隧道施工过程中突水突泥、塌方、大变形等地质灾害时常发生,致使安全事故发生、人员伤亡和经济损失。地质灾害的发生往往与隧道穿越断层破碎带、蚀变带、岩溶等不良地质影响区有关。施工过程中,识别隧道沿线赋存的不良地质对防灾减灾具有重要意义。从地质分析角度识别不良地质是最基础的方法,方便进行,不影响施工。然而传统隧道内通过地质分析识别不良地质依靠经验,仅进行定性分析,致使识别结果主观性强、误差大,常出现误判漏判现象。不良地质影响区内会出现围岩元素和矿物异常变化的现象,且这种变化具有一定的内在规律。因此本文对断层、蚀变带、岩溶不良地质影响区内岩石的元素和矿物异常特征进行分析总结,结合地球化学、数理统计等异常数据分析方法,对围岩元素和矿物进行定量化分析,建立一种基于元素和矿物异常分析的隧道不良地质识别方法,具体成果如下:(1)建立了隧道围岩元素和矿物数据异常的动态评判标准和评判方法,提出了基于元素和矿物异常分析的隧道不良地质识别方法,是对隧道内传统地质分析法识别不良地质依靠定性分析到(半)定量分析的提升。(2)研发了 TBM搭载式元素数据测试装置,实现了 TBM快速掘进过程中自动采集围岩元素数据,为基于元素和矿物异常分析的隧道不良地质识别方法提供了技术支撑。(3)依托新疆**工程KS隧洞,对提出的基于元素和矿物异常分析的隧道不良地质识别方法进行应用验证,通过采集围岩元素和矿物数据进行异常评判,预测识别出了里程142+800～900范围内的断层破碎带;揭示了穿越该断层破碎带过程中元素和矿物含量的变化规律,以及断层破碎带内矿物转化特征,推测里程142+800～860范围最接近断层。