我国经济高速发展，绿色、无工业化的新型城镇逐渐成为发展趋势，大量工矿企业需改造或向外搬迁，楼房、烟囱等高耸建筑物亟待拆迁。现有的拆除方法有人工机械拆除法和精细控制爆破拆除法两种，前者既耗时又耗力，成本高的同时还具有较高的危险性，尤其是针对烟囱、冷却塔等建筑物，无法为人工、机械提供作业空间，后者则成为首选方法，且在工程实践中得以广泛应用。
    精细控制爆破拆除法在工程实施过程中，存在倒塌方向偏差、个别飞散物、地面振动等有害效应。随着对烟囱爆破拆除的研究和实践中的不断深化，对于倒塌方向偏差及个别飞散物的有效控制方法及措施已趋于成熟，然而，对于地面振动的系统研究结果尚不够完善和统一。国内外大多学者围绕爆破振动及塌落冲击振动开展研究。Henrych J 通过观测分析，提出了触地振动速度的估算式［1］; 中科院力学所周家汉、吕淑然等人对建( 构) 筑物塌落触地振动速度进行了研究［1，2］; 北京矿业研究总院吴春平［3］、贵州大学潘玉中［4］、新联爆破魏星、池恩安等［5］、北京科技大学矿研所王林等［6］，均对烟囱爆破拆除进行了振动测试、分析及减振措施方面的研究。结合爆破工程实例，根据现场采集的振动测试数据，对两座钢筋混凝土烟囱爆破拆除过程中在地面产生的爆破振动进行分析和研究。
    1· 工程概况
    1． 1 现场情况
    贵州铝厂位于贵州省贵阳市西北郊的白云区，地处川黔铁路和公路西侧。氧化铝分厂由于发展的需要，拆除厂内两座85 m 高钢筋砼烟囱。烟囱的结构完全一样，均为钢筋混凝土结构，高85 m，底部外周长21． 5 m，烟囱筒身底部外径6． 84 m，壁厚0． 35 m，空气隔热层0． 05 m，内衬0． 12 m; 顶部外径3． 12 m。东面各有一高2． 0 m、宽1． 1 m 的出灰口。待爆烟囱实物图如图1、图2。
            
    待拆的两座烟囱相距12 m，烟囱的南侧为电除尘室，距离为45 m，东面为厂区道路，南偏东方向60 m 处为燃烧沸腾炉，北偏东方向25 m 处为冷却塔，北面和西面均为架空管网，至烟囱的垂直距离分别为44 m 和65 m，管网与烟囱之间为空地。爆区环境如图3。
             
    1． 2 爆破方案
    根据现场情况，西北方向具有长86 m，宽30 m的空地，其它方向都不具备倒塌条件，确定1 号烟囱的倒塌方向指向该区域。同时为了确保烟囱倒塌触地后其爆渣不危及到架空管道的安全，采用抬高爆破切口的施工技术，爆破切口选在+ l0． 5 m 处，切口形状选择梯形切口。2#烟囱根据周围环境和现场实测情况，选择双向两折叠定向倒塌爆破方案，其中+ 21． 00 m 以上部分向西南方向倒塌，0． 00 ～+ 21． 00 m 部分向东北方向倒塌。第一个爆破切口在+ 21． 00 m 处第二个切口在+ 0． 50 m 处。
    单耗采用4． 6 kg /m3，两座烟囱共用乳化炸药124． 6 kg，导爆管雷管5260 发。起爆网路采用2 号烟囱上切口先起爆，1． 2 s 后2 号烟囱的下切口起爆，最后1 号烟囱切口最后起爆的顺序，从而能够有效的防止1 号烟囱起爆后产生的个别飞散物破坏2 号烟囱上切口的起爆网路，避免2 号烟囱整个向东北方向倒塌。
    2· 振动测试方案
    2． 1 理论分析原理及计算方法
    大量研究及工程实践表明，在采用精细控制爆破方法对烟囱等高耸建筑物进行拆除时，在地表介质中产生的振动主要有爆破振动及建筑物坠落后的撞击地表振动两部分组成［7］。因此，在测试的波形上会出现两部分，而且这两种振动其也遵循不同的衰减规律:
             
