随着经济的发展,深埋长大隧道建设越来越多,隧道施工过程中出现的涌水等地质灾害也越来越多。这些灾害不但会延误工期,造成巨大的直接和间接经济损失,还可能会造成人员伤亡。因此,寻找到一种能够有效地预测隧道前方溶岩地质的方法并制作基于该方法的仪器,已经越来越重要。二电流激发极化法是根据含水构造对激发极化效应的影响来预测隧道前方的含水构造的。利用这种方法可以预测含水构造的存在、位置,甚至可以预测出含水量的多少。因为仪器测量精度等原因,在此之前该方法多限于理论研究,应用于实际的情况很少。本论文的主要内容是设计和实现基于该方法的隧道涌水超前探测仪,对关键环节进行深入研究,并采用优化技术。首先,介绍了激发极化效应的概念和二电流激发极化法的机理,从理论上分析探测仪设计的有效性；其次,介绍基于该方法的探测仪系统的设计方案、组织结构和各部分的功能,提纲挈领地从整体上把握系统的设计思路；再次,分别从硬件设计和软件设计两个层面上,对信号采集、传输、存取和提纯等环节深入研究,提出优化设计方案,采用了两级50Hz陷波、自适应增益放大、全中断数据流、CF卡上的FAT文件存取、基于PID算法的两级调零和小波变换去噪等技术,提高了系统的稳定性、精确性、实时性和使用灵活性,满足科研和实际应用的双重需要；最后,利用设计完成的探测仪进行模型试验和现场试验,对试验结果进行分析,进而在实践中证明了仪器和方法的有效性。