近年来，随着隧道工程的发展，隧道在施工中面临的地质灾害问题，诸如涌水、塌方、岩爆等日益突出。这些问题的发生严重影响工程的进展，增加工程的造价，有的甚至导致整个工程的失败，为了避免或减少这类问题的发生，实现工程快速安全的施工，超前地质预报由此应运而生。在工程实施中，超前地质预报由于其预报准确可靠而越来越受到一些工程界人士的重视，并广泛应用于长、大、重点等隧道施工中。超前地质预报由于其在工程工作中的前瞻性，吸引了许多人来研究，并取得了一些成果，但是大部分的研究成果主要集中于超前地质预报在工程中成功的应用，而对其中失败的情况及技术缺失的方面较少的涉及。对预报方法中的技术原理的基础性模拟研究更是非常的少。论文首先介绍了一些隧道中常用的地质超前预报的方法及其优缺点。对TSP在岩溶地区应用效果较差的实际情况，本文采用数值模拟了射线反射的各种分布图。来对这一情况进行一些研究。论文采用了石油勘探中较为成熟的地震波传播理论，介绍了各种界面情况下反射波的时距曲线的情况。用射线追踪的原理进行编写程序，基于TSP仪器采集布置，用互换原理，采用一炮多收的布置形式，对前方的地质界面进行研究，成功的模拟了地质界面以及射线在各种地质界面的反射分布情况。由于时间的紧迫，没有对能量损失情况进行研究，只是采用了一种变通的能量方式对射线反射情况进行研究，以接收器之间的一半距离为半径，以接收器为圆心，对在范围内接收的数据，以水平界面的情况为标准，进行了相除对比，在地震合成记录中进行相关的加乘，基本达到了预想的结果。最后采用了由隧道局提供的圆梁山隧道的资料进行分析，对在隧道施工中没有很好的预报出的几种地质情况，以观测资料为依据，大致分析了其失败的原因。并利用程序模拟了相关的地质界面情况及其射线的反射情况。