随着国家基础设施建设的不断发展,在水利、交通、矿山等领域将要施工大量隧道工程,所遇到的地质条件也更加复杂,不可避免地会碰到对隧道施工安全带来威胁的不良地质体。为了保证隧道平稳高效施工,保障施工人员和机械设备的安全,需要在施工期间对工作面前方地质条件进行三维地质构造分析,得出及时且精准的超前地质预报成果,并根据预报成果对前方不良地质体进行及时有效的支护。这也是实现在隧道施工过程中信息化、智能化掘进的重要基础。True Reflection Tomography（TRT）,即地震波反射层析扫描成像技术,是传统地震波物探方法与新兴岩石三维图像技术的结合,目前已在各种类型隧道的不良地质预报中得到广泛运用。TRT7000隧道超前地质预报系统在TRT6000的基础上,对系统硬件和软件进行了优化升级,但其在实际应用过程中,仍然存在仪器布置缺乏标准、传感器安装效率偏低、震源能量不稳定、软件操作繁琐、背景波速确定方式主观性大、弹性波方法本身具有局限性等问题,需要通过进一步的研究加以改进。本研究依托新疆某TBM输水隧洞工程项目,围绕TRT7000隧道超前地质预报系统的实际工程应用问题,主要开展了如下工作:（1）从TRT技术的基本原理出发,系统归纳了与地震波勘探相关的弹性理论、人工激发地震波的类型以及地震波传播的基本规律,系统阐述了TRT7000的技术原理、硬件配置要求、现场勘探方法、数据处理与图像分析方法。（2）以TRT7000现场勘探试验结果为基础,全面运用地质资料比对、岩体揭露情况比对、预报准确率统计等方法,总结了包含断层与断层破碎带、裂隙发育带、富水体、软弱地层等在内的不良地质体的典型特征及判别原则,分析了其在TBM输水隧洞工程中的预报效果,综合讨论了TRT技术的实际应用价值。（3）根据现场补充勘探试验,制定了TBM工况下的震源与传感器点位阵列布置规范,并将其与常规布置方式进行了对比分析;参考实际工程经验完善了特殊条件下传感器的安装方法;讨论了震源选用标准以及磁致伸缩震源的应用前景。（4）针对数据处理过程中存在的问题,讨论了如何运用树状目录、预处理程序、相对坐标来简化操作;分析了影响TRT图像判别的主要因素及应对思路;研究了直达波波速计算和背景波速选取的优化方法,并对部分优化方法的实际效果进行了验证和分析。本研究通过对现场勘探试验和数据处理方法的优化改进,提升了TRT技术在超前地质预报工作中的效率和准确率,为隧道工程高效安全施工奠定了一定的基础。