wp(5.4.3-8)式中:Wl单位长度空管道所受的净浮力(kNm八X.钻孔泥浆的取度(kNml.6管道回掩时可采用水或其他液体进行配重.可按F式计算：Wl=.字一吗(5.4.3-9)式中，兀一-配聿液体的改度kN/ml：SDR管道的标准尺寸比(管道外径与独厚的比值).5.5扩孔设计1.1.1 I穿越管道所需的钻孔最终扩孔直径应根据敷设管道宜径按表5.5.I确定.5.5.I穿越管道所需的钻孔最终犷孔直径件Ifl外役Di(mm)最佟一孔且径mm)V200D

27、ll00200-600D(1.2-1.5)600Di+(300*400)1.1.2 穿越管道克径大于250mm或地层土质为中砂、粗砂及砂砾土时,宜进行多级扩孔：应根据地层条件和钻机能力合理选择扩孔程序，管径越大,扩孔次数越多钻机能力小也应增加扩孔次数.1.1.3 管道穿越沉降严格控制地区时管道与孔壁环空间隙内的泥浆应采用水泥砂浆置换.6工程施工6.I一般规定6.1.1施工前应按现行国家标准市政工程睡工组织设计规范GB/T50903的相关要求编写施工组织设计.6.1.2管道回拖前应按相应的设计筌求进行管道检测.1.1.3 施工过程中应合理控制钻进速度和孔内泥浆压力避免造成对上部地层的破坏.1.1

28、.4 所使用的设备和机具应满足使用要求.6.2 施工准备6.2.1 2.I施工前应按设计图纸放出拟敷设管线的中心线确定入土点、出土点并在中心线上徐示穿越障碍和交叉管线的位殴；根据入士点、出土点及中心线,确定入土、出土侧、施工便道以及管线预制场地等的边界.6.2.2 应根据施工组织设计中的魄r平面布置图确定各功能位置做好圉持、安全标示和交通疏导工作.6.2.3 水平定向钻机安装应符合下列规定：I钻机应安装在设计轨迹延伸线的起始位置；2钻机动力头的中心轴应与设计轨迹延伸线重合；3钻机锚因应满足在钻机最大推拉力作用下不发生失效.6.2.4 导向施工前应按下列内容对导向仪进行校核：I检杳导向系统接收器

29、、发射器、远程同步监视器）电源；2检行接收器、远程同步监视器信道是否匹配,3每次使用存向系统前，应按操作说明柠对导向系统进行校准，4更换发射器、接收器、钻头体时应重新进行校准；5钻进前应测试施工区域干扰信号以确定合适的发射和接收频率.6.2.5 施工前应重点检杳F列其他内容：I各仪表是否正常M示，2机械各油管、水管是否畅通.是否有泄漏现象；3各电路是否正常工作.是否有漏电现象,是否有钻机接地等安全措施I4钻杆丝扣是否清洁完好是否发生变膨或损坏；5人土点与出土点的通讯是否畅通：6施工用水源是否方便施工水质是否合格.6.3 钻机选型6.3.1 水平定向钻法管道穿越工程施工应粽合考虑施工场地、地层条

30、件、敷设管线直径、埋深和长度等因素,合理选择钻机类型和性能参数.6.3.2 施工所用水平定向钻机额定画拖力可按设计回拖力计算值的L53.O倍进行选取.6.3.3 水平定向钻机的功率应与工程相匹配,可根据管道宜也、穿越长度和回抱力确定.6.4 钻孔混浆配制6.4.1 水平定向钻进应根据地层条件、穿越管道直径和长度,制定合理的泥浆体系选择合适的造浆材料.6.4.2 钻孔泥浆的设计应包含广列内容：1确定钻孔泥浆的比重、黏度、静切力、动切力、滤失呈、泥耕厚度、允许含砂量、PH值等基本参数，2各种造浆材料的配合比：3钻孔泥浆材料用以计算：4泥浆制备I5制定钻孔泥浆循环、净化、管理措他.6.4.3 泥浆性

31、能参数应根据地质情况确定可按表6.4.3选择.表6.&3泥浆性能参数泥聚性能JeIZ类M松散粉酚.埔砂及冷上密实勒砂、%化腐足等中中.副砂、邸礁石及*青屋UtttHiHliq-iiKlK(aS0-9050-6040*558072055-50PV(mls)12-15872-HIS-256*12动切力7105-105-8103-6AItIkVAVtmPa*)15-2512*208-1520-35672wQaGm(Pa)5-10/IS-203-8-122-5-105-10/15-202S38ttt8*128*1210-208-128*12pH9.571.59.5TI.S9TI9.5-11.59-11

32、6.4.4钻孔泥浆用Ift计算应综合考虑最终扩孔直径、钻孔K度、犷孔次数、孔内漏失状况等因素可按F式计算：式中：V钻孔泥浆用D9终孔直径(m),k比例系数取值范围为35一般取3.6.4.5 钻孔泥浆的配方和性能参数应根据施工过程中地层条件、钻进工艺、孔内情况等因素进行实时监测和调整.钻孔泥浆的性能参数应符合下列规定：I密度应控制在(1.02L25)g/CmL可用标准泥浆比重秤或其他方法进行测定；2黏度宜用马氏漏斗测殳,应每2h测量一次,30切力可用六速旋转黏度计测定并按下式计算：Gm或Gl)=Ri/2(6.4.5-1)式中：Gg、Glgle分别为泥浆的IoS或IOmin静切力(Pa)：K1旋转黏度计龄止IoS或Iomin时的3rmin最大读值，4动切力可按下式计算：YP=0.5)(6.4.5-