改革开放40年以来，我国基础行业设施建筑数量先有量的提升到现在质的飞跃，其中包括水利工程设施的修建;水工隧洞的施工条件也越来越复杂，隧址区的工程地质条件复杂多变，采用一些物探方法探测掌子面前方围岩的地质情况必不可少，可以准确的探明前方不良地质段（断层破碎带、空洞、节理裂隙密集带等）的位置和规模，这样可以减小施工事故的发生，减小经济损失。地质超前预报方法经过这些年的发展，目前较为先进的是产生了以GPR和瞬变电磁法为主的电磁波法和以TGP和TSP为主的地震波法，以及传统的掌子面编录法、超前钻探法等;在这些物探技术中，GPR和TGP具有较好的发展前景，GPR具有分辨率高、干扰小、操作简单、预报准确等特点;TGP探测手段具有预报距离长、对施工干扰小、不良地质段预报准确等特点;GPR和TGP是目前地下工程常用的地质预报探测方法，但目前地下工程地质预报手段单一，且地质条件复杂同时现场存在部分干扰因素，致使预报不够准确，直接带来了部分经济损失。GPR和TGP解译标准也不明确，数据的解译大部分依靠解译人员的个人经验，所以研究GPR和TGP在水工隧洞超前地质预报的应用，提出普遍的数据解译方法，减小现场干扰的因素，对正确提高隧洞预报结果具有十分重要的意义。　　本论文依托江西省科技厅项目开展研究，以在建的水工隧洞施工超前地质预报为依托工程，采取了对国内外超前地质预报相关文献进行归纳总结，对隧洞超前地质预报现场试验、并且结合理论分析、数值模拟等研究方法，主要研究内容现场GPR采集数据时敏感性分析;运用GPRMax2.0软件对几种典型不良地质体进行正演分析，在理论上得到了其反射电磁波波形图像;GPR和TGP在不良地质体的超前地质预报的应用，后期开挖验证，得出GPR和TGP探测技术在不良地质体的反射波图形。最后对GPR和TGP两种探测技术在隧洞超前地质预报综合预报提出构想。　　通过分析研究，得出以下结论:　　(1)工程地质条件的研究:以实际工程为项目依托，结合国内外相关文献资料，系统的分析了隧址区的地形地貌、地质构造、水文地质条件、地层岩性等，分析出了潜在的不良地质体，以及不良地质体对隧洞超前地质预报工作的影响。　　(2)对GPR探测技术的研究:以实际现场试验为依托，运用GPR在隧洞进行超前地质预报，通过控制变量法，总结了一些现场探测的工作结论:①包括在现场试验探测前仪器设备的调试、参数的选取，对预报结果都有一定的影响;②对电磁反射波敏感性的影响分析，得出了参数选取（时窗长度、介电常数、增益大小、数字滤波）对探测结果的影响，所以正确选取相关参数对地质预报的准确性具有十分重要的作用;以及后期原始数据后处理的方法;③通过分析GPR对围岩含水率的不同探测的结果研究，得出了含水率越大，电磁波在传播的过程衰减的越快，探测效果不明显;④得出了含水率的不同对围岩的介电常数有一定影响，正确选取介电常数，可以准确的确定不良地质体的大小、位置。　　(3)对GPR超前地质预报电磁波传播进行数值正演分析，建立了几种地电模型，其中包括溶洞、夹层（不整合面）、不同倾斜角度的断层破碎带、复杂模型等地电模型，在理论上得出了GPR在几种不良地质体电磁反射波形图;后期运用GPR在几种不良地质体的预报与开挖验证，得出了不良地质体反射波形的快速识别，GPR在不良地质体解译标志初步建立;　　(4)对TGP探测技术的研究:以实际现场试验为依托，运用TGP系统在隧洞进行超前地质预报，结合相关理论分析出通过纵波波速对围岩级别的划分，以及不良地质体的识别（软硬岩变化带的判别、断层破碎带、岩溶发育带、含水层的识别等），初步建立起TGP数据解译的方法;最后提出了相关方法就如何提高TGP探测技术在隧洞超前地质预报的准确性。