冷却塔爆破拆除方案.docx
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冷却塔爆破拆除方案
冷却塔爆破拆除方案
冷却塔
爆
破
拆
除
方
案
冷却塔爆破拆除方案
一、编制依据1
二、工程概况1
三、工程重难点及方案选择4
四、爆破缺口和爆破参数的设计•5
4」爆破缺口的设计5
6
9
4.2预处理
4・3爆破参数的设讣
五、爆破器材选择与起爆网路设汁
5.1爆破器材选择
六、女全技术校核
5.2起爆网路设讣
••••••••
6」爆破振动校核10
6.2塌落振动校核11
6.3减小爆破振动与触地振动的措施13
6.3爆破飞石的安全防护问题13
6.4爆破振动监测14
七、施工技术设讣15
7」钻孔15
7.2装药、填塞和连接起爆网路16
7.3飞石及粉尘防护、警戒和起爆16
八、脚手架的搭设17
九、施工机具、仪表及器材表19
、’∙-∣∙'(∣'*jtLI•:
l、“/11•・・・・・・・•・・・・・・・・・・・・・・・•・・・・・・・・・・・・・・・•・・・・・・・・・・・・・・・•・・・・・・・・・・・・・・・•・・・・・・・・・・・・・・・•・・・・・・・・・・・・・・・•・20~I、」一♦扌Fil¾⅛••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••21十二、环保措施22
冷却塔爆破拆除方案
冷却塔爆破拆除方案
一、编制依据
1、GB6722-2003《爆破安全规程》;
2、《民用爆炸物品管理条例》;
3、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》;
4、项目建设单位提供的图纸、资料;
5、现场踏勘情况。
二、工程概况
待拆除冷却塔塔高60m,其中塔体部分高54.2m,塔体顶部直径26m,底部直径41m,塔壁呈旋转双曲而形,最大壁厚O.45m,最小壁厚0.12m。
塔体由底部32对人字柱支撐,人字柱高5.8m,截面积0.25m×0.40o人字柱坐落在底部水池边缘,水池直径为47.6m。
塔体自重约2400t,该冷却塔结构长径比较小,重心低,属于钢筋混凝土薄壳结构。
内部有圈梁、导水槽、塑料除水器、铁篦子等。
冷却塔周围环境:
北面17m处为发电厂分析室,16Om处为DCS(分布式控制系统),高差约为6.6m;西面27m处为发电厂地磅房;东、南两面为场平范围,几百米范围内都是空地。
(见下图)
冷却塔爆破拆除方案
北
A
冷却塔
空地
地
冷却塔周边环境示意图
冷却塔爆破拆除方案
待拆除的冷却塔
冷却塔内部构造
冷却塔爆破拆除方案
三、工程重难点及方案选择
3.1工程重、难点
(1)冷却塔的爆破拆除期间,不能影响厂区的正常生产活动,尤其要对DCS(分布式控制系统)进行重点保护,这是此次爆破施工的重点;
(2)该冷却塔属于旋转双曲而薄壁结构的高耸建筑物,结构长径比较小,内部结构复杂,预处理部分量大,脚手架的搭设区域狭窄,给搬运钢管和搭设脚手架造成不小困难;
(3)冷却塔结构复杂,尺度很大,目前拆除案例不多,在重庆是第一次拆除类似建筑物,技术难度大;
(4)由于本次工程量大,周边环境较复朵,爆破的安全组织工作难度大。
3.2方案选择
由于冷却塔的复杂结构,采用人工和机械方式不安全,从安全性和经济效益方面考虑,采用爆破的方式拆除。
可供选择的爆破方案有原地坍塌和定向倒塌两种方式。
