核磁共振探测技术（Magnetic Resonance Sounding，以下简称MRS）是目前唯一的能够直接探测和预报隧道水害的地球物理技术手段。该方法利用水中氢核的核磁共振性质，人工向铺设在地面的线圈通以拉莫尔频率的电流脉冲，激发场使地下水中氢核产生宏观磁矩，宏观磁矩在激发场中产生氢核所特有的拉莫尔频率旋进运动，用接收线圈在地面拾取感应电磁信号，即可探测得到线圈前方是否有水。现有的MRS地下水探测技术探测层状地下水已有很多成功案例，采用边长100米的单匝矩形线圈可以探测地下150米深度处的核磁信号，已经由打井验证。随着现代MRS测水技术应用不断拓宽，对仪器的要求不断提高，针对于隧道等狭小空间不同朝向的灾害水源超前探测使用传统的平铺于地面的大回线将无法满足要求本文针对隧道灾害水源超前探测要求，改用多匝小尺寸线圈发射-接收分离的形式进行探测，即满足了狭小空间的探测要求，又达到了可以测量的信号幅值和满足要求的探测深度。同时由于实际巷道掌子面朝向未知，平铺于掌子面的探测线圈朝向与平铺线圈相比也会发生很大的变化。本文对激发场计算进行了修正，得到受地磁倾角和不同朝向影响的激发场计算公式；进行仿真计算包括激发场计算、发射-接收分离核函数计算、模型假设，给出发射和接收线圈的合理匝数匹配与水体大小、深度以及所需电流的关系，模拟隧道中各线圈模型下的响应信号，并对线圈匝数匹配进行设计，力求为实际探测提供数据处理基础和理论指导。