为进一步落实我国十三五规划建设发展的要求,基础设施的投入建设将不断加大,更多的公路、铁路、地铁工程等基础设施将被修建。隧道工程作为交通运输领域的一项重要内容,将会迎来更加广泛的重视和发展。隧道建设过程中塌方是最为常见的安全事故之一,塌方事故一旦发生不仅延误工期、大幅度地提高工程费用,而且也会造成对施工人员的人身伤害甚至生命威胁。隧道施工过程中的安全问题便成为科技工作者关注的课题。本文针对隧道塌方问题,分析了预报预警监测系统的功能需求,以隧道塌方案例和现场采集数据为研究对象,对隧道塌方特征及预报预警监测系统进行了研究。论文主要研究工作和成果如下：(1)隧道塌方类型及成因机理的研究。通过对文献的查阅搜集,统计国内大量隧道塌方案例,对隧道塌方进行分类,统计其在隧道建设时间轴上的分布规律及预兆性,总结分析了引起塌方的主要因素。同时运用数值模拟,对典型隧道建设过程中的塌方风险进行了分析。(2)隧道施工监测的项目及方法研究。通过查阅相关文献、规范或现场考察,对隧道施工监测技术进行了全面了解和分析,包括监控量测目的及意义、监控量测项目及方法等。(3)隧道围岩变形规律的研究。通过对大量现场监测数据的研究分析,得出围岩变形在时空关系上具有明显的阶段特征。最后结合实际工程对各变形阶段进行了相应的风险分析。为系统开发的可行性奠定了基础。(4)综合上述分析研究,结合隧道施工特点,与隧道施工技术人员的咨询沟通,了解到他们的实际施工经验和需求,对系统各模块进行了总体结构规划和设计,设计了以监控量测信息的处理和分析为主以其他功能为辅的隧道防坍塌预报预警监测管理平台。(5)通过对实际项目的调查分析,参考工程技术人员的经验和需求,以及组织专家讨论分析,主要从施工安全方面和施工管理方面对系统进行了功能设计,对各功能工作机理及其在防坍塌方面起的作用进行了设计说明。