为确保周边建筑物的安全和冷却塔充分解体,采用向东南侧倾倒、逐段解体的方式,为确保倒塌方向的准确性,进行了精密的爆破组织设计,同时采用经纬仪进行测量定位。
冷却塔爆破拆除方案
四、爆破缺口和爆破参数的设计
4.1爆破缺口的设计
该冷却塔共32对人字柱,每对人字柱对应的圆心角为11.25°,设计的倒塌中心线落在一对人字柱柱基上,以此为中心柱向两边对称爆破拆除共1+9+9=19对人字柱时,爆破切口圆心角为213.75°,切口高为人字柱、圈梁和预切窗口高度之和5.8+1.3+8.0=15.1mo为确保冷却塔能顺利的向东南侧倾倒,并有足够的支撐不发生下坐和后坐,爆破切口设计圆心角为213.75。
即19对人字柱的弧长长度,爆破切口上部直径为35m长72.12m,下部长94.7ι∏o
4.2预处理
为减小一次齐爆药量,降低爆破规模,提高爆破安全性,使冷却塔顺利
坍塌和形成良好的破碎效果,在保证结构安全的前提下,进行以下预拆除:
(1)在爆破切口上部(圈梁上方),预先用炮机拆打出高为8m、宽为2m的10个窗口,窗口之间预留支撑塔壁6ιm为了预处理后塔体的受力均衡,爆破切口内开窗部分的中心线落在人字柱柱基的正上方,而保留支撑塔壁部分由柱基相邻的两对人字柱对称支撐,因此,按爆破拆除19对人字柱统计,窗口为10个,两端的窗口同时作为定向窗使用。
在爆破切口上方(圈梁上部),预先用炮机拆打出高为8m、宽为2m的10个窗口,窗口之间预留6m宽的支撐塔壁。
炮机施工时,要由安全技术人员现场指挥作业;在支冷却塔爆破拆除方案
撐侧的13对人字柱的每对人字柱底部打一个孔(不装药),使其容易在爆破倒塌瞬间形成支撐较链。
(2)用炮机拆除冷却塔内部中心井、铁栏杆、塑料除水器和塑料填料等。
(3)爬梯和避雷针在缺口内的部分全部割断。
(4)进水管和其他附属设施预先采用人工或机械的方式予以拆除,并把冷却塔底部积水抽干。
(5)装药完毕,拆除冷却塔内部铁篦子、导水槽、竖直立柱。
4.3爆破参数的设计
爆破切口范围内有19对人字柱、高8m宽6m的11个薄壁结构的支撑塔壁、高1.3m厚0.45m的圈梁等结构。
冷却塔预拆除后的爆破切口范围内保留的支撐塔壁在4.3m和7.3m高处进行钻孔,保证在塔体倒塌时该部分保留塔壁折断不形成支撑;而圈梁只需在预拆除窗口下方进行钻孔将其炸断即可破坏其支撐,人字柱在其底端和顶端各打五排孔及中间打一排孔破坏其支撐。
(1)炮孔直径:
d=40mm
(2)最小抵抗线:
冷却塔支撐塔壁4.3m和7.3m高处的壁厚分别为0.22m和0.18m
冷却塔爆破拆除方案
处进行了钻孔Q表示厚度)
塔壁:
w1=0.5∙δ1=0,5×0.22=0.11m;
w2=0.5∙δ2=O.5×O」8=0.09m;
圈梁:
w3=0.5∙δ3=O.5×0.42=0.21m;
人字柱:
W4-O.5∙δ4=0.5×0.25=0」25m。
3)、炮孔深度h
塔壁:
h1=0.68∙δ1=0.68×0.22=0.15m;
h2=0.67∙δ2=0.67X0.18=0.12m;
圈梁:
h3=0.64∙δ3=0.64×0.42=0.27m;
人字柱:
h4=O.68δ4长边=0.68×0.4=0.28m。
4)、炮孔间距a
塔壁:
aι=1.5δι=0.33m;
a?
=1.56?
=0.27m
圈梁:
a3=1.45W3=1.45X0.21=0.3m:
人字柱:
a3=1.5w3=1.5×0.2=0.3m<>
5)、炮孔排距b
塔壁:
bι=aι=O.33r∏;
b7=a?
