随着经济的发展,地铁已经成为城市交通的重要组成部分,地铁的运营里程逐年大幅增加。我国约有三分之一的地区是岩溶发育地区,常见的岩溶病害有:岩溶洞穴、岩溶洼地、陷落柱,在岩溶发育十分强烈的地区往往还会形成地下暗河。城市岩溶洞穴及地表塌陷的报道屡见不鲜,岩溶这类不良地质体的存在严重危害地面建筑物及人民生命财产的安全。地铁通过区域的地质构造、地层结构、岩溶病害的发育程度等直接影响地铁施工进度及地铁后期运营安全,因此采用精确、效率高的勘探技术查明地铁工区的地层结构,岩溶病害的类型、大小、在空间上的具体位置对于保障线路施工进度,运营安全及人民的生命财产安全有极为重要的意义。常规的物探方法难以满足地铁对岩溶病害的高精度探测,跨孔地震CT技术可以对地铁工区的地层结构进行精确的成像,结合其他地质资料可以对场区岩溶的类型、规模、形态进行准确的预测。本文通过对层析成像理论、数值模拟、应用效果等方面对跨孔地震CT技术进行了系统性研究。重点对充填介质不同的单一溶洞、充填介质不同的串珠状溶洞、不同倾角的岩溶裂隙建立孔间非均匀介质三维模型,利用跨孔地震CT技术正演模拟了不同岩溶类型溶洞并得到相应的射线走时。通过对正演模拟的地震波走时特征加以分析,得到以下结论:地震波的走时会随着岩溶洞穴直径的增加而相应变长;对于充填有不同介质的相同直径溶洞,充填介质的波速与周围完整岩体波速差异越大该类型岩溶特征越容易识别;就单炮记录来看,直径越大的溶洞其走时出现差异道的数量越多,即溶洞直径越大受其影响区域也越大;充填有两种物质的半充填溶洞的地震波走时特征介于全充填溶洞之间;对倾角不同的岩溶裂隙,其走时特征与观测系统的空间排列密切相关;在观测系统选取及测线布置上一定要结合前期的地质资料,尽可能的与走向方向垂直。对孔间地层实测结果进行了分析。利用现场实测跨孔地震CT数据,结合前期数值模拟及地质资料,反演出场区的地层速度结构,划分地层结构及不良地质体的构成情况。根据孔间地震CT剖面图的图像特征,对实测结果中完整灰岩区域、隧道洞身失稳问题、溶洞及岩溶裂隙富水问题、地面塌陷问题、地基不均匀沉降问题进行了总结与分析。此外还从数据采集、观测系统、噪声等方面对跨孔地震CT技术应用效果分析,在今后的工程实践中希望能够减小误差,提升工程预报的精度。