隧道是交通基础设施的重要组成，尤其在山区、城市等地形复杂区域，其建设至关重要。隧道工程施工过程中，因受地质作用与人为工程活动的影响，会引发多种地质灾害，严重威胁人民的生命及财产安全。其灾害的成因涉及岩溶发育、断层破碎带、地下水活动等地质条件，常导致塌方、涌水、区域断裂带等次生灾害。隧道超前地质预报是指利用钻探和现代物探等，力图在施工前掌握前方的岩土体结构、性质、状态，以及地下水、不良地质体、地应力、瓦斯等地质信息的赋存情况，保障施工安全。
1、TST技术原理
TST是一种地震法超前探测技术，通过对地震反射波走时的测量来确定围岩的波速与反射面位置的，不但能预报岩性与构造等大型地质界面，也不会漏掉岩溶、孤石等孤立地质异常体。TST主要理应地震波的散射原理，和地震波的反射理论相比，散射理论具有普遍性，反射理论仅是散射面无穷大时的一种特殊情况，因此，散射理论具有更高的分辨率。散射理论遵从波动方程，当地震波通到岩性变化、地质构造等波阻抗变化界面时发生散射，散射波返回到接收点时被记录下来。地震波的散射发生在介质波阻抗分布不均的部位，假定用 α(r)表示均匀介质中局部平方波速的百分比异常，百分比异常的分布表征了地质结构的主要特征。则介质中的波动方程可表为：
其中U为总的地震波场。同时，反射与散射理论对于地震记录的理解是截然不同的。散射理论中散射波是岩着一定的方向分布，覆盖范围及反射回波在很广的范围内都可以收到，不会漏掉斜交构造和复杂孤立地质体，预报精度高于反射理论。
TST技术以隧道三维波场特征为基础，从地震观测方案、三维波场分离、围岩波速分析、散射原理、逆散射偏移成像等方面对掌子面前方的回波进行剥离，剔除其余方向的干扰波，保留有效回波，提高了掌子面前方不良地质构造、不良地质体的地质灾害预报的精度。
2、工程应用
工程始于客源隧道，位于黑龙江省佳木斯市桦南县境内，一共穿越34条，中交路桥科技有限公司承担6条隧道超前地质预报，共8647米。
掌子面围岩为混合花岗岩，强风化，节理裂隙较发育。围岩稳定性一般，呈碎石状结构，无聚集水，可能裂隙水。
共进行超前预报23次，针对不良地质发育情况，共预测31个不良地质发育段，针对不同的不良地质发育特征、围岩级别及自稳能力，提出了增加施工监控量测的频率、调整施工强度减少围岩扰动、加强超前支护、注意围岩掉块及局部坍塌防护、观察渗水并及时做好防护等多天建议措施，有力的保障的隧道施工安全，并为隧道衬砌设计施工提供了科学依据。
3、中交路桥科技技术能力
中交路桥科技有限公司是专业从事工程检测监测、城市安全监测预警与评价、数字智能化研发为一体的复合型高新技术集团企业。技术人员涉及铁道工程、城市道路与公路、桥梁工程、隧道工程、建筑工程、水利工程、工程物探、安全技术、电力、信号、集成电路、智能科学等专业。
中交路桥科技在隧道超前地质预报方面具有较强的理论基础及工程经验，已经完成近百座隧道工程的超前预报，针对隧道施工前方不良地质、断层及其破碎带、隧道水文地质、溶洞发育特征、围岩类别及其稳定性等实行多技术融合预报，为隧道施工提供科学依据，保障隧道工程的施工安全。
