现阶段对于隧道监控量测的实施，其监测手段与理念已经构成了一套趋于完整的系统，同时在隧道的建设中被熟练的应用。由于新兴技术的崛起，一直有更先进、更科学的方法加入到隧道监控量测的工作中来；同时由于新技术的先进性也使得监控量测具有了更广阔的应用空间。论文以施工期初期支护变形监测为研究的切入点，结合调研文献、理论分析、现场试验、数值模拟等方式，得到了以下研究成果：
　　(1)应用三维激光扫描仪，在施工现场开展初期支护变形监测工作，并对监测断面进行整体与局部变形分析。设计了适用于现场应用的全息变形监测方案，并以玉楚高速公路大断面双线隧道作为研究对象，验证了全息变形监测的实用性与适用性。
　　(2)与传统单一断面的沉降、收敛监测方式相比，三维激光全息变形监测具有全断面、大数据、可视化的优点，为有限元单元节点位移加载提供了数据支撑。基于有限元基本原理以及传统围岩-结构力学计算模型，分析了梁单元、壳单元、结构单元的节点自由度特征，提出基于三维激光扫描的有限元位移加载计算方法。
　　(3)对三维激光全息变形监测数据进行回归分析，针对选取的特征点，将三维激光全息变形监测的数据与传统非接触手段监测的数据对比，误差较小，满足位移加载的基本条件。
　　(4)试验断面的隧道结构向净空侧变形，与喷射混凝土轴力较大、弯矩较小的受力模式相符；全环以受压为主，结构处于小偏心受压状态。变形与受力模式符合形变压力特征。形变压力作用模式与刚性加载作用模式相符，进一步证实了位移加载的科学性。
　　(5)采用正反分析对喷射混凝土材料参数进行反演，同时通过位移加载对试验断面的结构内力以及围岩压力进行反分析，与传统监测数据比较，平均误差8.16%。通过理论推导、力学分析、误差比较等方式，证明了使用三维激光全息变形监测数据进行参数反演与结构受力分析是合理可行的。