为了解决盾构法预制隧道超前预报的技术难题，系统开展了地球物理场理论研究，论证了各种方法的优缺点，并针对不同隧道和不同地质条件进行了试验，为超前地质预报人员提供参考。根据盾构法预制隧道软硬岩互层的地质条件，通过对管片结构的分析，改进了检波器和观测系统的布置，实现了地震波法超前地质预报的工作，无需与盾构机集成即可进行长距离连续预测。基于三维地震波法的超前地质预报系统可以预测岩溶孤立不良地质体，预测结果与开挖揭露结果一致。