=0.27m
圈梁:
b3=a3=0.3π‰
6)、单孔装药量:
(q取70/W)
塔壁:
Qι=(qrarbι+q2∙arbrδι)∙f
=(70∕Wl×0.33X0.33+150×0.33×0.33×0.22)×0.85
60g
冷却塔爆破拆除方案
02=(qra2∙b2+qι∙u2∙bM2)/
=(70ΛV2X0.27×0.27+150X0.27X0.27X0」8)X0.85~55g
圈梁:
Qs=(q∣∙ci3∙b3+qι∙ci3∙b3∙03)/
=(70∕WsX0.3X0.3+150X0.3X0.3×0.42)X0.85a60g
人字柱:
采用两层间隔装药,每个药包的装药量为
0,4-(qrδ4B+q2*a4'Bδ4)/
=(70∕W4X0.2×0.25+150×0.3X0.2X0.25)×0.85=30g
单孔装药量为:
30g×2=60g
7)总炮孔数:
N=S∕a~1500个
S为打孔区域总而积,a为单位面积炮孔数。
8)设计总药量:
Q=QINa88kg
QI为单孔装药量
9)雷管总数:
导爆管雷管2000发,瞬发电雷管200发。
爆破参数详见下表:
冷却塔爆破参数表
炮孔部位
厚度/m
孔深/m
孔间距/m
孔排距/m
单孔装药呈∕kg
炮孔数/个
总药量∕kg
塔壁
0.22
0.20
0.20
0.20
0.06
540
32.4
0.18
0」2
0」8
0」8
0.055
360
19.8
圈梁
0.42
0.27
0.30
0.30
0.06
240
14.4
人字柱
0.40
0.28
0.30
/
0.06
360
21.48
冷却塔爆破拆除方案
合计
/
1500
88
五、爆破器材选择与起爆网路设计
5.1爆破器材选择
炸药选用2号岩石乳化炸药;选用脚线不得小于3m的毫秒延期非电雷管的1、3、5段;采用瞬发电雷管起爆非电雷管。
5.2起爆网路设计
将爆破切口内分成三个区域起爆,中间三对人字柱及其垂直对应的上方区域用1段毫秒导爆管雷管起爆,中间区域两侧各三对人字柱及其对应区域用3段起爆,爆破切口两边各五对人字柱及其对应区域用5段起爆。
导爆管每12根为一组,为保证所有炮孔充分起爆,采用电网路与非电网路组合网路起爆,每组导爆管雷管用两发电雷管的复式电网路起爆(见爆破起爆分段示意图)。
装药前进行1:
1网路试验,检验爆破器材及网路可靠性。
图5、起爆网络图
六、安全技术校核
为确保DCS(分布式控制系统)和分析室的绝对安全,需对由爆破和
冷却塔爆破拆除方案
塔体塌落在DCS(分布式控制系统)处和分析室处产生的振动进行校核。
6.1爆破振动校核
6.1.1DCS(分布式控制系统)处
1)爆破振动校核
根据《爆破安全规程》中关于爆破安全振动速度的计算公式:
式中:
Q——单响药量,Kg,取37kg;
R——爆区边缘至被保护目标的距离,m(取160m);
Vl质点峰值振速,cm/s;
K——修正系数,0.25〜1.0,
Kl=30〜500,取为100;
u—地震波衰减系数,α=1.5〜2.0,取2。
经计算DCS处的爆破振动:
VI=IcnVs
炸药爆炸引起的振动可按下式计算:
I∖∣.57
Vh=32.1—
R
VZ
式中:
S—质点振动速度,cm/s;
Q—最大一段药量,Q=37kg;
至药包几何中心的距离,m,取16OmO
冷却塔爆破拆除方案
可见,由爆破在DCS(分布式控制系统)处产生的振速满足《爆破安全规程》的要求。
6.1.2分析室处
对17m处的分析室,其17m为冷却塔最底端支撑侧边沿离分析室的距离,而实际上爆破区域的药包中心离分析室的距离应为17m+22.78m=39.78m,需对分析室处的振动进行校核,其安全允许振速按照《爆破安全规程》GB6722—2003的规定,对周边建筑的振速控制在2~3cm∕s以下。
根据《爆破安全规程》中关于爆破安全振动速度的计算公式(R取39.78m):
经计算分析室处爆破振动:
Vl=0.35cm∕s
炸药爆炸引起的振动按下式计算:
(1X1-57
Vh=32.1匕
R
\丿
经计算分析室处爆破振动:
v∕,=0.312cm∕s
可见,由爆破在分析室处产生的振速要小于《爆破安全规程》允许的
安全振动。
6.2塌落振动校核
621DCS(分布式控制系统)处
根据塌落振动速度公式:
冷却塔爆破拆除方案
式中:
H—触地引起的地面质点振速,cm/s;
Mgh一触地冲量,(式中:
加为同时倒地的建筑物质S,m=2400f;g一重力加速度,9.8∕n∆2;/?
