隧道施工超前地質(zhì)預報技術對于查清隧道不利地質(zhì)條件、預報掌子面前方的地質(zhì)構造和含水性、保障施工安全具有重要作用，已成為隧道施工必要的技術環(huán)節(jié)。物探法超前預觀測布置在隧道內(nèi)，面對的是復雜的三維波場，回波來自四面八方，縱波、橫波、面波、直達波、反射波、轉(zhuǎn)換波等震相復雜，地震記錄每一個分量上都包含縱波和橫波振動，觀測與資料處理技術難度極大。超前預報技術開發(fā)和應用僅有十余年，還很不成熟，正在發(fā)展之中。目前的應用良莠不齊，絕大多數(shù)的預報缺乏嚴謹?shù)目茖W依據(jù)，觀測與資料處理等方面還存在著嚴重的技術缺陷。特別是目前應用的陸地聲吶、TSP203、TGP206等技術，問題更加明顯。例如，不能區(qū)分不同方向的回波和消除側(cè)向干擾波，不能準確確定掌子面前方圍巖波速分布和反射體的準確位置，在沒有濾除干擾波的前提下進行縱橫波分離和偏移成像，使偏移圖像包含虛假信息。這些技術缺陷導致預報位置不準確，構造圖像不真實，給超前預報工作帶來更大的風險。
        我國75%的國土為山地和丘陵，以往山區(qū)公路建設中較多采用的是大是大填大挖或盤山繞行的方案。近年來，隨著我國交通的發(fā)展，隧道的建設規(guī)模越來越大.采用隧道方案能夠較大地提高線路線形標準，縮短行車里程，還可避開山區(qū)滑坡、崩塌、碎落等常見災害，改善行車條件，并且可以避開大面積開挖挖擾動山體，減少對植被的破壞，避免產(chǎn)生大量棄渣土石填充山谷河灘，有效地保護生態(tài)環(huán)境?？傊淼婪桨傅膬?yōu)越性在實踐中已經(jīng)得到了充分的證明。我國西南地區(qū)和西北地區(qū)多為山區(qū)或丘陵區(qū)，地質(zhì)條件極為復雜，在山嶺高速公路隧道建設中經(jīng)常遇到巖溶、斷層、煤層、采空區(qū)、滑坡、富水斷層破碎等不良地質(zhì)體和特殊地質(zhì)現(xiàn)象。為確保施工安全，保證施工質(zhì)量和進度，必須對不良地質(zhì)體和特殊地質(zhì)現(xiàn)象進行超前探測預報研究。
        國內(nèi)外隧道超前預報技術的開發(fā)與應用僅有十余年的歷史，是一個正在發(fā)展中的技術，特別是早期開發(fā)的技術很不成熟。目前國內(nèi)外應用的隧道地質(zhì)超前預報方法有陸地聲內(nèi)、負視速度法、HSP水平剖面方法、TSP203、TGP206、TRT、TST等，都屬于地震法超前預報技術，是以地震反射或敢射埋論）V量礎，通過隧道內(nèi)的地震觀測反演掌子面前方的質(zhì)情況。要達到準確、可靠預報的目標，必須有科學的觀測方案、可靠的資料處理方法、有效的反演方法和合理的技術流程，這些就構成了超前預報的技術核心，也稱超前預報的核心理論。這些理論問題的內(nèi)容魚含如下5個部分：
        1)科學設計觀測方案，使記錄資料滿足掌子面前方圍巖速度分析、波場分離與濾除側(cè)向干擾波和盡量減少面波干擾的要求。
        2)建立科學有效的三維波場分離方法，即濾除側(cè)向回波與面波干擾，僅保留前方回波，保證縱橫波分離科學可靠。
        3)建立有效的圍巖波速分析方法，使圍巖速度分布、地質(zhì)構造位置和規(guī)模的預報誤差小于10%。
        4)采用先進的地震成像技術，充分運用地震波的運動學和動力學信息。
        5)運用地震散射理論，提高偏移成像與速度分析分辨率，減少斜交構造和孤立地貢體漏報的幾率。
        這5個基本理論問題是超前預報技術的科學基礎，是地震法超前預報技術的關鍵組成部分。這些科學問題的解決應遵循如下的技術流程：首先進行合理的觀測方案設計，保證滿足方向濾波和速度分析處理技術的要求；對觀測資料進行預處理，包括帶通濾波、除噪音；接下來最重要的步驟是進行三維波場分離，濾除側(cè)向波和面波，保留前方回皮；然后進行縱橫波分離，確保縱橫波是來至前方的回波；然后進行圍巖速度掃描分析，確定圍巖的速度分布；最后是在圍巖波速的基礎上進行地質(zhì)構造的偏移成像。這樣的流程可保證地質(zhì)超前預報結(jié)果的真實、準確、可靠。
        國內(nèi)外隧道施工超前地質(zhì)預報技術的開發(fā)與應用時間不長，正處于一個發(fā)展中狀態(tài)，存在很多不成熟的地方。為了對不良地質(zhì)情況進行有效控制，減小對工程安全、質(zhì)量和進度的不利影響，最關鍵的問題是要找到切實有效的技術對地質(zhì)災害進行超前預報。目前，國內(nèi)外隧道工程界采用的預報方法主要分為地質(zhì)分析、物探和超前鉆探三大類，其中國內(nèi)使用較多的有TSP203系統(tǒng)、探地雷達、紅外探測、陸地聲吶和大地電磁法，但預報效果好的范例不多。