隧道地质超前预报的工作原理是利用在隧道围岩内以排列方式激发的弹性波，在向三维空间传播的过程中，遇到岩体弹性阻抗界面，即地质岩性变化的界面、构造破碎带、岩溶和岩溶发育带等，会产生弹性波的反射现象，这种反射回波通过预先埋置在隧道围岩内的检波装置接收下来。处理系统锁定掌子面前方一定角度范围，提取反射回波并对其旅行的时间、传播的衰减以及相位的变化等进行分析，进而对隧道掌子面前方的岩体地质条件作出预报和判断，为施工措施和施工设计方案提供预报资料.

对公路隧道施工过程中围岩的稳定性状况和掌子面前方的情况及时地进行超前预报，进一步确认并详细划分围岩级别，再结合掌子面观测和施工设计图，及时提出施工方案建议，能够较好地实现对隧道的动态信息化施工管理，尽量避免或减少由于技术等原因所造成的工程事故以及不必要的人力、物力、财力浪费，使隧道建设的投资分配更加合理，保证施工安全和工程质量，加快施工进度，缩短工期.

隧道地震波超前预报方法是利用地震波在不均匀、不连续地质体界面产生反射，实现隧道地质超前预报的目的。地震波震源采用小药量炸药在隧道边墙的风钻孔中激发产生，激发炮孔在洞壁一侧沿直线布置，一般采用24个炮孔激发，激发炮点的数量与采集的地震波信息量有关。地震波接收器安置在孔中，采取左右洞壁各布置一个接收器的原则。地震波在岩体中以球面波形式传播，当地震波遇到弹性波阻抗存在差异的界面时，一部分地震信号反射回来，一部分信号透射进入前方介质继续传播，在传播过程中重演着反射与透射的不断过程，陆续反射回来的地震波信号被仪器设备采集下来。通过分析各种波形的传播时间、波形特征和强度变化，实现预报隧道掌子面前方地质条件。