一建筑物重心高度,取28m);
K(—衰减参数,取1.12,
β—衰减参数,取-1.66
触地边缘至被保护目标的距离,取160/Ho
。
一冷却塔爆破后解体构件混凝土破坏强度,包含地面介质破坏的
折合强度,以混凝土结构破坏为主一般取值IOMPa
经计算:
S=0」2cm∕s
可见,由塔体塌落在DCS(分布式控制系统)处产生的振速要小于人
在DCS(分布式控制系统)处走路产生的振动。
因此,对冷却塔进行爆破,完全能保证DCS(分布式控制系统)的安
6.2.2分析室处
按照《爆破安全规程》GB6722—2003的规定,对周边建筑的振速控制
在2~3cm∕s以下。
根据塌落振动速度公式:
R取62.56m经计算:
可见,由坍塌在分析室处产生的振速要小于《爆破安全规程》允许的
冷却塔爆破拆除方案
安全振动。
6.3减小爆破振动与触地振动的措施
爆破拆除时引起周围建筑物振动的原因是:
(1)炸药爆破时引起的爆破振动;
(2)建筑物在倾倒触地时引起的冲击振动。
1)减小爆破振动的措施
为减小爆破振动,采用毫秒微差控制爆破,控制最大段单响药量,控制爆破振动。
通过6.1的校核,爆破产生的振动速度对DCS(分布式控制系统)和分析室均小于《爆破安全规程》规定安全允许振速。
2)减小触地振动的措施
为了降低落地振动,设计合理爆破参数,使冷却塔逐段解体,以降低触地振动波的强度。
通过6.2的校核,塌落产生的振动速度对DCS(分布式控制系统)和分析室均小于《爆破安全规程》规定安全允许振速.
6.3爆破飞石的安全防护问题
由于冷却塔壁较薄,配筋率较高,并且要求爆破后混凝土飞离钢筋网,因此炸药单耗大(q=1500g/加J,则不可避免会产生爆破飞石,爆破飞石距离(L)与单耗(q)的关系为
L=71≠∙58
L=90m
在冷却塔和需保护的分析室之间离分析室3m处采用高6m、宽2m、2m一步距、6m—单侧斜撐的双排钢管架进行防护,防止爆破时飞石危害,保护分析室绝对安全。
在钢管架靠爆破区域的一侧悬挂3m长、0.3m宽竹跳
冷却塔爆破拆除方案
板满挂密眼安全网等防护材料。
由于此次冷却塔爆破采用定向倒塌方式,靠需保护侧塔壁、人字柱和圈梁不进行钻孔装药,而倒塌侧无任何需保护的设施、设备。
对于塔体坍塌过程中溅起的飞石,由于倒塌方向500范围内为空旷区域,无任何设备、设施和人员,故无影响,施工时,保证有充分的撤离距离,为防止倒塌溅起飞石,爆破前用机械将倒塌方向地而摊平。
6.4爆破振动监测
为确保17m处的分析室、16Om处的DCS(分布式控制系统)及其它建筑物的安全,在冷却塔爆破过程中必须实施爆破振动监测。
设防标准按照《爆破安全规程》GB6722—2003的规定,对周边建筑的振速控制在2~3cm∕s以下。
震动传感器应设置在分析室、DCS旁,以期科学地督导爆破施工。
(1)测试系统
使用仪器及系统布置:
(IDEC)UBoX—20016、(IDTS)—3850/4850
等记录仪及配套传感器,为了提高抗干扰能力,各测点之间用屏蔽线连接。
打印机
图533、爆破振动监测系统图
(2)监测方案
1)测点布置。
研究爆破地震动波传播规律通常是沿爆破区径向或环
冷却塔爆破拆除方案
向布置1条或几条地表测线,径向测点按对数曲线布置,测点应放在同一地层或基础上,每一测点必须测垂直方向振动量,最好能同时测3个方向量。
监测点应布置在被监测对象附近的地表、基础或建筑物上。
2)传感器和爆破振动记录仪标定
每隔一定的时间(半年或一年)对所使用的传感器和爆破振动记录仪进行标定,确保监测数据真实可靠。