    2． 2 测试系统及测点布置
    为了获得好的测试效果，选择精密准确的测试系统是非常关键的。我们用成都中科测控有限公司生产的爆破振动记录仪及速度传感器，测试系统如图4 所示。
            
    根据贵州铝厂要求和综合考虑炸药爆炸及烟囱顶部冲击地面产生的振动对周边建筑物的影响，选定了五个监测点，各测点位置及相对距离见表1 和图3。

    3 ·振动测试结果与分析
    两座烟囱起爆后，2号烟囱折叠效果明显，折叠长度达17． 5 m，顶部向西偏移倒塌中心线1 m，1 号烟囱按设计路线倒塌，筒体解体较好。各测点的爆破振动测试所得结果如表1 所示。
    对5 个测点的振动波形图进行分析研究，发现几个测点的振动波形图基本相似，尤其是1 号测点，由于其至爆破点及倒塌中心点的距离最近，所获得的振动监测波形也最具有代表性。故选取1 号测点的实测波形进行分析研究。
    通过分析85 m 钢筋混凝土烟囱爆破拆除时的振动波形，获得了爆破后，烟囱倒塌的运动和塌落的物理过程，如图5 所示，整个过程共产生了4 次振动信号的波动，这与目前大多学者认可的研究结果一致。
    对1 号测点波形，先对当前通道波形的数据进行窗函数处理，然后做FFT 分析，计算公式：
            
             
    对1 号点振动波形及FFT 幅度谱分析后获得以下结论:
    ( 1) 第一次是由爆破引起的振动，持续时间约0． 6 s，作用时间短、频率高，振动幅值相对较高。
    ( 2) 第二次振动信号约在起爆后1． 6 s 到达，该信号的物理特征主要反映爆破后，未爆破部分的支撑截面无法支撑整个烟囱的重量，在重力的作用下破裂所引起的，振动幅值相对较小。
    ( 3) 此后约在3． 2 s 后第三次信号到达，由于烟囱上部类似一刚性杆，在重心所在平面旋转，切口闭合所致，振动幅值相对较小。
    ( 4) 最后在4． 3 s 时，烟囱整体着地，从而产生第四次的塌落振动波频率低，时刻5． 408 s，其主频率为: 11． 8408 Hz; 振动幅值最大，其值为0． 8344 cm/s; 持续时间长，该信号持续作用时间长达2 s。信号频带能量主要集中在0 ～ 60 Hz 范围内，其优势频带主要集中在4 ～ 20 Hz 范围内。
    由表1 中可以得知实际测得的振动结果远小于理论计算结果，分析主要有下面几个原因:
    ( 1) 爆破点位置处于地表至上，而测点高程低于爆破点，爆破振动波需经过烟囱传至地表后，再传到测点，传播过程中存在低程衰减效应。
    ( 2) 爆破时在倾倒方向的地表上每隔一定距离堆一道缓冲砂包埂，在砂包埂之间再铺一定厚度的草席、锯木粉和棉被等缓冲材料，在烟囱塌落撞击地面时，先经过砂包埂缓冲，再由平铺材料二次缓冲，起到减振效果。
    ( 3) 先爆的2 号烟囱产生的坍塌体同样给1 号烟囱的倒塌提供了缓冲层，有效降低了触地时产生的冲击力。
    4· 结论
    ( 1) 烟囱由起爆开始1． 62 s 后支撑部位破裂，3． 2 s 时爆破切口闭合，4． 3 s 时烟囱筒体触地，整个过程持续时间约6． 2 s。
    ( 2) 塌落振动产生的主频在10 Hz 左右，距离最近测点处的主频为11． 84 Hz，其优势频带主要集中在4 ～ 20 Hz 范围内，随着距离的增加，高频部分衰减情况高于低频，主频呈现出一定的下降趋势。
    ( 3) 通过铺设缓冲材料、降低单响药量等措施，可减小爆破对象倾倒触地冲击引起的地面振动强度。
    ( 4) 烟囱爆破拆除过程中，产生的振动主要以塌落振动为主，同时主频率与建筑物结构相接近，在进行振动速度较核时，应预防产生的塌落振动频率与周围建( 构) 筑物固有振动频率相接近，产生共振动，造成周围建( 构) 筑物损坏。