随着隧洞工程建设的不断发展，地下隧洞“深、长、大、群”的特点愈加明显，岩爆灾害也更加突出，如何有效监测预警岩爆风险，已成为世界水利水电、交通、国防、矿油开采、深部地下实验室等领域深埋隧洞工程安全建设亟待解决的问题。尽管微震监测技术已逐渐应用于岩爆灾害的风险预警，但针对隧洞工程，仍然存在诸如微震源定位速度模型不适、定位效率及稳定性低、岩爆孕育过程的微震规律不清以及预警效果较差等一系列问题。迄今为止，仍未能形成一套系统有效的隧洞岩爆微震预警方法。　　本文针对隧洞微震源定位的速度模型及方法、隧洞岩爆孕育过程的微震时空序列演化规律以及隧洞岩爆微震动态预警方法逐一开展了理论与技术研究，并在锦屏二级水电站深埋隧洞群重大工程进行了实践与应用，具体研究成果如下:　　(1)基于隧洞微震源震动传播路径特征分析，同时考虑隧洞线性工程及微震监测的特点，提出了适宜于隧洞微震源定位的分区速度模型:同组同速，异组异速。隧洞微震源定位仿真模拟结果表明，采用分区速度模型时，平均定位误差降低78.3％(从13.05m降到2.83m)，而平均波速误差则降低至小于1％。锦屏二级水电站隧洞群工程应用表明，基于分区速度模型所获取的岩体波速分布与现场工程地质条件具有良好对应关系，有效提高了微震源定位精度，为隧洞岩爆微震预警奠定了基础。进一步探讨了波速误差对隧洞微震源定位精度的影响。　　(2)以提高微震源定位过程中的求解效率及稳定性为目的，通过降低求解过程中的复杂程度及未知数之间的关联性，提出了基于P波和S波观测与理论走时差的微震源定位方法（Travel-time differences between P-and S-waves，TDPS）。并进一步采用粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization，PSO)搜索微震源定位全局最优解。基于TDPS的微震源定位仿真模拟结果表明，阵列内外的微震源求解速率分别平均提高了73.9％和70.6％，同时定位求解稳定性得到显著提高（粒子群飞行次数的统计方差大幅度减小）。锦屏二级水电站隧洞群工程岩爆微震事件定位结果表明，基于TDPS可快速稳定的获取岩爆微震源位置。另外，对比分析了阵列内外微震源求解速率与稳定性。　　(3)基于立方根和极差正规化的双重数据变换，建立了表征岩爆孕育过程的微震活动综合强度及单个微震事件强度的计算方法。通过大量岩爆案例分析，揭示了锦屏二级水电站隧洞群即时型岩爆孕育过程的微震序列类型及其形成机理。微震序列主要呈现两种类型:前震-主震型和群震型，前者主要受隧洞开挖卸荷的影响，后者则受隧洞开挖卸荷及硬性结构面的共同控制，两者微震活动性（微震事件数、能量和视体积）随时间演化规律存在显著差异。其次，研究了隧洞岩爆与微震活动的空间相关性。为隧洞潜在岩爆类型的识别及预警区域选取提供依据。　　(4)提出了基于微震信息的隧洞岩爆孕育过程的动态预警方法。利用实时监测的微震信息，通过微震序列特征识别潜在岩爆的发生类型（应变型及应变-结构面滑移型），基于所建立的不同类型预警公式预警岩爆风险（极强、强烈、中等、轻微和无岩爆发生的概率）。预警公式的建立考虑多种因素并采取多种手段，主要包括(a)从机制方面考虑岩爆类型，将岩爆进行分类预警;(b)从风险预警精度方面考虑，从粗糙的有无岩爆进化到不同等级岩爆预警;(c)从风险位置考虑，圈定针对性强、动态、适宜隧洞的风险预警空间单元;(d)为避免非典型案例的影响，通过聚类分析方法识别与选取典型岩爆案例;(e)为避免单一参数预警带来的片面性，将多微震参数加权结合综合预警;(f)权系数通过智能全局PSO搜索而非人为确定;(g)实时动态更新机制。　　(5)运用所提出的深埋隧洞岩爆微震动态预警方法，开展了锦屏二级水电站深埋隧洞群开挖岩爆风险实时动态预警。研究结果表明，预警方法可实时有效地识别潜在岩爆类型并预警岩爆发生等级。微震连续监测期间，预警并发生岩爆243次，占实际岩爆发生次数的88.36％。揭示了结构面对岩爆孕育过程的微震活动性的影响，研究发现，较之同等级的应变-结构面滑移型岩爆，应变型岩爆孕育过程的微震特征值MSEs多数较大，证实了岩爆分类预警的必要性。另外岩爆微震预警的工程应用结果也表明分类预警有效地提高了岩爆预警的准确性及可靠性。