随着我国经济的快速发展,城市化进程的步伐也日益加快。为了缓解城市化带来的交通拥堵问题,越来越多的一二线城市都建立起了城市轨道交通网。由于地铁的开挖不可避免地会对岩土结构造成一定的影响,加上地铁隧道上方地面的建筑物和行人车辆的影响,地铁隧道结构难免会发生变形。如果不能有效地监测到地铁隧道的变形,将会产生极大的安全隐患,严重时会给国民的生命财产造成无法估量的损失。因此,我们必须采取有效的方法监测地铁隧道的变形。传统的地铁隧道变形监测方法各有优势,但也都存在其明显的缺点。全站扫描仪应用于地铁隧道变形监测,不仅有着全站仪测点精度高的优点,还有着三维激光扫描仪快速扫描海量点云的优势,可以为地铁隧道变形监测提供完美的解决方案。本文主要研究的是将全站扫描仪应用于地铁隧道变形监测分析的方法。首先研究了全站扫描仪单点法断面测量和点云法断面提取的方法,然后提出了单点法和点云法隧道变形分析的方法:第一,将单点法采集的断面点拟合的断面椭圆与点云法提取的断面椭圆进行对比,从而相互验证两种方法的可靠性;第二,单点法采集的断面点分别绘制变形曲线图,通过各个断面点的变形曲线图分析断面变形情况;第三,将隧道点云中轴线分别投影至XOY平面和ZOY平面,通过分析隧道中轴线在XOY平面的变化判断隧道的整体位移情况,通过分析隧道中轴线在ZOY平面的变化判断隧道的整体沉降情况;第四,通过比较四期点云数据各个断面处拟合的椭圆参数的变化,判断各个断面处的隧道变形情况。最后,以常用的几种变形分析预报模型为基础开发了变形分析预报系统,并通过实测数据对该变形分析预报系统进行了测试。本文围绕地铁隧道变形监测,提出了采用全站扫描仪进行变形监测,变形分析和变形预报的方法,应用实测数据进行了试验并取得了不错的效果,为今后地铁隧道变形监测提供了一些新的思路。