我国近年来隧洞工程建设为世界瞩目,规模大,难度高。而工程中的主要安全隐患是围岩的稳定性、安全性。传统的围岩监测方法是在隧道洞壁上埋设固定点,利用全站仪、水平仪、收敛仪等对其测量,从而得到几何变形情况。但是缺点是:测量时间长,自动化程度低,不能远程监测和非接触测量,以断面上几个点代替断面,以监测断面反映的局部变形代替隧道的整体变形。三维激光扫描近年来快速发展,由于无需接触、速度快、无需可见光、自动化观测等在应用中有很大优势。将它应用于隧道变形监测能够快速大量地采集点位信息,建立三维模型,实现围岩的整体快速监测,提高工作效率,研究其应用具有现实意义。本文首先阐述隧道变形监测控制网和在此基础上的经典变形监测手段。然后介绍三维激光扫描仪的基本原理。通过类比全站仪等手段误差的来源,进一步分析三维激光扫描技术不同作业方式的误差来源。讨论三维激光扫描观测站的精度,对包括观测中的照准误差、测站点误差和监测点的移动变形造成的误差进行评估。通过天宝FX三维激光扫描仪单点定位实验得到该仪器三维激光扫描仪单点测量实际内符合精度。并介绍该仪器在隧道中应用的操作流程和点云数据处理的原理方法。然后,通过实际案例,分别运用传统测量手段三维激光扫描的方法队某隧道进行变形监测。对比三维激光扫描技术手段和经典手段,验证新技术的优势和应用在隧道变形监测中的可行性。最后,针对隧道开挖的变形会可能导致的地表移动变形。利用概率积分法,建立隧道上方地表沉降的模型。并通过实地测量案例对比模型,验证模型的可用性。