具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的优选实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实施例保护范围的限制。

参见图1至图5，本实施例提供了一种隧道硐壁岩体检测装置，包括移动底架1、旋转支架2、检测装置4和控制器5。具体地，旋转支架2的固定端220铰接于移动底架1上，与驱动机构6连接，驱动机构6工作能够带动旋转支架2绕固定端220旋转。旋转支架2的延伸方向上间隔设置有多组卡扣11，传输管3通过多组卡扣11可拆卸安装于旋转支架2上，传输管3的延伸方向与旋转支架2的延伸方向一致。传输管3内设置有滑道，遥控滑移部件12滑动连接于滑道上，检测装置4设于遥控滑移部件12上，遥控滑移部件12工作能够带动检测装置4沿传输管3输送至测试孔13内，测试装置在遥控滑移部件12的带动下沿测试孔13移动，并采集测试孔13的岩体信息。控制器5设于移动底架1上，控制器5上设置有启停按钮520和接收装置510，启停按钮520与遥控滑移部件12和驱动机构6电连接，通过启停按钮520一键控制驱动机构6的启停、遥控滑移部件12的启停和返航，方便快捷。接收装置510与检测装置4通讯连接，用于接收检测装置4采集的测试孔13的岩体信息，并将岩体信息对应存储。接收装置510还具有数据处理功能，将存储的岩体信息进行比对、仿真分析。

具体地，参见图4，本实施例中的驱动机构6包括动力单元610和液压缸620，动力单元610设于移动底架1上，与液压缸620通过液压管路连接。液压缸620的固定端铰接于移动底架1上，活塞杆的端部与旋转支架2铰接，控制器5上对应设置有动力单元610的启停按钮520，通过启停按钮520控制动力单元610启动，动力单元610向液压缸620输送液压油，液压油推动活塞杆伸出，进而带动旋转支架2绕固定端220旋转，当达到预定测试孔13位置时，通过启停按钮520控制动力单元610停止为液压缸620供油，旋转支架2停止。本实施例中，通过液压缸620的伸缩带动旋转支架2旋转，并对旋转支架2进行支护，以使旋转支架2停止在设定位置处，增加旋转支架2的支撑强度。

进一步，本实施例中的旋转支架2的活动端230设置有弧形板210，弧形板210上设置有豁口211，传输管3穿过豁口211插入测试孔13内，以使遥控滑移部件12平稳地由传输管3移动至测试孔13内。豁口211的设置以便于传输管3的安装和拆卸，同时对传输管3进行限位，以防止传输管3晃动。进一步，弧形板210远离弧心的一侧安装有超声波测试仪7，驱动机构6带动旋转支架2旋转，带动超声波测试仪7对隧道内壁进行声波检测，以获得隧道硐壁的裂隙信息，并将隧道硐壁的裂隙信息传输给接收装置510进行对应存储。

本实施例中的检测装置4包括钻孔电视420和钻孔弹模仪410。其中，钻孔电视420包括视频探头和视频接收器，视频接收器设于控制器5上，与接收装置510集成为一体，通过信号传输线与视频探头连接，视频探头通过磁铁磁吸于遥控滑移部件12上，遥控滑移部件12带动视频探头沿测试孔13移动录制测试孔13的视频信息，并通过信号传输线将视频信息传输给视频接收器，视频接收器对获取的视频信息进行对应存储。进一步，移动底架1上还设置有收放线装置，遥控滑移部件12带动视频探头移动时，收放线装置用于收放信号传输线，防止缠绕破损。

具体地，钻孔弹模仪410包括测压探头412和手动液压泵411，手动液压泵411设于动力单元610上，通过液压管路与测压探头412连接，为测压探头412提供动力。测压探头412通过磁铁磁吸于遥控滑移部件12上，用于采集测试孔13岩体的弹模信息，并将弹模信息传输给接收装置510。由于测压探头412在检测时与测试孔13的孔壁接触，具有较大的摩擦力，因此需要手动液压泵411进一步为测压探头412提供动力。本实施例中，钻孔弹膜仪410为成熟产品，测压探头412的端部设置有执行元件，执行元件与手动液压泵411通过液压管路连接，按压手动液压泵411开始为执行元件供油，执行元件能够推动测压探头412移动。

进一步，本实施例中隧道硐壁岩体检测装置还包括激光扫描仪8，通过三脚架安装于移动底架1上，并与接收装置510通讯连接，用于扫描隧道硐壁，并生成隧道三维模型。

进一步，在隧道硐壁、掌子面和测试孔13内设置多个测试点，在测试点处布置分布式光纤9，用于检测测试点处的岩体破裂信息和应力变化信息，即位移动态变化及监测开挖卸荷形成的破裂扩展和应力增长过程，并上述信息传输给接收装置510。为保证检测精度及检测数据的准确性，需在测试孔13内布置尽量多的测试点。作为示例，本发明中，在测试孔13内每0.5m设置一个测试点。

