随着国家对基础设施的大量投入,水利工程、公路工程和铁路工程都在突飞猛进的发展。在这些基础设施建设的过程中出现了大量的隧道工程,并且隧道工程的地质条件越来越复杂,穿越的长度也越来越大,施工过程中不可避免的会遇到对隧道施工产生安全隐患的不良地质体,因此,隧道施工期三维地质构造分析和超前地质预报工作就显得十分必要。本文主要依托沪昆高铁、贵瓮高速等地质条件复杂、构造差异的隧道工程项目,围绕TRT6000地震波检测技术,主要开展了如下的工作:(1)结合TRT6000技术,系统研究了人工激发地震波的类型以及地震波在岩体介质中传播规律,包括衰减规律、惠更斯原理、费马原理、视速度定理、地震波的反射与透射规律。对岩体的密度、孔隙度、孔隙充填物、风化作用等与弹性波速的关系进行了分类研究。(2)通过研究TRT6000超前地质预报的检测结果,深入研究了岩溶隧道施工期间常见的不良地质现象,包括节理裂隙发育带、断层带、溶洞、软弱岩层。研究了上述四种不良地质现象对施工期隧道稳定性产生影响的机理。对各个不良地质现象所对应的TRT系统成果图像的典型特征进行了分类总结,并对TRT系统对各个不良地质现象探测的精度进行了对比分析。(3)针对TRT6000在数据采集中存在的问题,对直达波速的计算进行了优化改进,依据费马原理,推导出了在两种类型的隧道中地震波传播的实际路径以及直达波速的计算公式。(4)对获取的直达波速进行了数据分析,采用Jarque-Bera检验法证明了直达波速符合高斯分布的特征,提出了用高斯分布来处理背景波速的办法,并推导出了用高斯分布处理下的背景波速置信区间上下限的计算公式。(5)结合蓝黄带色谱成果图及紫红带色谱成果图,对改进前后不同背景波速下的预测效果进行对比分析。结合实际隧道工程,证明了提出的改进后直达波速的预测效果更接近于实际开挖的效果,具有可靠性,而用置信区间上下限确定的区间可将灾害体的实际位置包含在内。在地质条件差的区域,用高斯分布处理直达波速的办法可有效避免不良地质体的漏报情况。