3)量测数据的处理与使用。
将得到的振速与安全判据(有关规程所规定的允许振动速度值)相比较,可以判断建筑物、构筑物是否安全。
若所测得的振动速度值大于允许值时,则应采取减振措施;小于允许值时,可加大起爆规模,提高施工效率。
应用公式V=K(QIz3∕R)α及一元回归法对所测得的数据进行回归分析,得到与介质、地形有关的系数K、α,从而可得到质点振速V的衰减规律,然后根据上式、允许最大振动速度、爆心距R,推算出下一次允许起爆药量Q,以达到科学装药。
七、施工技术设计
7.1钻孔
炮孔的装药结构、药包直径、装药量、装药长度、堵塞长度必须符合设计要求。
一般由二人一组,一人操作;一人负责监督和记录。
(D按爆破设计的破坏部位和孔位进行标孔,标孔时应注意避开钢筋。
(2)钻孔时,孔径一般不小于38-42mm0以利于提高装药集中度,相对增加堵塞长度。
(3)每一个孔都要进行精确测量,孔深不够时需要加深,超过设计深
度时则要用炮泥填至设计深度,保证每个炮孔都合格。
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7.2装药、填塞和连接起爆网路
(1)药卷应缓慢送入炮孔,且保证药包紧贴孔底。
(2)禁止将起爆药包从孔中拨出或拉出。
(3)堵塞物应用土壤,细砂或其它混合物,禁止使用块及可燃的材料。
施工过程中应保证堵塞质量。
(4)装药和堵塞过程中均须谨慎保护雷管脚线、连接电线等,以防发生事故。
(5)为了提高装药速度.可预先按药量及炮孔个数准备好药卷,并准备好炮泥,严禁边打孔边装药。
(6)装药堵塞作业时应有爆破技术人员在现场进行技术指导和检查监督。
7.3飞石及粉尘防护、警戒和起爆
爆破拆除钢筋栓冷却塔,除了爆破可能产生个别飞石之外,冷却塔落地撞击破碎也会激起飞石,所以必须对个别飞石进行防护。
措施如下:
(1)、保护性防护:
沿冷却塔支撑侧原有围墙采用高6米、宽2米、2米一步距、6米一单侧斜撐的双排钢管架进行防护,防止爆破时飞石危害,保护分析室绝对安全。
在钢管架靠爆破区域的一侧悬挂3米长、0.3米宽竹跳板满挂密眼安全网等防护材料。
(2)、安全警戒线范围为倒塌反方向及其两侧150m,其它方向350m。
(3)、爆破前在倒塌方向地而垫层上洒水,并在冷却塔倒塌瞬间用消
防水车对倒塌区喷水,防止尘土飞扬。
八、脚手架的搭设
为了方便进行钻孔和装药,需要在冷却塔人字柱周围和冷却塔内部搭建脚手架。
外围脚手架搭设在冷却塔周围的混凝土通道上,内部脚手架搭设在冷却塔井字架上,并以冷却塔内的铁板作为脚手架底板垫木,脚手架的材料自冷却塔的中间竖井向上提升至施工平台。
在施工平台满铺竹笆或跳板。
脚手架为双立杆,立杆间距1.8m,水平间距1.8m,附作剪刀撐,脚手架与塔壁和人字柱相拉接,拉接杆采用双卡扣。
脚手架施工方案如下:
1、材料要求
1)、杆件的规格的要求:
杆件采用外径48mm,壁厚3.5mm的钢管,其材质应符合《GB700—79》3号钢的技术条件,每IOOOmm重量为3.84kg。
2)、选材要求
钢面无凹凸状、无疵点、裂纹和变形
3)、加工要求
二端切口需平直,严禁斜口、毛口、卷口等现象。
4)、扣件的规格要求:
扣件采用可锻铸铁,符合国家规定要求,抗拉强度大于等于3.234×105∕KN∕M2,延伸率大于等于8%,螺丝、螺帽采用3号钢技术条件,符合《GB5-66》和《GB41-66》的技术要求,钏钉采用20、25号钏钉钢,所有扣件应有出厂合格证。
扣件螺栓拧紧扭力矩70N∕m时,不得破坏。
2、脚手架搭设工艺
冷却塔爆破拆除方案