进一步，在移动底架1的底部设置电动小车110，控制器5上对应设置有电动小车110的启停按钮520，通过启停按钮520控制电动小车110启动，带动移动底架1在隧道内随意移动，无需人工推动，大大降低了工作负荷。

在进行岩体弱化的内在机理和规律研究时，对于不同的岩体类型，致灾机理也不尽相同，因此需针对不同的岩体类型进行分析。

对于硬脆岩体：

对隧道硐壁进行激光扫描，构建三维隧道模型。选取多个断面，通过超声波检测装置4对每个断面进行声波检测。通过每个断面7-10个测试孔13，每孔6-10m深的钻孔电视420编录，确定脆性岩体开挖致裂过程及分布规律。沿隧道硐壁及掌子面前方布设钻孔分布式光纤9，监测开挖卸荷形成的破裂扩展和应力增长过程，利用钻孔弹模仪准确测定原位岩体力学参数，验证硬脆岩体开挖扰动的分布模式和分布范围，以探索硬脆岩体开挖定向破裂导致的结构溃屈破坏机理。

对于层状岩体：

通过钻孔电视420分时观察测试孔13内层状岩体开挖后的裂解过程，并结合钻孔弹模仪获取不同方向不同深度的弹模衰减过程曲线。通过钻孔壁分布式光纤9对围岩和掌子面前方内部位移动态变化进行精确监测，考察收敛变形过程与非对称变形分布规律，分析隧道层状围岩开挖裂解与不均匀变形破坏的机理。

针对获得的不同岩体类型的各项检测数据，并基于加固需求度分布针对性地施加支护，改变隧道硐壁各部位岩体结构面应力状态，达到协同提升岩体的变形刚度和强度，控制岩体的变形量和破坏的目的。

基于上述隧道硐壁岩体检测装置4，本发明还提供了一种岩体扰动状态检测方法，具体包括如下步骤：

1、在开挖段隧道硐壁上钻铰多个测试孔13；

在每个断面的隧道硐壁上钻铰6-7个测试孔13，多个测试孔13沿隧道硐壁均匀设置，每个测试孔13的深度为6-10m。

2、布置分布式光纤9：

在隧道硐壁、掌子面和测试孔13内布置分布式光纤9，其中，测试孔13内每0.5m设置一个测试点。

3、响应于激光扫描仪8启动指令，控制激光扫描仪8启动：

激光扫描仪8启动，旋转扫描隧道硐壁信息，生成隧道三维立体模型。

4、将检测装置4预安装于遥控滑移部件12上，并置于传输管3内；

5、响应于旋转支架2启动指令，控制驱动机构6启动，带动旋转支架2旋转至设定角度处，还包括：

响应于旋转支架2启动指令，控制驱动机构6启动，带动旋转支架2上的超声波检测装置4旋转检测隧道硐壁的裂隙情况，并传输给控制器5；

6、响应于遥控滑移部件12启动指令，带动检测装置4沿传输管3输送至测试孔13内，采集测试孔13内的岩体信息，并将测试孔13的岩体信息传输给控制器5，具体包括：

响应于遥控滑移部件12启动指令，带动钻孔电视420沿传输管3输送至测试孔13内，采集测试孔13内的视频信息，并将测试孔13视频信息传输给控制器5；

响应于遥控滑移部件12启动指令，按压手动液压泵411，带动钻孔弹模仪沿传输管3输送至测试孔13内，采集测试孔13内的弹模信息，并将测试孔13弹模信息传输给控制器5；

7、接收测试孔13的岩体信息，并将接收的岩体信息对应存储；

岩体信息具体包括隧道三维模型、隧道硐壁裂隙信息、测试孔13岩体视频信息、测试孔13弹模信息和分布式光纤9监测部位的岩体破裂信息和应力变化信息，将上述信息一一对应的存储。

8、将存储的岩体信息进行仿真对比，分析隧道围岩开挖裂解及破坏的机理；

将对应存储的岩体信息进行仿真对比，例如，将隧道三维模型与隧道硐壁裂隙信息进行比对，通过裂隙位置的分布位置查找非对称变形机理。

采用上述方法对隧道开挖段岩体进行扰动状态测试时，事先在指定位置处的隧道硐壁上钻铰测试孔13，控制隧道硐壁岩体检测装置4移动至指定位置处，检测人员通过控制器5一键控制各设备的启停，只需配备一个检测人员就可完成。将检测的同一断面处的不同岩体信息进行对应存储，并生成具体的仿真模型，分析隧道开挖段的致灾机理，根据致灾机理针对性地施加主动支护，通过激活、逆向恢复提升岩体的自稳潜力，经济可靠地实现了岩体工程的安全控制。

以上所述，仅为本发明的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都涵盖在本发明的保护范围内。