TSP超前地质预报施工方案解析
TSP超前地质预报实施要求-技术交底资料
超前地质预报现场实行规定一、TSP203隧道地质超前预报1、TSP203隧道地质超前预报布孔规定1）爆破孔24个：孔距1.5米，孔深1.5米；孔高（距地面）1－1.2米；倾角：向下10°－20°；孔径：38mm（不不不小于38mm）2）两个传感器孔：孔深2.0m（不不小于2.0m）；倾角：向上5°－10°；距地面高度：1－1.2 m；孔径：45－50 mm（不不不小于45 mm，不不小于50 mm）最终一种爆炸孔距传感器孔距离：17－20 m3）所需材料：起爆器一种（内装好干电池）；乳化炸药：3kg－4kg；瞬发电雷管30发；卷尺一把（5m钢卷尺和皮尺各一把）4）注意事项：●应采用瞬发电雷管和防水乳化炸药作震源之用；●必须满足TSP操作旳隧道开挖距离，接受器孔和炮孔应在同一平面上（图）；●激发时炮孔中灌水，保证足够旳激发能量在岩层传播以及减少震源带来旳干扰；●假如围岩较软，打孔后轻易塌孔，需做好护孔工作，如使用PVC管支护；●爆炸孔尽量不在电缆线一侧；●爆炸孔布在隧道旳左右侧均可；●最终一种爆破孔尽量靠近掌子面。
●爆破孔、传感器孔，布孔示意图如下：2、现场配合1）施工单位提前2-3天报计划，即告知第三方预报单位；第一次预报施工断面需进洞深55米以上，每次预报长度为100m 左右，两次预报反复搭接长度为10m 左右。
2）假如要做TSP203地质超前预报，则需在每次报计划开始，同步进行打孔，检测单位抵达现场即可开始预报工作。
3）现场需要1名跟班技术员，2名炮工和2名杂工配合第三方进行预报工作。
4）在进行超前地质预报工作时，应停止掌子面及其附近旳施工作业。
二、地质雷达隧道地质超前预报本次采用旳地质雷达为意大利生产旳RIS-K2型，天线使用中心频率为200MHz 和80MHz 旳两种低频屏蔽天线。
有效探测距离在完整灰岩地段不小于20m ，在岩溶发育地段根据雷达波形鉴定。
[PPT]TSP隧道超前地质预报
![[PPT]TSP隧道超前地质预报](https://img.taocdn.com/s3/m/aa2fdb3d5a8102d276a22f52.png)
正极性-红色 负极性-兰色
云南xx高速公路建设指挥部 云南xxxx无损检测站
TSP在云南xx高速公路隧道超前地质预报中的应用
TSP隧道超前地质预报工作流程
TSP数据采集
TSP数据处理
TSP成果解释 波的运动学特征 波的动力学特征
传播路径 速度
云南xx高速公路建设指挥部 云南xxxx无损检测站
TSP在云南xx高速公路隧道超前地质预报中的应用
通过TSPwin软件计算的岩石物理及力学参数
云南xx高速公路建设指挥部 云南xxxx无损检测站
TSP在云南xx高速公路隧道超前地质预报中的应用
● 关于TSP解释准则 ■正反射振幅表明硬岩层，负反射振幅表明软岩层。 ■若S波反射较P波强，则表明岩层饱含水。 ■Vp/Vs增加或泊松比突然增大，常常由于流体的存在而引起。 ■若Vp下降，则表明裂隙或孔隙度增加。
目前我们正在智能化方面进一步研究和开发该技术，更好地为 隧道施工服务。
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TSP在云南xx高速公路隧道超前地质预报中的应用
谢谢大家！
欢迎各位领导、专家 批评指正
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TSP在云南xx高速公路隧道超前地质预报中的应用
●实例分析之五—关于煌斑岩—
■
DFYK隧道下行线
K255+047～K255+197 TSP预报
预报位置
设计K255+040～ K255+270为煌斑岩 TSP预报 煌斑岩范围 K255+160～K255+228
