由于地下工程地质环境的隐蔽性与复杂多变性，以及周边环境影响因素的不可控性，使得地下工程的修建异常困难。为了保障地铁健康和谐的建设并为设计和施工部门提供有力的科学决策依据，对隧道施工超前地质勘探预报技术进行深入研究，并广泛应用于实际领域是非常必要的。本文基于瞬变电磁法的探测原理，对其应用于超前地质勘探预报中的探测能力进行了全面的分析，同时对应用重叠回线发射装置和中心回线发射装置时，得到的接收感应电动势进行了公式推导。文章详细介绍了三种瞬变电磁法的常用装置，分析了各种装置的适用范围和工作性能，拟采用中心回线装置作为瞬变电磁法的发射接收装置。中心回线法与目标层具有最佳耦合、受旁侧及层位倾斜的影响小等特点，应用此法进行测量，会得到比较准确的地质信息。为了将瞬变电磁法更加广泛地应用到隧道超前地质勘探中，本文对瞬变电磁发射线圈的模型进行了研究。首先根据毕奥萨伐尔定律，推导出矩形发射线圈在空间中任意一点产生的磁感应强度的计算公式，对中心回线法发射矩形线圈产生的磁场分布进行了分析计算。同时应用Matlab对计算出的矩形线圈磁感应强度进行数值模拟，得到的结果与理论计算结果一致，然后利用HFSS有限元仿真，建立了发射线圈有限元模型，并分析了一定空间内的磁场分布，最终HFSS仿真结果与Matlab的数值模拟相吻合。除了Z=0时线圈四个角场强大以外，其余场强大小都是中间强，四周弱。分析了发射源参数对瞬变电磁响应的影响，无论是哪种瞬变电磁发射装置，接收线圈的感应电动势都正比于发射线圈的发射电流，但是并不总正比于发射线圈面积。相对于深层地质勘探，浅层地质的勘探发射频率应该大一些，而关断时间应该越小越好。本文为实际分析瞬变电磁法的发射部分提供理论依据，有助于瞬变电磁发射装置的结构设计和优化。