近年来，我国隧道工程事业正处于欣欣向荣的发展阶段，并且朝着“深、长、大、群”的方向前进，越来越多的地质工程难题呈现出来。其中最典型的问题之一便是如何提高隧道施工地质预报的效率和精度，使其既能与具体的隧道工程地质条件相匹配，达到科学、合理、经济，又能最大程度地探测到隧道掌子面前方可能存在的不良地质信息。在目前可借鉴的研究成果中，一般只简单地提及隧道工程所在区域的地质情况，并未将预报方法的选取与地质条件相结合；此外，大部分集中于对物探法理论与实践的改进，对地质调查分析法的重视不足，而且其方法优化往往只倚重多种预报方法的叠加，没有系统地对预报方法本身的操作和解译过程进行优化研究。基于此，本文依托课题“大广南高速公路长乐山隧道、东方山隧道施工监控量测、超前地质预报与围岩稳定性系统分析研究”，对公路隧道施工地质预报方法选取与方法优化展开研究。　　 在本文的研究中，首先分析研究区内长乐山隧道、东方山隧道的工程地质条件（包括地形地貌、地层岩性、构造地质、水文地质等），提出隧道工程地质评价，为后续的研究提供基础地质资料。其次，对主流隧道施工地质预报方法中的地质调查分析法、弹性地震波反射法(TSP与TGP)、地质雷达、红外线探水、超前水平钻孔等进行介绍，并总结了其中几种主要预报方法的优缺点和适用范围。再次，根据大量的现场应用实践经验，提出隧道地质风险等级划分标准，即A级-特大型地质风险、B级-大型地质风险、C级-中～小型地质风险与D级-局部小型地质风险，并以此为依据进行预报方法选取，建立隧道综合施工地质预报系统，同时，根据可能的预报结果提出隧道施工地质预报四色（红色、橙色、黄色、蓝色）预警体系；最后，采用理论与实践结合的思路，对TSP、地质雷达与红外线探水技术等地质预报方法进行优化分析，包括减小多解性、剔除干扰场、建立典型特征图谱、提出预报判据以达到提高预报精度、保证施工安全的最终目的。　　 本文的主要研究结果如下所述。　　 (1)通过对各种隧道施工地质预报物探方法的分析可知，由于地球物理探测理论的简单性与工程地质条件的复杂性的矛盾，导致无论是何种物探方法都无法同时对力学性状差异与电磁特性差异进行准确地识别，因此，必须将地质调查分析法作为施工地质预报工作的基础，并以此为指导对预报成果进行修正。此外，在进行施工地质预报时，需要科学地比对各种预报方法，在合适的围岩条件与适宜的工作环境下采用，才能有效与经济地发挥各种方法的作用。　　 (2)由于各种单一的物探法、钻探法及地质调查分析法都存在着缺陷，因此，只有根据隧道工程的工程地质特征，整合多种预报方法组成综合施工地质预报系统，才能最大程度地提高预报精度，指导安全施工；在建立综合施工地质预报系统时，地质预报方法的选取应遵循隧道工程所在区域的地质风险等级，才能使预报效果得到保证；根据综合施工地质预报系统对不良地质体的探测结果，尤其是岩溶发育特征、断层破碎带发育特征、含水体发育特征、不良地质结构面空间位置，建立隧道地质预报预警体系，提出红色、橙色、黄色与蓝色组成的四色预警级别。　　 (3)对于隧道地震波反射法(TSP)，应从提高对反射地震波的接收质量与保证所触发的地震波强度两方面出发，提高预报精度。提高反射地震波接收质量的手段包括：确定传感器的最佳搜索角，确保传感器孔的高质量耦合、提供良好的作业环境；保证所触发地震波强度的手段包括：选择高质量、延时误差小的瞬发电雷管、确定合适的炮孔装药量、确保炮孔的高质量耦合。此外，在进行TSP采集数据解译时，应遵循5条准则，即：①通过反射振幅的相位推断前方围岩相对质量，正相反射表明围岩相对较硬，负相反射表明围岩相对较软；②反射纵波变弱、泊松比增大、Vp/Vs增大，通常情况下表明裂隙发育或围岩孔隙度增加；③反射横波能量比反射纵波能量强，通常情况F表明前方围岩含水或夹泥；④杨氏模量、剪切模量、体积模量反映围岩的抗压能力，通常情况下，这3种模量越大，围岩就越坚硬、越难变形，反之，3种模量越小就表明围岩越软弱；⑤成果分析时，须综合考虑深度偏移图谱、反射层提取图、2D视图以及各反射层的参数数据，并以隧道地质调查分析法结论为基础。　　 (4)对于地质雷达预报而言，通过大量的现场实践经验总结，得出了不良地质体特征图谱与判译准则：①完整岩体：由于该种岩体介质相对均匀，可看作是各向同性，故其电性差异较小；电磁波能量衰减缓慢，波形均匀，无杂乱反射；同向轴一致，自动增益梯度相对较小；②断层与破碎带：由于岩体内节理裂隙多、岩块松散，反射界面较多，因此其电性差异大，能量团分布不均匀，常产生绕射或散射；电磁波能量衰减快，尤其是高频部分；同向轴不连续而变得杂乱，有时甚至错开、断裂，自动增益梯度较大；③岩溶空腔：反射波沿空腔界面反射强烈，形状较为规则的空腔反射波同向轴以双曲线状或弧形为主，界面处以正反射为主，后续波型以低频率、大波长为主，能量衰减相对较慢；④含水体：由于水是自然界介电常数最大的介质（其相对介电常数可达80左右），且与其它介质相差很大，故地质雷达波在含水体表面将产生强振幅反射，并且在穿透含水体时发生多次反射，波幅大、频率高、波长短，同相轴连续性较好，波形较均一。　　 (5)对于红外线探水预报而言，分析了其在喷砼放热、作业环境潮湿、风筒与灯源三种典型干扰场影响下的场强曲线特征，并探讨了如何剔除干扰场影响的方法，即紧密结合现场地质调查分析结果，隧道周边探测与掘进断面探测对比，典型突变探测点剔除等。