K254+998 K255+197
TSP法隧道超前地质预报技术研究与应用
TSP法隧道超前地质预报技术研究与应用摘要：TSP隧道的地质超前预测，是通过在隧道周围的岩石中，按照一定的排布，产生一种弹性波，当弹性波传播到三维空间时，接触声阻抗分界面，也就是地质岩相变界面、结构断层带、喀斯特及喀斯特发展带等,将发生一种弹性波反射情况，这个反射波由埋设在巷道周围岩石中的探测设备探测到，向仪器输入实施信息源的扩增、信息收集和分析。
关键词：TSP法；隧道；地质预报引言物探技术能极大地影响每天的地质灾害勘查工作。
在科学技术飞速发展的今天，在国内，物探技术已经成为了一项重要的工程，它是保证工程质量和安全的重要手段。
TSP法是利用物探技术对隧道工程进行地质预测的一种先进技术。
所以，在进行TSP探测预报的时候，一定要对隧道的地质状况有一个全面的认识，在数据采集、处理和评估的每一个环节都要有针对性，这样才能保证地质预报的可靠性和准确性。
一、TSP原理及特点（一）原理隧洞超前地质预测检测法是利用TSP进行的，它的观测系统是按空间分布的，而接收和激励系统则分别位于隧洞两侧的岩层中。
地震波的产生是通过小爆炸，电火花，撞击等方式来实现的。
TSP能对两侧及上、下两个层面的回进行甄别、过滤，只留下掌子面前的回波，防止了误报警；并给出了掌子面前的岩石波速度及地层接触面的精确图像。
地震波速度可作为岩体工程等级划分的基础，而界面可作为地质结构解释的基础。
在不同的阻抗界面条件下，地震波将会在不同的阻抗界面上被部分反射，而另一些则会传输到前方介质中。
利用高灵敏的测震仪对反射回波进行探测。
利用地震波软件对数据进行处理，就可以对隧道工作面前方不良地质体的性质、位置和规模进行了解。
（二）特点将TSP方法应用于隧道地质超前预测，能够充分利用TSP方法的高精度、高实时、大范围、易操作、易推广等优点。
首先，利用TSP方法，在隧道沿线构造地质点和地质点间构建关联地图，实现对可能发生的地质灾害的精确预报，为隧道建设提供精确的地质资料。
TSP隧道地质超前预报作业指导书
TSP隧道地质超前预报现场工作指导书一、预报测量的钻孔要求1、观测布置的设计接受隧道地震波超前预报任务后，首先要认真仔细地学习并掌握该隧道勘察报告，主要的工程地质和水文地质问题、岩性与分布条件、隧道埋深与地形条件、隧道轴线方向与本区主要地质构造方向的关系、以及隧道功能设计的变径段分布等。
预报观测系统的布置设计以针对该隧道主要地质问题为核心，不断分析和总结主要地质问题的预报资料的反应和表现，做到有的放矢。
在具体的布置方面：在隧道轴线与主要地质构造方向不正交条件下，激发炮孔应选择在夹角小的一侧洞壁为宜；对存在充水构造和易溶岩地区的隧道预报中，要加密预报测量的次数，做到预报段具有重复资料能够进行动态的对比分析，并提醒其他预报手段复查核对，因为目前的物理方法尚无法预报水头压力，所以在接近病害地段施工要提醒施工单位，采取打一定数量的分布式深风钻孔作为探孔，和采取浅爆破施工相结合的方法度过病害地段，严防突水突泥事故的发生；预报的测量段应避开隧道的变径段，具体方法是要掌握变径段的设计位置，通过预报距离调节可以避开。
2、组织安排要有预报检测人员进洞布置接收和激发的孔位，用红色油漆毛笔准确标注在隧道的洞壁上。
对于接收孔标明里程桩号，对于激发孔（放炮孔）的起始孔标明里程桩号。
而后通知施工单位打孔。
打孔完毕后，预报人员要先进洞对孔深、孔径、和孔数进行验收，对于不合格的孔要进行补钻。
预报工作尽量少占用隧道作业时间，提高速度的重要环节之一，是预报检测人员要进行现场布孔和检测钻孔的质量两个环节。
TGP 隧道地质超前预报的接收孔与激发孔深度为2m，钻孔完毕进行检查时，用大于2m 长度的木杆或者塑料管检查钻孔是否满足深度和倾斜要求。