钢管脚手搭设的施工顺丿F为:
内立朴→外立村一►小横朴T人横朴T■搁栅T防护拦朴τ∙斜拉朴一连墙IT→½⅛li笆一*•竖扌当脚板T■挂安全网。
3、脚手架高度、步距和纵距
本工程脚手架高度随施工高度而定,步距每步取l∙8m,立杆纵距取
1.8m,立杆与壁面距离为0.30m,小横杆悬臂为O.15m,里外立杆距离为lm。
4、脚手的稳固保护措施:
为维护脚手架的稳固,做到安全生产,除了在选材中严格规定,搭设中做到杆件的牢固连接外,还应具备斜杆和连壁杆推拉的保护。
a、斜杆:
1)、斜杆距离
每9m设置不同方向一付。
如脚手架一个立面纵向间距小于6.5m,应设单跨“之”字形斜杆。
2)、角度
斜杆设置角度与地面成45-60度夹角,纵向总距较长的脚手架立面,应采取60度夹角为宜。
木工程斜杆设置角度为45度。
3)、接长
斜杆接长,应采用搭接且搭接长度不小于0.05m,相邻的两个搭接不在同一水平高度上。
b)、连墙杆
为确保脚手架的安全和稳固,需在每隔l∙8m高度要沿塔壁四周设置连墙杆。
连接脚手架的部位,应尽量靠近小横杆与立杆的连接处,不能用小横杆直接作为连壁杆,连壁杆位置设置应保持上下垂直一线。
连壁节点
必须做成推拉节点。
本工程采用硬拉接,在连壁杆距离柱子较近时,可将采用四根钢管连接成井字架扣死在柱子上,距离柱子较远时,可在塔壁上钻两个并排0.06m孔并将两钢管插入其中,在通过扣件将连墙杆扣死在两钢管上,使脚手架通过连壁杆连接与塔壁形成整体。
c)、基础施工要求
外围脚手架搭设在冷却塔周围的混凝土通道上;内部脚手架以冷却塔内部铁篦子和横梁为基础进行搭建,以冷却塔内的铁篦子上铺木板作为脚手架底板垫木,在施工平台满铺竹笆或跳板,便于施工作业,同时可确保安全。
整体脚手搭设完毕后,应及时进行避雷接地措施。
5、钢管脚手搭设质量要求
1)、立杆垂直偏差:
立杆的纵向偏差应小于H/400,且不大于0.05m;
2)、立杆的横向偏差应小于H/600,且不大于0.05m;
3)、纵向水平杆水平偏差:
大水平杆偏差应小于总长度的1/300,且不大于0.02m;
4)、小水平杆偏差(横杆)应小于0.01m;
5)、脚手架步距、立杆横距偏差不大0.02m,立杆纵距偏差应小于0.05m,连墙接撐点的数量,位置要正确,连接牢固,无松动现象。
九、施工机具、仪表及器材表
施工机具、仪表及器材表
数量
施丄机具、仪表及器材
空压机20立方
3台
YT23凿岩机
18把
风镐
30台
挖掘机
1台
炮机
1台
经纬仪
1套
自卸式运输车
10辆
钢管扣件、脚手架材料
10吨
竹笆
5000张
安全铁网
3000平方米
防护橡胶皮
3000平方米
十、爆破施工组织设计
1、按爆破设计的破坏部位和孔位进行标孔,标孔时应注意避开钢筋。
2、钻孔时,孔径一般不小于38〜42mmo以利于提高装药集中度,相对增加堵塞长度。
3、每一个孔都要进行精确测量,孔深不够时需要加深,超过设计深度时则要用炮泥填至设计深度,保证每个炮孔都合格。
4、按设计药量进行装药工作,装药时一定要保证堵塞质量。
为了提高装药速度.可预先按药量及炮孔个数准备好药卷,并准备好炮泥,严禁边打孔边装药。
5、装药完毕,人工拆除冷却塔底部立柱及导水槽。
6、根据《爆破安全规程》的要求,建立组织机构,设指挥部并设指挥长一人,各组分工负责,责任到人保证施工顺利进行。
爆破施工前,应将爆破的有关事项(爆破日程、时间、地点、产生的影响、注意事项)张贴公告。
爆破时间应选在爆区内人少的白天时间。
7、制定严密的警戒方案、联合有关公安部门在爆破前派