在隧道开挖过程中,多变的地质条件、破碎带、断层、岩溶、富水岩层等等,稍有不慎,就会造成塌方、沉陷、突泥、涌水、支护结构变形,所以预报掌子面前方不良地质体的位置、产状及围岩结构的完整性,不仅能提前做好措施、合理优化施工方案提供了依据,而且可以最大限度地预防隧道涌水、塌方等灾害性事故的发生,为安全科学地施工、提高施工效率、节约投资成本提供了保障,具有重大的社会效益和经济效益。本文在充分了解当前隧道超前预报中的各类方法的基础上,深入地研究了隧道超前预报的发展方向,理论上对数据采集系统进行了理论上的分析,提出了应根据不同的地质条件,建立不同的观测系统。本文针对白云质灰岩地区隧道超前预报进行观测系统各参数的设计,取得了不错的效果。通过TSD在高速公路隧道中的实际应用,进一步说明该方法在实践中可行性。