准备工作做好了，可以大大缩短占用隧道的时间，一般现场预报测量应该控制在不大于1 个小时以内的时间完成。
如果忽视准备和检查工作，进洞安置接收探头和安装炸药时才发现问题，再进行补钻等将会延长占用隧道的时间和影响施工。
隧道的地质超前预报方法与不良地质施工措施
隧道的地质超前预报方法与不良地质施工措施我们在隧道的施工过程中会遇到各种不良地质,为避免盲目性,使施工方案和技术措施更科学合理，开展地质超前预报十分必要。
地质超前预报对不良地质能做到早发现，早预防，从而采取恰当的处理措施,减少和化解不良地质给施工带来的不利影响。
1地质超前预报方法1.1超前导坑法长隧道和特长隧道大都设有平行导坑。
平导一般与线路平行，距线路20m～30m 不等。
施工过程中利用平导先行的优势，认真收集和积累地质资料，并根据平导开挖过程中揭示的地质资料指导正洞施工，从而使正洞的施工方案和技术手段都建立在科学合理的基础上。
平导开挖断面小，即使出现不良地质也容易处理，对施工影响不大。
因此,超前导坑法在长隧道和特长隧道施工中被广泛采用。
1。
2 超前水平钻探法采用隧道专用钻机进行超前水平钻探，来探明开挖前方的地质情况。
超前水平钻探其实并非完全“水平”,带有一定的角度.与地震波反射法、地质雷达探测法相比,超前水平钻探法具有更直观、更准确的特点。
超前水平钻探法虽是“一孔之见”，却能起到“管中窥豹”的作用。
超前水平钻探法主要用于探测煤层、瓦斯、断层、溶腔、突水、涌泥等不良地质。
超前水平钻探法探测的距离长，探明的不良地质距工作面较远，便于提前调整施工方案和技术措施。
1.3 超长炮孔钻探法超长炮孔钻探法指的是在掘进过程中，每次打眼都用5m钻杆在隧道拱部和底部各钻两个探测孔，放炮则控制在3m以内，使工作面始终保持距不良地质2m 以上的安全距离。
当钻孔出现不良地质征兆时，可以及时采取应对措施。
采用超长炮孔钻探法，避免了钻机的频繁移动，可以不中断隧道的正常掘进，简便易行、事半功倍。
超长探孔还可兼做炮眼,节约成本，提高功效。
1。
4 地震波反射法-—TSP-203系统TSP超前地质预报系统是目前隧道及地下工程地质预报工作中，采用的较为先进的设备。
其工作原理是利用地震波的回波原理，人工制造一系列有规则排列的轻微震源，形成一个地震源断面；同时，三维地震波接收器在计算机的监控下，采集这些震源所发出的震波沿隧道前方及四周区域传播而遭遇不良地质体(如地层层面、节理面、特别是断层破碎带界面和溶洞、暗河等）被反射返回的地震波数据.这些回波信号的传播速度、延迟时间、波形、强度和方向，是与相应不良地质体的性质和分布状况紧密相关的.在一定间隔距离内连续采用上述方法，可以得到前方地层的地质力学参数，如杨氏模量和横向变形系数等，从而预报隧道前方及周围临近区域的地质状况，判断开挖面前方100m～200m范围内的地质情况。
隧道工程—超前地质探测与预报方法
隧道工程—超前地质探测与预报方法根据隧道工程地质条件，结合以往施工中在超前地质探测与预报方面所积累的经验，拟采用TSP203地质预报系统、地质雷达、超前钻探法、红外线探水仪等进行地质预报，并预测开挖工作面前方一定范围内围岩的工程地质和水文地质条件。
初步确定本次施工采用以下方法进行超前地质探测与预报。
一、TSP203超前地质预报系统TSP203超前地质预报系统是利用地震波在不均匀地质中产生的反射波特性来预报隧道掘进面前方及周围临近区域地质状况。
它是在掌子面后方边墙一定范围内布置一排爆破点，进行微弱爆破，产生的地震波信号在隧道周围岩体内传播，当岩石强度发生变化，比如有断层或岩层变化时，会造成一部分信号返回，界面两侧岩石的强度差别越大，反射回来的信号、返回的时间和方向，通过专用数据处理软件处理，得到岩体强度变化界面的信号也就越强。
