在隧道的前期勘察中人们不可能较全面的掌握隧道开挖前方的地质详细情况，导致在隧道的掘进过程中不可避免的遇到断层破碎带、溶洞、暗河等地质情况的影响。如果不能及时预测，往往会导致很大的危险，不仅给现场施工人员造成伤亡，更给工程带来巨大的经济损失，影响施工进度。所以，在隧道的施工中引入超前地质预报成为施工中必不可少的程序。由于隧道空间本身的限制和很多外界因素的干扰，让地球物理方法很难取得理想的应用效果，而且地球物理各种方法本身也有一定使用的局限性。因此，基于地质雷达法、地震反射波法、TSP三种方法的组合地球物理预报体系，通过该组合取长补短每种方法的优缺点，以达到更加有效的预报效果。　　 论文首先正演模拟了地质雷达在隧道掌子面前方存在几种破碎带、充水溶洞、空溶洞情况下的电磁波的波场响应特征。通过正演分析，得到地质雷达在短距离识别破碎带、溶洞效果上比较明显，而且波场特征能够为实际数据提供判别地质体的依据。同时文章设计了隧道中存在一个垂直隧道轴线的岩层分界面，模拟了地震波在隧道地质模型中波场特征，通过把侧壁的检波道记录和炮点矫正到掌子面，分析可知基于侧壁观测系统的数据在判别掌子面前方分界面上的效果上较不利，基于掌子面接收道记录的数据有利于判别分界面。通过正演分析可知，地质雷达和地震反射波地质超前预报方法在识别掌子面前方的地质体上方法是正确可行的。　　 本文设计了一套组合观测系统，包括三种方法的观测测线，并将其应用到两个隧道中。本文把组合方法应用到两个施工中的隧道，通过实际数据的探测结果，可以得出地质雷达、地震反射波、TSP三种方法在短距离的预报上，判断隧道前方的地质不良体位置上基本能够吻合，但是随着探测距离在一定范围内的增加时，地质雷达和水平叠加的探测深度则达不到，而TSP和偏移成像法的效果则较好。本文中TSP和偏移成像也相互印证了牛头岭隧道前方较远位置存在断层带，能为实际施工提供非常有价值的参考信息。　　 因此在短距离的探测中我们需要地质雷达组合水平叠加法进行地质预报;在长距离的探测中需要TSP和偏移成像组合预报，同时需要地质雷达的加密探测。通过本文的研究，证明组合方法是可行有效的，在实际隧道地质预报中能够实现并发挥作用。