利用隧道施工期超前地质预报技术,寻找行之有效的超前探测方法并研制出相应的仪器设备,准确预测和分析隧道开挖面前方各种不良地质灾害体,及时为隧道施工提出合理可行的施工灾害处置措施,对于减少隧道施工的盲目性,提高施工的遇险应变能力,降低或消除施工过程中人员、设备和工程的损失,具有重大的实际意义。论文深入研究了超前探测领域技术现状、电法探测优点和激发极化效应机理；分析了双频激发极化法的理论基础以及现有主流双频激电仪器的结构功能特点；结合隧道施工现场工作的展开特点和电磁环境特点,研究设计了一种基于频域激发极化法中双频激电法的隧道超前地质探测仪器系统。本论文提出了仪器系统的设计原则、结构功能和指标参数,制定了双频激电仪的研究实现方案。本论文详细论述了对单片机系统选型、双频及输出级设计、信号可靠采集及去噪设计、数据通讯实时性设计、稳定可靠的无线数传设计、工控机主程序软件设计、信号处理软件设计等几个关键环节的优化设计研究,保证了仪器系统的环境适应性、工作稳定性、测量精确性、通信实时性和使用灵活性,实现了项目要求的科研和实用的双重目的。本论文通过在模型试验、仪器对比试验和实地试验中不断地分析、总结和改进,仪器系统日趋完善。在“胶州湾海底隧道”等施工现场的实践检验,证明了本论文研究的有效性和探测仪系统的实用性。