返回信号被经过特殊设计的接收器接收转化成信号并进行放大，根据信号返回的时间和方向，通过专用数据处理软件处理，就得到岩体强度变化界面的位置及方位。
TSP203地质预报系统实际操作中有如下特点：适用范围广，适用于极软岩至极硬岩的任何地质情况；距离长，能预测掌子面前100m～200m范围内的地质状况，围岩越硬越完整预报长度就越大；对施工干扰小，可在施工间隙进行，即使专门安排时间，也不过一小时左右；TSP203地质预报系统现场测试示意见下图。
图 TSP203地质预报系统现场测试示意图提交资料及时，在现场采集数据的第二天即可提交正式成果报告。
采用专用处理软件，将复杂多解的波形分析转换为直观的单一解的波形能量分析图。
将隧道顶部和底部的波形能量分析图分析确定之后，可得出断层破碎带、软弱夹层或其它不良地质相对于隧道的空间位置，计算机自动绘出弹形波速度有差异的地质界面相对于隧道轴线的地质平面图和纵断面图。
但也存在预报准确性和预报精度方面的问题，需要采用其他预报手段来补充和完善。
数据处理流程见图3-5-4。
TSP技术在云雾山隧道施工期超前地质预报应用浅析
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２ １ 第 Ｏ 期 ０ ２年 ５ 总第 １ ７ ６ 期
福
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建
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Ｖｏ ．１ ７ １ ６
ＴＳ Ｐ技 术 在 云 雾 山隧道 施 工期 超 前 地 质 预 报 应 用浅 析
地应力引起岩爆等地质灾害 的发 生 ； 山隧道穿过 白果坝 构 云雾
造高部位 ， 构造沿轴部断层 发现多 处气苗 ， 工可能揭 示含 有 施 天然气 的地层 ； 因此存在 的主要工 程地质 问题有 ： 岩溶 及岩 溶
突水 突泥 、 断层破碎带 、 高地应力 引起 的岩爆 和软岩变形 ， 天然
是毁灭性 的灾难 ； 隧道最 大埋深达 ８０多米 ， ０ 围岩 主要 以 白云
隧道超前地质预报(TSP法)施工作业指导书
超前地质预报（TSP法）作业指导书1.适用范围适用于铁路隧道工程超前地质预报（TSP法）施工。
2.作业准备2.1施工前应充分掌握隧道设计图纸及相关文件内容，并及时与现场进行核对，以确定合适的超前地质预报方法并配备相应机具设备。
根据施工图设计要求及现场实际情况做好超前地质预报作业技术交底。
2.2熟悉《铁路隧道超前地质预报技术规程》（Q/CR9217-2015）、业主下发有关超前地质预报的管理办法等文件要求。
2.3将隧道超前地质预报工作纳入正常的施工工序管理，建立完善的信息收集和信息反馈系统。
2.4熟悉了解已有勘察资料，掌握掌子面所处地段的地层岩性、构造特征、不良地质及水文地质特征。
2.5熟悉了解其他预报手段探测成果，分析判断掌子面所处地段工程地质与水文地质特征可能出现的差异（与勘察成果比较）。
3.技术要求3.1技术指标3.1.1地层岩性预报，特别是针对软弱夹层、破碎地层及特殊岩土的预测预报。
3.1.2地质构造预报，特别是针对断层、节理密集带、褶皱轴等影响岩体完整性的构造发育情况的预测预报。
3.1.3不良地质预报，特别是针对瓦斯等发育情况的预测预报。
3.1.4地下水预测预报，特别是针对富水断层、富水褶皱轴、富水地层中的裂隙水等发育情况的预测预报。
3.2技术标准3.2.1探明断层的性质、产状、富水情况、在隧道中的分布位置、断层破碎带的规模、物质组成等，并分析其对隧道的危害程度。
