地下复杂溶洞的存在,给隧道施工带来极大的安全隐患,传统的测量方法无法获取溶洞的位置及大小,本文采用现场调研、理论分析、现场探测及三维建模等方法,开展了基于三维激光扫描的复杂隧道三维建模与安全分析研究,对隧道工程的布置和施工具有重要的现实意义。通过对传统的测量技术与三维激光扫描技术的对比,总结出三维激光扫描技术存在的优势,进而阐述了三维激光扫描技术进行地下溶洞或空区空间形态扫描的原理。采用激光扫描系统C-ALS分别从1号钻孔和2号钻孔完成了向家包2号溶洞的探测,获取溶洞点云数据,通过对点云数据过滤和拼接,建立了溶洞三维模型,在此基础上计算得到了溶洞的体积大小,同时对溶洞的空间形态进行了全面的分析,包括溶洞的平面图分析、横剖面图分析以及纵剖面图分析等。完成了向家包2号隧道地表、钻孔、溶洞及隧道三维模型的构建,并对溶洞与隧道间的关系进行了多角度分析,指出了溶洞的发育方向,并对溶洞分别沿着平行隧道方向、垂直隧道方向和沿着溶洞延伸方向进行细分剖切,从而得知溶洞在各个方向的轮廓,对溶洞的安全性和稳定性进行了分析。研究表明,针对人员无法到达的复杂溶洞,C-ALS三维激光扫描系统可以较好的完成其三维建模,并通过多角度的分析,可获知复杂溶洞的发育方向与相对影响,为后期隧道施工的安全性和稳定性提供了可靠的数据。