瞬变电磁法是一种时域电磁法,采用接地电偶极子或不接地回线为发射装置,当输入矩形脉冲电流,在前方地质体中会形成一次脉冲磁场。在发送电流关断后,地质体因磁场的变化而激发出感应涡流向前向外扩散,通过观测感应涡流产生的随时间变化的二次场,对含有丰富地质体信息的二次场进行提取与分析,再对资料进行处理与地质解释。瞬变电磁法勘探装置的类型众多,其中瞬变电磁中心回线装置为应用最为广泛的一种,由于其在近区观测且观测的目标为纯二次场,具有工作效率高、分层能力强、勘探精度高等优点,广泛应用于地矿、水利、铁道、交通工程等各个领域。基于隧道超前预报的现场工作环境,且预报对象为掌子面前方含水体,瞬变电磁法中心回线装置不仅能够很好地应对现场相对狭小的工作环境,且对低阻异常体有灵敏的反应,所以瞬变电磁中心回线装置可作为隧道超前预报的一种常用可靠的方法。本文首先介绍了目前国内应用于隧道超前预报中的几种方法的研究现状,并分析了各种方法应用在隧道内的优缺点及发展趋势。然后简要说明了瞬变电磁法的工作原理,再详细介绍了中心回线瞬变电磁法在隧道内的勘探原理和方法。在理论方面,理论研究并推导出了均匀半空间和多层各项同性介质条件下的瞬变电磁响应的解,并最终求出中心回线瞬变电磁时间域的解。在此基础上,采用matlab语言编写正演程序,结合均匀半空间模型,分析讨论了不同参数下的瞬变电磁响应特征;并对建立的典型二、三层地电模型进行正演计算,通过分析上述模型的电磁响应特征变化,分析得出相应的结论,对中心回线瞬变电磁法进一步了解。采用目前常规的方法求解中心回线瞬变电磁的全期视电阻率,即通过磁场强度或感应电动势先求得早期和晚期视电阻率的定义式,在此基础上对全期视电阻率进行求解。并采用全期视电阻率计算模型进行烟圈反演,选取典型的二层、三层地电模型进行烟圈,并通过改变K型和H型地电模型中间低阻和高阻异常层厚度,研究验证中心回线瞬变电磁全期视电阻率探测低阻异常和高阻异常的效果。最后结合瞬变电磁中心回线装置的现场工作实例,通过对现场采集资料的不同处理,绘制晚期视电阻率和全期视电阻率的视电阻率拟断面图,分析对比不同方法的成果图的反映效果,并根据后续的隧道掘进的结果,充分证明了中心回线瞬变电磁全期视电阻率的方法能够获得更加准确的岩层信息以及更加明显的低阻异常反映,能够为隧道施工的进行提供更加准确的超前预报资料。