3.2.2测定瓦斯含量、瓦斯压力、涌出量、瓦斯放散初速度等，评价隧道瓦斯严重程度及对工程的影响，提出技术措施建议等。
4. 施工程序与工艺流程4.1施工程序施工程序详见图1。
4.2工艺流程工艺流程详见图2、图3。
图1 隧道超前地质预报工作程序框图图2超前地质预报实施流程图图3 地质预报信息处理流程图图4 TSP超前预报测线示意图5.施工要求5.1施工准备5.1.1预报工作开展前一天，通知施工方按照观测系统设计图打好接收器孔和爆破孔。
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阳泉至五台山高速公路阳泉至盂县段A1-1合同段维社隧道超前地质预报施工方案中国建筑股份有限公司阳五高速公路A1-1合同段2008年11月阳泉至五台山高速公路阳泉至盂县段A1-1合同段维社隧道超前地质预报施工方案编制：审核：审批：中国建筑股份有限公司阳五高速公路A1-1合同段目录1．工程概况 (1)2．编制依据 (3)3．主要预报内容 (3)4．主要技术措施 (3)5．超前地质预报的主要方法 (4)5.1 TSP法 (4)5.2 其它方法 (7)6．TSP探测方法实施方案 (9)6.1 TSP探测程序 (9)6.2 TSP探测具体方法 (9)7．安全措施 (10)7．TSP探测组织机构 (12)附件：TSP 观测系统设计及准备工作要求 (12)1．工程概况阳五高速公路阳泉至盂县段A1-1合同段维社隧道，位于平定县维社-里社一线东侧500m左右，为分离式隧道。
左线阳泉端里程ZK0+500，洞底设计标高684.79m，盂县端里程ZK4+075，洞底设计标高710.86m，总体走向为325°～355°，全长3575m，属于特长隧道，隧道顶板最大埋深约82.57m，位于ZK1+000处；右线阳泉端里程YK0+535，洞底设计标高685.215m，盂县端里程YK3+985，洞底设计标高714.07m，总体走向为325°～355°，全长3450m，属特长隧道，隧道顶板最大埋深约82.51m，位于YK1+020处。
左线与右线基本平行，相距约50m。
隧道设计净空(宽×高)为：10.25m×5.0m，设计行车速度80km/h。
隧道围岩级别及地质状况情况表见表1-1。
隧址区位于山西省中东部，太行山西麓。
由于受地质构造和长期的侵蚀、剥蚀作用，地形起伏较大，沟谷纵横，地形条件复杂，总体趋势西北高东南低，呈阶梯状，倾斜坡度15°左右。
最高点为分水岭处，海拔1339.5m，最低点位于桃河谷底，海拔522.5m，相对高差817m。
根据地表形态特征及其成因类型，将项目区划分为黄土覆盖低山区、河谷阶地区、构造剥蚀基岩低山区、黄土丘陵区、山前倾斜平原，同一地貌单元呈不连续分布。
隧址区地层结构较为复杂，经工程地质调绘和勘探揭示，勘察区地层由第四系全新统人工堆积层及冲洪积层（Q42ml、Q4al+pl）、第四系上更新统风积层及冲洪积层（Q3eol、Q3al+pl）、第四系中更新统冲洪积层（Q2al+pl）、上第三系上新统冲洪积层（N2al+pl）、石炭系上统（C3）、中统（C2）及奥陶系（O2）中统沉积岩构成。
隧道地貌属黄土覆盖低山区。
隧道围岩主要由第四系上更新统马兰组（Q3m）黄土及中更新统离石组（Q2l）粉质粘土，石炭系上统太原组（C3t）砂岩、泥岩，石炭系中统本溪组（C2b）砂岩、泥岩、灰岩、铝土页岩，奥陶系中统峰峰组（Q2f）石灰岩组成。
隧道进口围岩岩性为奥陶系中统峰峰组（Q2f）中～薄层石灰岩，强～弱风化，层间结合较差，节理发育，受F4断层影响，岩体较破碎，呈裂隙块状结构，自然开挖围岩无自稳能力，岩层产状320∠5°，围岩级别划分为左线Ⅴ级，右线IV级。
隧道出口围岩岩性为石炭系上统太原组（C3t）砂岩及石炭系中统本溪组（C2b）灰岩、泥岩等组成。
