我国已成为世界上隧道修建规模和难度最大的国家,当隧道开挖掘进至不良地质影响区时易发生围岩变形、塌方、突涌水等地质灾害,严重影响隧道施工,甚至给人员财产安全带来了威胁。不良地质影响区内的岩石存在矿物异常、物理参数异常等明显特征,通过采集、分析岩石信息可以快速识别乃至预测隧道内的不良地质体,对于保障隧道安全快速施工具有重要意义。近红外光谱技术具有无损、快速、无需制样等优势和特点,可以在隧道内对岩石进行原位、快速测试,采集岩石的光谱信息并快速分析,实现在隧道施工过程中的岩石矿物成分、含水量变化等信息的实时反馈。因此本文基于近红外光谱技术,针对隧道施工特点,建立了一种隧道内蚀变带快速识别方法及体系,实现隧道内蚀变带的快速识别;分析讨论岩石近红外光谱数据同含水量之间的相关性,证明了利用光谱数据反演岩石含水量方法的可行性;结合包络线去除（Continuum Removal）模型和分数阶微分（Grünwald-Letnikov）方法,提出CR-GL光谱处理模型及CR-GL光谱解混模型,并应用于上述的隧道内蚀变带快速识别及岩石含水量反演的研究中,有效提升了光谱分析的效果。本文的主要研究内容及成果包括:（1）通过文献调研等方法,分析、总结包络线去除模型和分数阶微分方法的用途和优势,结合两种方法,提出建立一种CR-GL光谱处理模型,并将该模型代入光谱线性解混模型中得到CR-GL光谱解混模型。将建立的CR-GL模型应用于后续的矿物光谱解混和岩石含水量反演的研究中,证明了模型对于提升光谱分析效果的有效性。（2）针对隧道施工特点,建立了一种基于近红外光谱的隧道内蚀变带快速识别方法及体系,将该方法应用于新疆YE工程中,成功判识了隧道内遭遇的绿帘石化蚀变带和浊沸石化蚀变带,对蚀变程度进行了定量描述,并为预测掌子面前方的蚀变带提供了参考信息,有效提升了识别效率,满足了隧道安全快速施工的需求。（3）采集YE工程中的凝灰岩样品,测试不同含水量条件下的光谱数据。通过分析讨论不同光谱特征同含水量变化之间的相关性,发现波长1900nm处光谱吸收谷的面积特征参数同岩石含水量之间的相关性最强,验证了基于近红外光谱反演岩石含水量方法的可行性。