地铁是城市交通系统的核心，目前我国已有许多城市处在地铁建设的高峰期，由于勘察资料不够详细导致施工过程中风险剧增，造成了大量的人身财产损失。地铁勘察的内容包括详细了解场区内地层信息和不良地质体分布情况等，地勘中的地层轮廓线通常是将沿线钻孔所得的地层信息用直线连接而得，孔距和土样的扰动都会影响地层界线划分的精细程度，而常规的地球物理方法无论地面勘探还是钻孔（井）探测，单一探测的资料解释存在多解性等问题。如何利用已有的勘察孔对两孔之间的地质情况进行更精细的探测是本论文研究的重点。本论文提出“基于钻孔与地面相结合的地震波空间探测方法”并完成了原理样机的研制工作，该方法通过透射与反射的联合及高密度的震源和接收器空间排布，可实现孔中与地面两种观测条件下的组合勘察，以及对介质体的三维层析成像，且不受地形条件影响。通过北京某地铁段的勘察应用并与地层资料作对比分析，试验结果显示该方法效果良好，能够为地铁施工提供较为详尽的地层界线及不良地质体信息，具有较为广阔的应用前景。