强～弱风化，层间结合一般，节理发育，岩体破碎，呈破裂结构，无地下水，自然开挖围岩无自稳能力，围岩级别划分为Ⅴ级。
隧址区实测有两条断层（F4、F6）, 为正断层，推测有一条断层（F5）,为逆断层。
勘察期间地表水主要为隧址附近的十二局水库，钻孔未揭露地下水。
隧道进出口工程地质条件较差，进出口围岩级别为Ⅴ级；洞身围岩为Ⅲ～Ⅴ级，工程地质条件一般。
隧址区无不良地质。
表1-1隧道围岩级别及地质状况情况表2．编制依据（1）有关的工程地质勘察报告（2）有关设计文件、图纸，山西省交通规划勘察设计院（3）《公路隧道施工技术规范》（JTJ042-94）（4）《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98）（5）《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）（6）《铁路工程物理勘探规程》(TB10013-2004)（7）《大地电磁测深法技术规程》(DZ/T0173-1997)（8）《铁路隧道新奥法指南》，铁道部基本建设总局，19883．主要预报内容根据维社隧道施工中可能遇到的主要工程地质问题，并结合当前隧道施工技术，确定该隧道超前地质预测预报的主要内容有：（1）隧道施工影响范围内的断层及隧道岩相变化带；（2）隧道设计围岩分级的准确性，为围岩变更提供依据；（3）其他可能存在不良地质条件的位置段。
4．主要技术措施目前，隧道地质超前预报有很多方法，受各种条件的限制，不同的预报方法有各自的优缺点。
本工程由于地质条件并不复杂，地质勘察未发现不良地质。
因此，采用TSP超前地质振探仪进行洞内探测的超前地质预报手段，对各级围岩，尤其是Ⅳ、Ⅴ级围岩及断层段进行超前预报，以此指导整个施工过程。
按设计文件要求，根据实际情况，合理选用工程地质调查分析推断法、TSP法、超前地质钻探等方法，预测和探查可能引发灾害的不良地质现象，如断层破碎带、软弱夹层等，及时反馈指导信息化设计与施工，对前方软弱围岩或其它不良地质体提前主动采取相应加固处理措施，有效控制地质灾害，确保隧道施工安全。
同时也应对围岩类别变化的地段，提出或建议优化的支护方案。
本项目采用TSP进行“常规超前地质预报”；对TSP发现的不良地质段（如岩溶、突水、突泥等不良地质条件段），必要时用地质雷达辅助进行“重点预报”以加强预报的准确性；同时，对于已经探明的特殊地质灾害突发地段，应利用超前地质钻探与超前预报相配合，进行“跟踪排查预报”，最终形成采用工程地质调查分析推断法、地质雷达、TSP法、超前地质钻探等进行综合预报的手段，以提高预报的准确性。
5．超前地质预报的主要方法本项目隧道施工地质超前预报工作内容和需要达到的目的：(1) 资料收集、勘察成果整理分析、熟悉设计文件、资料和图纸。
(2) 补充地质调查。
(3) 洞内地质调查和掌子面地质素描。
(4) 物探方法的选择和现场实施掌子面探测。
(5) 探测成果分析。
(6) 隧道工程岩体分级。
(7) 预报报告的内容及报告的提交。
通过资料收集、勘察成果整理分析、熟悉设计文件、资料和图纸和补充地质调查，确定隧道施工地质超前预报重点段，减少预报的盲目性和预报经费使用的有效性。
洞内地质调查和掌子面地质素描是隧道施工过程中的地质工作，是开展隧道施工地质超前预报的基础工作，也是对隧道设计地质资料的补充和完善，更为隧道运营阶段隧道病害整治提供完整的隧道地质资料。
5.1 TSP法TSP200超前地质预报系统，是专门为隧道和地下工程超前地质预报研制开发的，是目前在该领域的最先进设备，它能方便快捷预报掌子面前方100－200m范围内的地质情况，包括隧道前方岩性的变化、破碎带和软弱层的位置宽度、是否含水、是否存在不良地质体等，通过探测为隧道工程以及变更施工工艺提供依据。
这将大大减少隧道施工带来的危险性，减少人员和机械损伤，同时也带来了巨大的经济利益和社会效益。
TSP法是本项目采用的主要方法。
（1）测试仪器采用瑞士Amberg测量技术公司最新生产的TSP200型(Tunnel Seismic Prediction)超前地质预报系统设备。
与TSP202相比，TSP200在硬件设计和软件设计等方面都作了较大改进，其软件编程除了考虑与WINDOWS视窗的兼容之外，还特别强调了软件的智能化和评估结果输出的灵活性。
图1为TSP200系统组件简图。
图 1 TSP200系统组件简图（2）探测原理像所有振动测量方法一样,TSP测量方法也需要振动发射源和接受装置。
TSP测量系统是通过在掘进面后方一定距离内的钻孔内施以微型爆破来发射声波信号的，爆破引发的地震波在岩体中以球面的形式向四周传播，其中一部分向隧道前方传播，当波在隧道前方遇到异面时，将有一部分波从界面处反射回来，界面两侧岩石的强度差别越大，反射回来的信号也越强。
放射信号经过一段时间后到达接受传感器，被转换成电信号并进行放大。
从起爆到反射信号被传感器接收的这段时间是与反射面的距离成比例的，通过反射的时间与地震波传播速度的换算就可以将反射界面的位置、与隧道轴线的交角以及与隧道掘进面的距离确定下来；同样使用TSP也可以将隧道上方或下方存在的岩性变化带的位置方便地探测出来。
图 2 为TSP超前预报测量原理，图3为TSP200系统组件标准测量图示。
图 2 TSP超前预报测量原理图 3 TSP200系统组件标准测量图示为达到探测隧道前方和周围地质情况的目的，在TSP测量系统中使用了三对高敏加速度传感器，三对加速度传感器通过一根金属杆连接在一起，分别以平行和垂直隧道轴线的方向定位在专门的传感器钻孔内，传感器的这种布置方式能保证接收有各种不同角度反射回来的反射信号，使用三对水平和垂直布置的传感器还能有效地减少干扰信号的影响。
由传感器采集到的振动信号经过模数转换器转换后存储在一台小型计算机上，整个测量过程也是通过这台计算机来完成的。
测量工作结束后将存储在小型计算机上的地震信号作进一步的分析处理之用。
TSP测量系统配备有专门的分析软件，分析软件的主要任务之一是对测量信号进行各种数值滤波、选择放大等，以获得清晰的反射图象。
分析软件的另一功能是将反射波图象所提供的信息与隧道的空间坐标结合起来，通过一系列的数学运算求出反射事件本身的空间位置以及与隧道的相对位置。
这些数学运算的结果和解释正是TSP地质超前预报的最终结果。
5.2 其它方法在TSP法探测到掌子面前方有不良地质情况而又不是很明确时，采用其它方法进一步探明确认。
（1）地质雷达，原理和TSP203一样，不同的是地质雷达采用的是电子雷达波。
因探测结果受读图人员的限制较大，不易搬运，一般用于遂底空洞监测。
其主要措施如下：1）现场数据采集主要是在掌子面上进行，采集前应对掌子面进行平整处理，使雷达天线与掌子面能有较好的藕合。
2）在掌子面附近应没有其它的金属物体。
3）雷达测线在掌子面上呈“＃”字形布置，测线长度根据天线长度决定，在有限的掌子面上尽可能的长。
4）一般应采取连续观测方式。
（2）水平超前探孔，探测结果直观，隧道前方有水、泥、空洞以及围岩强度情况等极易掌握，设备成本相对较低，操作简单。
目前被普遍采用，学术界和施工人员也都普遍认为这是地质预报最有效的方法。
（3）超长炮孔，在钻爆时，采用拱顶一个边墙各两个（数量视现场情况适当调整）4～5m的超长炮眼，也可探查前方围岩情况。
在施工地质预报工作中，坚持隧道洞内探测与洞外地质勘探的结合、地质方法与物探方法的结合、长距预报和短距预报方法相结合、物探方法与超前水平钻探的结合，开展多层次、多手段的综合超前地质预报，并贯穿整个施工过程。